2022移動儲能電站技術方案

XX科技移動儲能電站系統(tǒng)技術方案2022目錄1.集裝箱儲能電站概述 12.集裝箱儲能電站總體方案 22.1.電站系統(tǒng)結構 23.儲能系統(tǒng)設備功能及參數(shù) 53.1儲能變流器（PCS） 53.3儲能電池 83.4就地監(jiān)控柜 103.5集裝箱 141.集裝箱儲能電站概述儲能電站作為一種新型的能量存儲方式在近年來得到了飛速發(fā)展，其中，集裝箱儲能系統(tǒng)作為儲能電站的一種形式，基于其體積小、噪聲低、安裝運輸方便、成站周期短、環(huán)境適應能力強、智能化高等眾多優(yōu)點，在軍事、電力、工業(yè)、商業(yè)等各個領域中得到了廣泛應用。圖1移動式集裝箱儲能電站集裝箱儲能電站內置儲能電池、儲能變流器及監(jiān)控系統(tǒng)，具有以下特點：（1）采用協(xié)調并聯(lián)技術，增容/擴容便捷；（2）防護等級高，可有效防止水霧沙塵對設備的損害；（3）模塊化設計，安裝、維護簡單；（4）低噪聲、低熱輻射、隱蔽性強。其中，移動車載式集裝箱儲能電站以機動車為運輸工具，具有良好的機動性和適應室外作業(yè)的能力，可實現(xiàn)電能隨時、隨地、隨需運輸，尤其適應以下應用：（1）為無大電網(wǎng)接入的野外軍事演習場所供電，演習結束后可直接開回，無需一次性電網(wǎng)建設投入；（2）為軍事涉密場所、實驗基地等供電，低噪聲，低熱輻射，隱蔽性強；（3）為防風、防汛、防雷要求較高的海島、邊防等特殊場所供電，防護等級高，安全性好，可靠性高。2.集裝箱儲能電站總體方案2.1.電站系統(tǒng)結構光儲柴微網(wǎng)系統(tǒng)是一種由負荷和分布式電源結合緊密的系統(tǒng)，該系統(tǒng)含多種能源方式(光、風、柴、儲能等)；一種能量輸出形式(與電網(wǎng)等同質量的交流電能)；多種能源轉換方式(光/電、直流/交流等)。通過整合分布式發(fā)電單元與配電網(wǎng)之間關系，在一個局部區(qū)域內直接將分布式發(fā)電單元、電力網(wǎng)絡和終端用戶聯(lián)系在一起，可以方便地進行結構和配置以及電力調度的優(yōu)化。微電網(wǎng)和大電網(wǎng)進行能量交換，雙方互為備用，從而提高了供電的可靠性，優(yōu)化和提高能源利用效率，減輕能源動力系統(tǒng)對環(huán)境的影響，推動分布式電源上網(wǎng)，降低大電網(wǎng)的負擔，改善可靠安全性，促進社會向綠色、環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展。本項目可作為綠色能源發(fā)電示范項目，其示范意義在于：最大限度利用光伏發(fā)電，滿足本地用電負荷的需要；保障可再生能源發(fā)電與城市建設協(xié)調發(fā)展；結合周邊電網(wǎng)現(xiàn)狀情況，通過規(guī)劃，使供電質量、可靠性及節(jié)能降損達到先進水平，有利于推廣國家節(jié)能減排、綠色能源計劃等政策的實施。光伏、柴油機發(fā)電的規(guī)劃不在本方案范圍之內，本方案提供的集裝箱儲能系統(tǒng)包含電池儲能系統(tǒng)及微電網(wǎng)一體化智能配電、監(jiān)控和能量管理系統(tǒng)。儲能子系統(tǒng)：擬300kWh鋰電池及50kW儲能變流器部署包含二次測控保護、通訊與數(shù)據(jù)采集在內的設備和微電網(wǎng)集中管理系統(tǒng)，實現(xiàn)與供電網(wǎng)絡的協(xié)調運行，最終建成一個光、儲、柴、負載為一體協(xié)調并行的微電網(wǎng)系統(tǒng)。本方案提供集裝箱安裝方式，儲能電站由儲能變流器、儲能電池、電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、配電系等組成。監(jiān)控系統(tǒng)可協(xié)調電池儲能系統(tǒng)、負荷及其它設備協(xié)調工作。系統(tǒng)結構如圖2所示圖2儲能系統(tǒng)結構圖（虛線部分儲能系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)為我公司供貨范圍）圖3集裝箱儲能電站三維示意圖儲能系統(tǒng)的控制策略如下：新能源發(fā)電供電當白天日照情況良好時，光伏發(fā)電系統(tǒng)處于良好發(fā)電狀態(tài)，微網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)先利用光伏發(fā)電和風力發(fā)電的電量，為儲能電池充電及負荷供電。當微網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量富余時，通過并網(wǎng)點輸送至電網(wǎng)，為配電系統(tǒng)供電，有效利用綠色能源。