焦煤集團(tuán)5MW10MWh儲(chǔ)能技術(shù)方案

焦煤集團(tuán)儲(chǔ)能技術(shù)方案

版本：更改說明：更改：更改審核：

Rev01新建2023-05-18

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有，未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁更制、使用、或

I句第三方公開。-1-南京南瑞繼保電之箝南心言

卬：???,wNARI-RELAYSELECTRICCO..LTD

目錄

1總體概述.........................................................5

2儲(chǔ)能配置.........................................................5

3運(yùn)行策略及經(jīng)濟(jì)性分析...........................................6

3.1運(yùn)行策略.................................................................6

3.2經(jīng)濟(jì)性分析...............................................................6

3.2.1投資預(yù)算............................................................6

3.2.2運(yùn)彳亍收益............................................................6

3.2.3風(fēng)險(xiǎn)提示............................................................7

4電氣一次系統(tǒng)方案................................................7

4.1電網(wǎng)接入方案.............................................................7

5系統(tǒng)構(gòu)成及控制目標(biāo)..............................................8

5.1主接線圖..................................................................8

5.2控制目標(biāo).................................................................9

5.3負(fù)荷構(gòu)成及特性..........................................................9

6應(yīng)急電源方案...................................................10

6.1準(zhǔn)備工作.................................................................10

6.2黑啟動(dòng)方案..............................................................10

6.3電源恢復(fù).................................................................II

7變流升壓一體機(jī)技術(shù)方案.........................................11

7.1變流升壓一體機(jī)整體方案................................................11

7.2變流器...................................................................12

7.2.1變流器規(guī)格書.....................................................14

7.2.2變流器故障保護(hù)功能............................................17

7.3升壓變壓器..............................................................19

7.3.1變壓器型式......................................................19

7.3.2變壓器溫度監(jiān)控...................................................20

7.3.3變壓器高壓室.....................................................20

7.3.4通訊動(dòng)力柜........................................................20

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開

-2-

?,1995.品次南京南瑞繼保電w向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

8電池艙技術(shù)方案.................................................21

8.1總體方案................................................................21

8.2電池及電池架...........................................................23

8.2.1電池單體..........................................................23

8.2.2電池模組..........................................................23

8.2.3電池簇.............................................................23

8.2.4電池架.............................................................24

8.3電池艙熱管理系統(tǒng).......................................................25

8.3.1空調(diào)選型..........................................................25

8.3.2散熱仿真..........................................................25

8.4電池管理系統(tǒng)...........................................................26

8.4.1BMS三級(jí)構(gòu)成....................................................26

8.4.2BMS具體功能....................................................27

8.4.3南瑞繼保BMS的技術(shù)優(yōu)勢(shì).......................................28

8.4.4高壓控制箱........................................................29

8.5匯流控制柜..............................................................30

8.6消防系統(tǒng)................................................................32

8.6.1方案概述..........................................................32

8.6.2電池艙防火設(shè)計(jì)...................................................32

8.6.3滅火設(shè)施及消防器材.............................................32

8.6.4火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及聯(lián)動(dòng).............................................33

8.6.5消防供電、防雷接地.............................................33

8.6.6防爆通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié).............................................33

8.6.7防煙、排煙........................................................33

8.7艙體.....................................................................34

9電氣二次系統(tǒng)方案................................................35

9.1電氣二次設(shè)計(jì)原則.......................................................35

9.2二次系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu).......................................................35

9.3EMS方案................................................................36

9.3.1監(jiān)控方案..........................................................36

9.3.2監(jiān)控軟件方案.....................................................38

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁發(fā)制、使用、或

向第三方公開

-3-

??.1995.品次南京南瑞繼保電W向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

9.3.3快速協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)...............................................49

9.4繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置................................................55

9.4.1設(shè)計(jì)原則..........................................................55

9.4.2繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置..................................55

9.5系統(tǒng)供電方案............................................................57

9.6輔控系統(tǒng)方案...........................................................57

9.6.1視頻方案.........................................................57

9.6.2環(huán)境監(jiān)測(cè)方案....................................................58

9.6.3消防滅火及報(bào)警聯(lián)動(dòng)方案........................................58

10儲(chǔ)能系統(tǒng)供貨配置清單..........................................60

10.1儲(chǔ)能電池艙配置清單...................................................60

10.2變流升壓一體機(jī)配置清單...............................................60

10.3EMS配置清單..........................................................61

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁發(fā)制、使用、或

向第三方公開

-4-

??.1995.品次南京南瑞繼保電W向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁發(fā)制、使用、或

向第三方公開.