平抑新能源發(fā)電波動光伏發(fā)電受氣候因素影響，可能出現(xiàn)出力瞬間的增大或減小，這種閃變會對大電網(wǎng)造成一定的沖擊。儲能系統(tǒng)可由監(jiān)控系統(tǒng)的管理，選擇充電或放電，對風力發(fā)電和光伏發(fā)電的功率波動進行調節(jié)，起到平抑波動的效果。負荷削峰填谷當夜晚用電低谷時段，配電系統(tǒng)電能通過雙向變流器，整流成直流向電池充電直流，起到“負荷填谷”的效果；白天負荷高峰時，電池通過雙向變流器放電向微網(wǎng)內甚至為往外負荷供電，起到“負荷削峰”的效果。峰谷平時間段和電價如下：峰值時段：8：30-11：30/14：30-17：30/19：00-21：00電價：0.85元/kWh谷值時段：23：00-7：00電價：0.3元/kWh平段：7：00-8：30/11：30-14：30/17：30-19：00/21：00-23：00電價：0.575元/kWh應急備用電源當電網(wǎng)電能質量很差、拉閘限電或故障停電時，微網(wǎng)系統(tǒng)可脫離大電網(wǎng)獨立運行。此時儲能系統(tǒng)通過雙向變流器，為微網(wǎng)內光伏發(fā)電提供穩(wěn)定電壓，使其在電網(wǎng)停電時，也能正常發(fā)電，同時能給交流負荷供電。微電網(wǎng)經(jīng)濟運行控制能通過監(jiān)控系統(tǒng)的能量管理、儲能變流器的實時調節(jié)，微電網(wǎng)在并網(wǎng)工作模式下，在保證微網(wǎng)安全運行的前提下，以全系統(tǒng)能量利用效率最大和運行費用最低為目標，充分利用可再生能源，實現(xiàn)多能源互補發(fā)電，保證整個微電網(wǎng)的經(jīng)濟最優(yōu)運行。儲能系統(tǒng)設備清單如表1所示：表1儲能系統(tǒng)設備清單序號設備參數(shù)數(shù)量備注1儲能雙向變流器額定輸出功率50kW1臺2儲能電池含BMS容量300kWh，不在我方供貨范圍內1套4交流配電系統(tǒng)含斷路器、表計等1套5能量管理系統(tǒng)包含相關軟、硬件1套6集裝箱標準20尺1套3.儲能系統(tǒng)設備功能及參數(shù)3.1儲能變流器（PCS）儲能雙向變流器是電池儲能部件與電網(wǎng)的接口，能夠實現(xiàn)直流儲能部件與交流電網(wǎng)之間的雙向能量傳遞，是儲能系統(tǒng)實現(xiàn)削峰填谷、平滑波動，補償負荷，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的功能要求的關鍵設備。電氣ES系列儲能雙向變流器是一款適合智能電網(wǎng)建設，應用于儲能環(huán)節(jié)的中大功率并網(wǎng)雙向變流設備。并網(wǎng)狀態(tài)下，PCS從額定功率充電模式轉為額定功率放電模式所需的時間小于80ms。ES系列儲能雙向變流器是電氣自主研發(fā)生產(chǎn)的，該產(chǎn)品具有以下特點：能量雙向流動ES系列儲能雙向變流器既可以工作在逆變模式，實現(xiàn)直流到交流的變換，向電網(wǎng)輸送電能，也可以工作在有源整流模式，實現(xiàn)交流到直流的變換，從電網(wǎng)吸收電能儲存在電池中。更高轉換效率ES系列儲能雙向變流器采用先進的控制技術，最高轉換效率達到98%以上，保證系統(tǒng)經(jīng)濟、高效的使用。更完美并網(wǎng)性能ES系列儲能雙向變流器可將電流總諧波含量抑制在3%以內，實現(xiàn)純正弦波電流自動同步并網(wǎng)，對電網(wǎng)無污染、無沖擊，實現(xiàn)軟啟動自同步，更容易被當?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)接納，投資回報更有保障。更優(yōu)異離網(wǎng)運行性能ES系列儲能雙向變流器具有離網(wǎng)孤島運行功能，能夠充分滿足微網(wǎng)系統(tǒng)構建的需求，同時可以具有多臺并聯(lián)的能力，更便于功率升級與系統(tǒng)冗余設計。更高穩(wěn)定性和可靠性ES系列儲能雙向變流器采用高性能DSP全數(shù)字化控制技術，優(yōu)化的控制電路設計，抑制磁場干擾，提高控制系統(tǒng)的電磁兼容性，具備過壓保護、過流保護、孤島保護、放電保護等多重完善的保護功能，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。更多儲能部件適用輸入電壓的范圍大，保證了更靈活的儲能部件接入，提高系統(tǒng)效益。更強大通訊功能支持LAN、RS485、CAN等多種通訊方式。可以和電池管理系統(tǒng)通訊，自動控制電池組的充放電；可與計算機通訊，進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視，適應運行和控制的要求。