-%-g--5-

??.1995.品次南京南瑞繼保電W向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

1總體概述

本項(xiàng)目?jī)?chǔ)能電站接入項(xiàng)目所在的1OkV開關(guān)站，總?cè)萘?MW/1OMWh,以一回儲(chǔ)

能集電線路接入10kV母線，集電線路有2個(gè)2.5MW/5.018MWh(實(shí)際配置容

量)儲(chǔ)能單元。每個(gè)儲(chǔ)能單元由一個(gè)變流升壓一體機(jī)和一個(gè)電池艙構(gòu)成。

配置EMS能量管理系統(tǒng)一套，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站內(nèi)所有信息采集顯示以及控制，

并與升壓站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，上送關(guān)鍵儲(chǔ)能信息，實(shí)現(xiàn)就地控制策略編制和執(zhí)

行。

儲(chǔ)能電站配置視頻、消防報(bào)警等輔助監(jiān)控設(shè)備。視頻攝像頭按艙布置，對(duì)電

池艙和變流升壓一體機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視，信息統(tǒng)一匯總后接入升壓站主控室。每個(gè)

儲(chǔ)能電池艙內(nèi)配置一套完整的消防報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，變流升壓一體機(jī)設(shè)置火

災(zāi)探測(cè)器，電池艙和變流升壓一體機(jī)的火災(zāi)報(bào)警信息上傳至升壓站的主控室。

2儲(chǔ)能配置

根據(jù)收集到的2023年焦煤集團(tuán)趙固二礦UOkV變電站10kV負(fù)荷資料，考慮

到儲(chǔ)能主要目的是作為井下重要負(fù)荷的應(yīng)急電源，容量配置原則按照2小時(shí)，平

時(shí)運(yùn)行50%儲(chǔ)能容量做峰谷套利。

(1)作為應(yīng)急電源：趙固二礦最低保安負(fù)荷功率為3.88MW,考慮到不同安

保安負(fù)荷順序啟動(dòng)，保安負(fù)荷帶變頻器的啟動(dòng)功率暫按L5倍額定功率考慮，最

低保安負(fù)荷中單臺(tái)電機(jī)最大功率為L(zhǎng)25MW,則儲(chǔ)能系統(tǒng)容量需求為：1.25MWX

1.5+2.63MW=4.505MWo

(2)平時(shí)峰谷套利：統(tǒng)計(jì)趙固二礦運(yùn)行負(fù)荷功率可知，在一天中8:00-14:00

負(fù)荷功率較低，約為5-6MW左右。考慮到儲(chǔ)能充電時(shí)，不能導(dǎo)致系統(tǒng)容量電費(fèi)

增加，即負(fù)荷功率與儲(chǔ)能充電功率之和，不能超過該系統(tǒng)受電容量；儲(chǔ)能放電

時(shí)，負(fù)荷可以有效利用儲(chǔ)能中電量。

綜上所述，建議配置5MW/10MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)。其中5MWh儲(chǔ)能作為應(yīng)急電

源，保障最低保安負(fù)荷；另外5MWh儲(chǔ)能峰谷套利，回收部分成本。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有，未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁復(fù)制、使用、或

向第三方公開.

g--6-

3運(yùn)行策略及經(jīng)濟(jì)性分析

3.1運(yùn)行策略

根據(jù)河南省2023年1月HOkV工業(yè)用戶代理電價(jià)計(jì)算（實(shí)際電價(jià)可能略有

差異），尖峰時(shí)段電價(jià)為1.342313元/度電，高峰時(shí)段電價(jià)為1.170126元/度電，

平時(shí)段電價(jià)為0.696279元/度電，低谷時(shí)段為0.342562元/度電。

根據(jù)分時(shí)電價(jià)時(shí)段，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每天兩充兩放。