儲能變流器由兩種工作模式：并網(wǎng)工作模式和離網(wǎng)工作模式。并網(wǎng)工作模式：是指PCS的交流側與電網(wǎng)交流母線連接，直流側與蓄電池組連接，根據(jù)電池的荷電狀態(tài)，通過外接交流母線吸收/釋放有功功率對電池組進行充電/放電。同時PCS可根據(jù)上位機設定指令，調節(jié)輸出的無功功率。并網(wǎng)工作模式下PCS采用P/Q控制。離網(wǎng)工作模式：指在儲能系統(tǒng)與大電網(wǎng)斷開情況下獨立運行情況下，運行在恒壓恒頻（CVCF）模式建立電壓，為局部范圍內負負載或其他功率源提供接入電壓基準。圖4儲能變流器外觀示意圖參數(shù)規(guī)格備注型號ES-50K直流側參數(shù)蓄電池最大電壓800V輸入電壓范圍450～800VVdc最大輸入電流133A交流側參數(shù)額定輸出功率500kW額定電網(wǎng)電壓380Vac允許電網(wǎng)電壓380±15%VVac電網(wǎng)頻率50Hz允許電網(wǎng)頻率47～51.5Hz系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)拓撲二級結構，含變壓器最大效率96.5％（含變壓器）不含控制電源損耗總電流波形畸變率＜3％額定功率時功率因數(shù)≥0.99（額定功率）額定有功時功率因數(shù)可調范圍0.99（超前）-0.99（滯后）過載能力110%10min/120%1min噪聲＜75dB顯示通訊顯示LCD觸摸屏上位機標準通訊方式LAN，RS485支持IEC104，ModbusTCP/IP等規(guī)約BMS通訊接口CAN，RS485環(huán)境正常使用環(huán)境溫度0℃～40正常使用相對濕度0～95％，無冷凝海拔5000m（超過2000m降容）冷卻方式強制風冷防護等級IP20（室內）機械參數(shù)外形尺寸（寬x高x深）800x1850x700mm（W×H×D）重量800kg表2儲能變流器技術參數(shù)3.3儲能電池儲能系統(tǒng)選用磷酸鐵鋰儲能介質來配置電堆。電池經(jīng)串并聯(lián)成組后，電池堆工作電壓范圍應在儲能變流器允許的直流輸入電壓范圍內，即DC450~800V。每個電池堆應配置1個電池管理系統(tǒng)BMS來負責電池堆整體運行管理，同時，可與PCS、就地監(jiān)控進行實時通信，上傳電堆基本運行信息及故障告警信息。本方案采用CATL的磷酸鐵鋰電池，具體參數(shù)如下：項目參數(shù)總能量86kWh額定電壓716.8V工作電壓627.2V-806.4V額定充電功率43kW額定放電功率43kW能量轉換效率95%工作溫度范圍充電0~55℃；放電-20~55℃推薦工作溫度范圍25℃存儲溫度-30℃~60℃地點室內循環(huán)壽命≥5000cycles@25℃,0.5C，100%DOD,80%Ret通訊CAN,RS485,LAN均衡被動配置電芯3.2V/120Ah電箱51.2V/120Ah(1P*16S)電柜716.8V/120Ah(1P*16S*14S)電池柜設計方案及參數(shù)：標稱電壓716.8V能量86.02kWh電池箱14pcs主控箱1pcs工作溫度充電:0℃~55℃放電:-20℃~55℃重量~1.6T尺寸(W*D*H)1200mm*650mm*2200mm

3.4就地監(jiān)控柜3.4.1配電系統(tǒng)低壓成套設備適用于交流50Hz，額定電壓在660V以及下的系統(tǒng)，可用于發(fā)電廠、變電所、工礦企業(yè)及各種現(xiàn)代建筑作為供配電、電動機及用電設備的控制、照明、電能轉換、功率因數(shù)補償?shù)取Ｐ阅芴攸c有：1.標準化元件和標準化方案，實現(xiàn)快速制造，敏捷反映2.合理化的尺寸和內部布置，減少占地面積3.簡便的主電路和輔助電路連接4.易于安裝，升級成本得到控制5.采用標準組裝件，工藝更加精細6.柜體可以并排或者背對背放置7.電纜可以從頂部或者底部進出8.母線/電纜/元件/輔件各個區(qū)域獨立安全表5主要元器件清單序號名稱開關1塑殼斷路器2微型斷路器3接觸器表計1互感器2關口表輔件1鳳凰端子2指示燈3按鈕開關4IO控制器3.4.2監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)控功能主要是讓用戶一目了然的了解整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，系統(tǒng)監(jiān)控功能將會顯示用戶所關注重點設備的關鍵數(shù)據(jù)，避免用戶需要頻繁切換界面來了解整個系統(tǒng)的重要信息。