第一次充電：23:00-7:00谷時(shí)電價(jià)時(shí)段充電，充電盡量采用小功率充電，避

免造成容量電費(fèi)增加；

第一次放電:10:00-14:00尖高峰電價(jià)時(shí)段放電（7-8月時(shí)，12:00-14:00尖

峰電價(jià)時(shí)段放電）；

第二次充電：14:00~17:00平時(shí)電價(jià)時(shí)段充電，充電盡量采用小功率充電，

避免造成容量電費(fèi)增加；

第二次放電：17:00~21:00尖高峰時(shí)電價(jià)時(shí)段放電。（7-8月時(shí)，20:00~21:00

尖峰電價(jià)時(shí)段放電，1、12月時(shí)，18:00~19:00尖峰電價(jià)時(shí)段放電）。

3.2經(jīng)濟(jì)性分析

3.2.1投資預(yù)算

初步按儲(chǔ)能系統(tǒng)EPC總包1.8元/瓦時(shí)計(jì)算，項(xiàng)目總投資約為1800萬元。

3.2.2運(yùn)行收益

收益主要來源于儲(chǔ)能系統(tǒng)峰谷套利，儲(chǔ)能在平谷時(shí)電價(jià)時(shí)段充電，在尖高峰

電價(jià)時(shí)段放電，從而產(chǎn)生二者之間的電費(fèi)差。特殊情況下，如限電時(shí)，儲(chǔ)能還會(huì)

起到更大的應(yīng)急支撐作用，保證辦公和部分生產(chǎn)，本章節(jié)暫不考慮該部分收益。

計(jì)算條件：考慮5MWh的儲(chǔ)能作為應(yīng)急電源，剩余5MWh容量用于峰谷套

利，參考測(cè)算數(shù)據(jù)，儲(chǔ)能整體運(yùn)行效約為85%,每年運(yùn)行330天，每天按以上運(yùn)

行策略兩充兩放，生命周期10年（電池效率EOL不低于70%）,折舊率5%。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有，未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁復(fù)制、使用、或

向第三方公開.

，-g--7-

表1運(yùn)行收益表

年限電池循環(huán)次數(shù)單年收益(元)逐年總收益(元)

1660￥1,941,197.75￥1,941,197.75

21320￥1,808,031.59￥3,749,229.34

31980￥1,699,730.49￥5,448,959.83

42640￥1,621,372.92￥7,070,332.75

53300￥1,559,922.89￥8,630,255.64

63960￥1,514,217.14￥10,144,472.78

74620￥1,482,267.16￥11,626,739.95

85280￥1,456,920.39￥13,083,660.34

95940￥1,432,007.06￥14,515,667.40

106600￥2,307,519.74￥16,823,187.13

從上表可知：

(1)僅考慮峰谷套利實(shí)現(xiàn)收益，大約10年可以收回1682萬元的成本。

3.2.3風(fēng)險(xiǎn)提示

(1)儲(chǔ)能電池逐年衰減效率無法準(zhǔn)確評(píng)估;

(2)運(yùn)行天數(shù)需要得以保障。

(3)以上計(jì)算中未考慮運(yùn)維成本；

4電氣一次系統(tǒng)方案

4.1電網(wǎng)接入方案

5MW/10MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)由2個(gè)2.5MW/5MWh儲(chǔ)能單元構(gòu)成，每個(gè)儲(chǔ)能單元由

2組2.508MWh電池堆分別經(jīng)2臺(tái)1250kW(1725kW降容使用)變流器逆變成

交流690V,2臺(tái)變流器交流側(cè)并聯(lián)接入升壓變的低壓繞組，如下圖儲(chǔ)能單元接

線示意圖所示，每臺(tái)升壓變的變比10kV/0.69kV,容量2500kVA,采用干變形

式。接入一個(gè)10kV間隔并網(wǎng)。如下圖儲(chǔ)能系統(tǒng)主接線示意圖。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開

-8-

余營(yíng)次南京南瑞繼保電W向用心川

?,1995.

■NARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

至10kV觸集械

3x95]

圖4-1單個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)主接線示意圖

5系統(tǒng)構(gòu)成及控制目標(biāo)

5.1主接線圖

焦煤集團(tuán)趙固二礦變電站現(xiàn)有2臺(tái)110kV主變，10kV低壓側(cè)采用單母分段

接線方式，I段母線重要負(fù)荷為通風(fēng)機(jī)I回，副井絞車I回，H段母線重要負(fù)荷

為通風(fēng)機(jī)II回，副井絞車II回。5MW/10MWh儲(chǔ)能集電線路規(guī)劃接入10kVI

段備用間隔。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開

-9-

余營(yíng)次南京南瑞繼保電W向用心川

?,1995.

■NARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

rtk

趙固二礦變電站」

lOkVim13^3^37皿*]13學(xué)3包3,10kVl!8?

*.103：105匕0力0知1：11311511乃181叫2觸由2碇或3M(T皿*13213G的2兇2加力加向刈鈕由州。出時(shí)04

,1?1?IttIttIM3It5H*IttIhlitfilitinlit2#2"211t2#2#2tt246tt4H2H2#2tt2tt

4lia?TT?At4A??ai?if,41AKT1T?ti<

***■*，《*#力寸，/A

HfIfI110KV0t-81K4I1<rfB10KVMIfffl

，舟》?<iBi<10KVlOKVfaB?fftrtnf

n#?(n*?I

5.2控制目標(biāo)

本項(xiàng)目采用高安全性磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能方案，保證通風(fēng)及提升系統(tǒng)安全平穩(wěn)

運(yùn)行，減少停電事故對(duì)生產(chǎn)安全的影響，滿足備用電源和削峰填谷功能使用。

正常情況儲(chǔ)能系統(tǒng)工作在削峰填谷模式，通過峰谷差價(jià)獲取收益，同時(shí)需保

留應(yīng)急電源容量。離網(wǎng)情況作為應(yīng)急電源給關(guān)鍵負(fù)載供電，關(guān)鍵負(fù)載的間斷供電

需控制在5min內(nèi)。本方案僅考慮I段II段進(jìn)線電源均失電場(chǎng)景，I段或H段

單電源失電后的恢復(fù)策略不在此方案范圍內(nèi)。

5.3負(fù)荷構(gòu)成及特性

儲(chǔ)能黑啟動(dòng)前應(yīng)明確黑啟動(dòng)的范圍，范圍的確定應(yīng)以實(shí)際需求及黑啟動(dòng)能力

為根據(jù)。黑啟動(dòng)范圍以外的回路應(yīng)提前分?jǐn)嚯姎膺B接，以避免負(fù)荷過重和安全問

題。

確定黑啟動(dòng)范圍后，應(yīng)對(duì)范圍內(nèi)的所有負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，尤其應(yīng)關(guān)注變壓器、

電機(jī)以及單個(gè)容量較大或啟動(dòng)沖擊較大的負(fù)荷。本本項(xiàng)目關(guān)鍵負(fù)荷構(gòu)成如下：

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有，未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁復(fù)制、使用、或

向第三方公開.

,―??8--10-

AAA-Aigs南京南瑞城保電生日用公,

JN■*ZARI-RFlAYSFlECTRICC。LTD

趙固二礦最低保安負(fù)荷功率為3.88MW,考慮到不同安保安負(fù)荷順序啟動(dòng)，

保安負(fù)荷帶變頻器的啟動(dòng)功率暫按L5倍額定功率考慮，最低保安負(fù)荷中單臺(tái)電

機(jī)最大功率為1.25MW,則儲(chǔ)能系統(tǒng)容量需求為：1.25MWX

1.5+2.63MW=4.505MWo

原方案儲(chǔ)能配置容量5M肌滿足要求。

6應(yīng)急電源方案

6.1準(zhǔn)備工作

新增1臺(tái)故障解列裝置PCS-9658,采集儲(chǔ)能所在10kVI段母線電壓。

1）原升壓站備自投裝置檢測(cè)到I母首先失壓時(shí)，切I母進(jìn)線電源及儲(chǔ)

能支路，合母聯(lián)開關(guān)。II母進(jìn)線電源同時(shí)帶I、H母負(fù)載，此時(shí)若II母進(jìn)線電

源也失電，I母失壓，故障解列裝置動(dòng)作，切除母聯(lián)開關(guān)及I段母線所有支路開

關(guān)（包含進(jìn)線電源和儲(chǔ)能支路），故障解列動(dòng)作整定延時(shí)配合備自投時(shí)間。關(guān)鍵

負(fù)載僅需切除400V側(cè)開關(guān)，保障黑啟動(dòng)時(shí)僅帶配變軟啟動(dòng)。

開關(guān)全部按照動(dòng)作邏輯分開后，運(yùn)維人員在后臺(tái)檢查開關(guān)狀態(tài)，確保儲(chǔ)能黑

啟動(dòng)前無負(fù)荷接入，且網(wǎng)側(cè)開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)處于分閘狀態(tài)。同時(shí)，后臺(tái)畫面編制