顯示整個系統(tǒng)的線路布局主要設備的運行狀態(tài)各設備的功能曲線（PCS、電池、負載、電網(wǎng)、光伏等）經(jīng)濟效益數(shù)據(jù)（日發(fā)電量、月發(fā)電量等）環(huán)境效益數(shù)據(jù)（二氧化碳排放量等）當前執(zhí)行的能量管理策略和運行狀態(tài)設備監(jiān)控功能設備監(jiān)控功能主要是實時監(jiān)控現(xiàn)場主要設備的運行狀態(tài)、相關數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等，如PCS、BMS、光伏等。每個設備的詳細狀態(tài)和參數(shù)通過一個界面來顯示，包含狀態(tài)數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)，以及控制按鈕等。故障監(jiān)控功能實時故障監(jiān)控功能實時故障監(jiān)控功能可以實時的顯示出當前系統(tǒng)發(fā)生的全部故障，顯示出相關的故障信息，向用戶提出報警信息。歷史故障查詢功能歷史故障查詢功能負責查詢系統(tǒng)運行過程中發(fā)生的歷史故障，用戶可以通過查詢條件（如時間、設備名稱、故障類型等）來獲取用戶需要的歷史故障信息。故障追蹤功能當系統(tǒng)有故障發(fā)生時，系統(tǒng)能夠保存故障發(fā)生時前后時間段的數(shù)據(jù)，并且能夠在故障查詢功能中顯示出來。數(shù)據(jù)查詢功能歷史數(shù)據(jù)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢主要是為用戶提供系統(tǒng)中各種設備運行狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)查詢功能。用戶可以通過選擇和設置各種查詢條件（如時間，設備名稱等）來查詢自己需要查詢的設備歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)查詢功能允許用戶把查詢的數(shù)據(jù)導出為CSV格式的文件。歷史曲線查詢歷史曲線查詢主要是通過設置查詢條件，然后通過曲線的方式展示給用戶。用戶通過歷史曲線可以對歷史數(shù)據(jù)進行對比，方便用戶對數(shù)據(jù)進行對比。能量策略功能能量策略管理能量策略管理負責對系統(tǒng)的能量策略配置，及修改能量策略中的相關參數(shù)。能量策略日志能量策略日志負責顯示和查詢能量策略執(zhí)行過程中生產(chǎn)的運行信息，便于用戶了解能量策略的執(zhí)行情況。數(shù)據(jù)分析能量數(shù)據(jù)分析能量數(shù)據(jù)分析根據(jù)用戶輸入的查詢條件和配置的基礎數(shù)據(jù)，可以對充電電量、放電電量、光伏發(fā)電量等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，如年、月、日等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。配置功能配置功能主要是用戶根據(jù)當?shù)卣咔闆r，設定數(shù)據(jù)分析需要的基本數(shù)據(jù)，如分時電價等。系統(tǒng)管理系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置主要是對系統(tǒng)的配置文件進行修改，如公司名稱、功率曲線、設備類型、監(jiān)控界面的標簽配置等信息。用戶權限管理用戶權限管理主要根據(jù)系統(tǒng)管理需要，為不同的用戶分配不同的模塊使用權限。用戶權限管理分為用戶角色和權限。系統(tǒng)日志系統(tǒng)日志主要查詢用戶對系統(tǒng)操作的記錄，以及系統(tǒng)運行過程中的日志信息。數(shù)據(jù)采集功能數(shù)據(jù)采集功能主要負責實時采集系統(tǒng)中設備的運行數(shù)據(jù)，并且實時向設備發(fā)送控制信號。數(shù)據(jù)采集功能支持多種類型的通信協(xié)議，CAN、ModbusRTU、ModbusTCP/IP等，并且支持多種類型的通訊物理介質，RS-232、RS-485、CAN、Ethernet等。監(jiān)控系統(tǒng)演示界面實例如下：圖5監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)顯示3.5集裝箱集裝箱外表堅固容量大、環(huán)保創(chuàng)新、易于進行規(guī)?；卣购鸵苿?，是大型儲能電站的一個重要發(fā)展趨勢。3.5.1產(chǎn)品優(yōu)勢（1）集裝箱內可固定安裝配電柜、監(jiān)控柜、電池柜、變流器柜等電氣設備，框架式設計的箱體可保證強度，并根據(jù)內部設備安裝布局設計預埋結構件，固定底座、支架，設計頂部固定吊梁。（2）箱體頂部、底部