校驗(yàn)邏輯，可輔助運(yùn)維人員確認(rèn)準(zhǔn)備條件。

2）原升壓站備自投裝置檢測(cè)到II母首先失壓時(shí)，切H母進(jìn)線電源，

合母聯(lián)開關(guān)。I母進(jìn)線電源同時(shí)帶I、H母負(fù)載，此時(shí)若I母進(jìn)線電源也失電，

I母失壓，故障解列裝置動(dòng)作，切除母聯(lián)開關(guān)及I段母線所有支路開關(guān)（包含進(jìn)

線電源及儲(chǔ)能支路）。關(guān)鍵負(fù)載僅需切除400V側(cè)開關(guān)，保障黑啟動(dòng)時(shí)僅帶配變

軟啟動(dòng)。

開關(guān)位置確認(rèn)工作同1）所述。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開

-11-

?,1995.品次南京南瑞繼保電W向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

6.2黑啟動(dòng)方案

由于儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池及PCS過載能力較弱，一般只允許1.ri.5倍的短時(shí)過

載。黑啟動(dòng)時(shí)變壓器類負(fù)荷的勵(lì)磁涌流天然存在，需要PCS的電流輸出能力與勵(lì)

磁涌流匹配才能成功，同時(shí)要考慮電機(jī)類負(fù)荷的啟動(dòng)沖擊電流影響，并保證充足

的電量存儲(chǔ)。

1）負(fù)荷必要性。原則上只給黑啟動(dòng)過程中必須帶電的負(fù)荷供電，以減小儲(chǔ)

能的功率和能量需求。

2）負(fù)荷功率。單個(gè)負(fù)荷的額定功率不宜超過儲(chǔ)能容量的50%,負(fù)荷總功率不

宜超過儲(chǔ)能總?cè)萘康?0%o

3）運(yùn)行特性。對(duì)于較大容量的變壓器，應(yīng)提前閉合輸入側(cè)開關(guān)，隨儲(chǔ)能系

統(tǒng)一同軟啟動(dòng)；對(duì)于較大容量的電機(jī)類負(fù)荷，需配置變頻器或軟啟動(dòng)設(shè)備。電壓

建立后不宜直接投入儲(chǔ)能容量10%以上的變壓器或電機(jī)。

4）電量保證。應(yīng)根據(jù)黑啟動(dòng)需要的電量，提前將電池剩余電量S0C調(diào)整到

合適范圍。緊急情況未能提前調(diào)整S0C時(shí)，根據(jù)S0C可運(yùn)行至最低10%估算系統(tǒng)

黑啟動(dòng)后能持續(xù)的供電時(shí)間。

確保上述條件滿足情況下，合儲(chǔ)能支路開關(guān)，切換儲(chǔ)能PCS運(yùn)行在離網(wǎng)模式

下，電壓建立后逐步投入負(fù)荷。

6.3電源恢復(fù)

網(wǎng)側(cè)電源恢復(fù)時(shí)，協(xié)調(diào)控制裝置采集并網(wǎng)點(diǎn)兩側(cè)電壓值作為同期合閘的判

據(jù)。并網(wǎng)開關(guān)同期合閘，儲(chǔ)能PCS調(diào)整至PQ模式，實(shí)現(xiàn)無縫并網(wǎng)。

7變流升壓一體機(jī)技術(shù)方案

7.1變流升壓一體機(jī)整體方案

變流升壓一體機(jī)主要由儲(chǔ)能變流器、升壓變壓器等設(shè)備組成，升壓變壓器為

歐式箱變，是集干式變壓器、斷路器柜、通訊動(dòng)力柜于一體的組合變壓器。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開.

。迎--12-

6^6⑥1995.南京南瑞墉配電之用限公之

J■ZARI-RFlAYSFlECTRICC。LTD

變流器實(shí)現(xiàn)交直流變換的功率控制，升壓變壓器實(shí)現(xiàn)交流升壓和變流器隔

離，箱變高壓側(cè)的斷路器實(shí)現(xiàn)本儲(chǔ)能單元檢修和保護(hù)的開斷，通訊動(dòng)力柜內(nèi)集成

了變壓器測(cè)控保護(hù)、本儲(chǔ)能單元變流器和BMS的通訊，以及本儲(chǔ)能單元輔助信息

的采集，通訊動(dòng)力柜包含自供電輔助變壓器及輔助配電回路，實(shí)現(xiàn)本儲(chǔ)能單元的

輔助供電。

A儲(chǔ)能單元2.5MW變流升壓一體機(jī)尺寸為（長(zhǎng)*寬*高）：

7600*3000*2880mmo變流升壓一體機(jī)包含2臺(tái)PCS變流器戶外柜，1個(gè)2.5MVA

10kVA）.69kV升壓變壓器（歐式箱變，集成10kV斷路器柜、通訊動(dòng)力柜），及其

他集裝箱輔助設(shè)備。具體內(nèi)部配置如圖。

圖7-12.5MW變流升壓一體機(jī)布局圖

7.2變流器

PCS-9567儲(chǔ)能變流器采用基于IGBT的電壓源型換流器拓?fù)?，通過交流側(cè)濾

波器實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)頻率諧波的濾波，通過交、直流側(cè)EMC濾波器實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻諧波干

擾的濾波，直流側(cè)設(shè)置負(fù)荷開關(guān)和熔絲實(shí)現(xiàn)直流側(cè)故障的保護(hù)和隔離，交流側(cè)設(shè)

置接觸器和斷路器實(shí)現(xiàn)交流側(cè)電網(wǎng)的聯(lián)接以及故障的隔離。具有以下特點(diǎn)：

安全

?一二次倉(cāng)分倉(cāng)隔離設(shè)計(jì)，可靠性高

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開.

-%-g--13-

南京南瑞繼保電用公足

1995,ZARI-RFlAYSFlFCTRICCCITD

?IP65高防護(hù)等級(jí)，可靠應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境

?獨(dú)立循環(huán)散熱設(shè)計(jì)，提高散熱效率及可靠性

高效

?風(fēng)冷散熱，系統(tǒng)損耗小

?PCS三電平拓?fù)?，最高效?9%

電網(wǎng)友好

?PQ、構(gòu)網(wǎng)等多種控制模式，適用各種應(yīng)用場(chǎng)景

?支持IEC61850協(xié)議及快速通訊接口，毫秒級(jí)響應(yīng)

?支持故障錄波，方便故障分析及定位

集成度高

?功率模組模塊化設(shè)計(jì)，便于運(yùn)行維護(hù)

?單元積木功能，支持多柜交流側(cè)并聯(lián)

?功率及能量密度提升＞50%

PCS-9567儲(chǔ)能變流器可通過脈寬調(diào)制(PWM)靈活控制輸出的電壓相位和幅

值，利用輸出電壓與電網(wǎng)電壓的相位和幅值差，在輸出側(cè)濾波電感上形成有功和

無功電流，從而達(dá)到控制注入電網(wǎng)的有功、無功功率四象限運(yùn)行的目的。

下圖為PCS-9567雙向儲(chǔ)能變流器的一次結(jié)構(gòu)及二次原理圖：

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開

-14-

?,1995.品次南京南瑞繼保電W向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

直流交流交流

斷路號(hào)DC/AC逆變接觸器斷路器

直流交流//

交流

EMI

滋波器EMI

濁波器灌波器

由

防雷器。接地

溫度,a流開出

i▼

人機(jī)交互采樣鎖相PLLVSGLVRT

開入

通訊管理電與統(tǒng)計(jì)開入PQ控制保護(hù)防孤島

通訊指令聯(lián)鎖保護(hù)

事件管理文件管理開出VF控制PWM控制絕緣監(jiān)視

圖7-2PCS-9567儲(chǔ)能變流器一次結(jié)構(gòu)及二次原理圖

圖7-3PCS-9567儲(chǔ)能變流器外觀

7.2.1變流器規(guī)格書

表7-1南瑞繼保儲(chǔ)能變流器參數(shù)

技術(shù)參數(shù)PCS-9567

直流電壓工作范圍1050V-1500V

直流最大輸入電壓1500V

最大輸入電流1833A

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁更制、使用、或

向第三方公開.

-15-

余屬談南京南瑞繼保電w自限公白

1995.■、防&NARI-RFIAYSFlFCTRICCO1TO

額定交流電壓690V

額定頻率50Hz

交流額定交流電流1046A

1250kW

額定交流功率

（1750kWPCS降額使用）

最大輸出電流1150A

直流過欠壓保護(hù)支持

直流過流保護(hù)支持

直流反接保護(hù)支持

交流過欠壓保護(hù)支持

保護(hù)

交流過欠頻保護(hù)支持

交流過流保護(hù)支持

浪涌保護(hù)支持

接地保護(hù)支持

防護(hù)等級(jí)IP65

工作溫度范圍-35-50℃

系統(tǒng)相對(duì)濕度0-95%

冷卻方式自適應(yīng)強(qiáng)制風(fēng)冷

最高海拔6000（＞3000需降額使用）

尺寸1200W*2350H*1400Dmm

機(jī)械

重量1600kg

RS485支持

通訊以太網(wǎng)支持

高速光纖組網(wǎng)支持

雙向儲(chǔ)能變流器作為儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)的柔性接口，采用高可靠性智能化功率

模塊開發(fā)，通過充、放電一體化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的能量雙向流

動(dòng)。南瑞繼保PCS-9567雙向儲(chǔ)能變流器主要能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：

?準(zhǔn)確靈活的充放電控制模式

提供CAN或以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)與電池管理系統(tǒng)（BMS）的實(shí)時(shí)通訊，能夠準(zhǔn)

確的監(jiān)測(cè)當(dāng)前電池的運(yùn)行信息，不僅可以控制變流器的充、放電狀態(tài)，還可以方

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有，未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁復(fù)制、使用、或

向第三方公開.

-co—eeg--16-

便的切換成恒流、恒壓或恒功率等多種充放電模式，從而實(shí)現(xiàn)以最優(yōu)化的策略對(duì)

電池進(jìn)行充放電控制。支持各種類型的儲(chǔ)能元件，不同型號(hào)僅控制軟件不同。

?并網(wǎng)運(yùn)行模式和孤網(wǎng)運(yùn)行模式的自由切換

PCS-9567既可以在并網(wǎng)運(yùn)行模式下實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的能量雙向交換，也可以在孤

網(wǎng)運(yùn)行模式下作為主電源支撐孤網(wǎng)的運(yùn)行，兩種運(yùn)行模式可以自由切換。

?軟并網(wǎng)控制和電能質(zhì)量控制

控制系統(tǒng)根據(jù)在線監(jiān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓信息，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的控制變流器的輸出電

壓，能夠消除靜態(tài)和動(dòng)態(tài)誤差，實(shí)現(xiàn)無沖擊并網(wǎng)。此外控制系統(tǒng)內(nèi)部集成了諧波

在線監(jiān)測(cè)功能，無需設(shè)置獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集單元，通過通訊總線共享數(shù)據(jù)，增加獨(dú)

立的諧波分析軟件模塊，就能完成所有的分析數(shù)據(jù)計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)電能的

優(yōu)化控制，確保并網(wǎng)電能質(zhì)量。

?響應(yīng)EMS指令進(jìn)行削峰填谷

可以在EMS（能量管理系統(tǒng)）的調(diào)度下，用電低谷時(shí)存儲(chǔ)電能，用電高峰時(shí)

釋放電能，減弱電網(wǎng)峰谷差，改善電網(wǎng)負(fù)荷特性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)負(fù)荷水平控制和

負(fù)荷轉(zhuǎn)移。

?電網(wǎng)頻率和電網(wǎng)無功功率調(diào)節(jié)功能

并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)及AGC相配合，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)一次和二次調(diào)頻；

與AVC相配合，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)靜態(tài)無功控制。

?完備的自檢和保護(hù)功能

自檢的范圍覆蓋控制系統(tǒng)、10單元、變流器功率模塊及總線等相關(guān)設(shè)備。自

診斷的周期確保在1ms內(nèi)檢測(cè)到系統(tǒng)內(nèi)部的故障，并做出相應(yīng)的閉鎖觸發(fā)脈沖或

跳閘響應(yīng)。完善的各種繼電保護(hù)功能，有效保障變流器的正常運(yùn)行。

?暫態(tài)故障錄波功能

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開

-17-

?,1995.品次南京南瑞繼保電W向用心川

■ENARI-RFlAYSFlFCTRICCOLTD

系統(tǒng)能連續(xù)記錄故障前和故障后一段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)。記錄的數(shù)據(jù)文件存放于

運(yùn)行人員工作站的共享目錄，可以用于故障分析，文件格式為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的

COMTRADE格式。

PCS-9567具有如下顯著特點(diǎn)：

?采用南京南瑞繼保電氣有限公司高性能高可靠性的UAPC平臺(tái)，友好的人機(jī)

界面；

?元器件采用進(jìn)口高質(zhì)量產(chǎn)品，保證裝置可靠安全運(yùn)行，轉(zhuǎn)換效率高；

?具備全面的充放電限制功能，保證充放電過程中電池不過壓、不過溫，確保

充放電過程電池安全；

?完善可靠的保護(hù)功能，保證產(chǎn)品可靠安全運(yùn)行，或安全迅速地保護(hù)停機(jī)；

?響應(yīng)快速，充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間短，參與電網(wǎng)調(diào)峰，緩解電網(wǎng)壓力；

?高電能質(zhì)量，產(chǎn)品并網(wǎng)電能質(zhì)量?jī)?yōu)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)要求；

?適應(yīng)高海拔應(yīng)用＜6000米（超過3000米需降額使用）；

?接口豐富，具有CAN、RS485、以太網(wǎng)等多種通信接口，便于對(duì)上、對(duì)下各

種通信方式實(shí)現(xiàn)。

7.2.2變流器故障保護(hù)功能

運(yùn)行過程中，PCS-9567控制裝置會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)自身工作狀態(tài)以及儲(chǔ)能電池和交

流電網(wǎng)的狀態(tài)，一旦檢測(cè)到故障及異常，變流器會(huì)停止工作，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

?交流過/欠壓保護(hù)

變流器并網(wǎng)運(yùn)行過程中，電網(wǎng)接口處的電網(wǎng)電壓允許偏差為額定值的±10%,

當(dāng)電網(wǎng)電壓超出規(guī)定范圍時(shí)，變流器停止工作，并在控制裝置液晶顯示屏上顯示

相應(yīng)的報(bào)警信息。

?交流過/欠頻保護(hù)

知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有,未經(jīng)正式許可，嚴(yán)禁奴制、使用、或

向第三方公開.

。迎--18-

1995.南京南瑞墉配電之用限公之

6^6J⑥■ZARI-RFlAYSFlECTRICC。LTD

變流器并網(wǎng)運(yùn)行過程中，當(dāng)電網(wǎng)頻率超出規(guī)定范圍時(shí)，變流器停止工作，并

在控制裝置液晶顯示屏上顯示相應(yīng)的報(bào)警信息。

?交流過流保護(hù)

變流器并網(wǎng)運(yùn)行過程中，電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)，變流器可限制交流輸出電流為額

定值的120%之內(nèi)，同時(shí)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)將儲(chǔ)能裝置同電網(wǎng)斷開；當(dāng)變流器嚴(yán)重過

流時(shí)，變流器觸發(fā)速斷保護(hù)，立刻并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。

?負(fù)序電流保護(hù)

變流器并網(wǎng)運(yùn)行過程中，電網(wǎng)負(fù)序電流超出允許范圍時(shí)，逆變器停止向電網(wǎng)

供電，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。

?負(fù)序電壓保護(hù)

逆變器并網(wǎng)運(yùn)行過程中，當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)序電壓超出允許范圍時(shí)，逆變器停止工

作，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。

?孤島檢測(cè)保護(hù)

PCS-9567儲(chǔ)能變流器裝置配置了主動(dòng)式與被動(dòng)式雙重孤島檢測(cè)方法，當(dāng)電網(wǎng)

發(fā)生孤島故障時(shí)，變流器可迅速檢測(cè)出電網(wǎng)孤島故障，并將儲(chǔ)能裝置同電網(wǎng)斷

開，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。

?直流過壓保護(hù)

PCS-9567儲(chǔ)能變流器根據(jù)電池的特性以及變流器內(nèi)部的元件耐壓水平，綜合

確定直流過壓保護(hù)的限定值，當(dāng)變流器檢測(cè)到輸入電壓高于此限