先進儲能電站的設(shè)計與實踐-2

先進儲能電站的設(shè)計與實

踐1.儲能應(yīng)用痛點2.先進儲能電站設(shè)計與實踐3.項目實踐案例目錄01儲能應(yīng)用痛點痛點1:安全事故頻發(fā)1、系統(tǒng)穩(wěn)定性差,各功能模塊沒能有效融合；2、系統(tǒng)10年使用難以評估,缺乏完善測試驗證、數(shù)據(jù)模型不健全；3、運維可持續(xù)性差,無完善運維規(guī)程,數(shù)據(jù)/人員不連續(xù)；4、產(chǎn)品可維護性差,維護周期長,系統(tǒng)可用天數(shù)低,運維成本高；痛點2:運維難度大02

先進儲能系統(tǒng)設(shè)計與實踐u故障動作

策略安全可靠易運維狀態(tài)準(zhǔn)確可知u

電化

學(xué)

安

全u結(jié)構(gòu)安全

u

電氣安全

u使用安全u高效率

u

智

能維

護u

運維報

表u高殘值u

運行

狀

態(tài)u

壽

命

狀

態(tài)u故

障

狀

態(tài)先進儲能電站理解u故障預(yù)警u故障診斷u故障分類u故障等級故障預(yù)

警l系統(tǒng)控制應(yīng)用

護l高效率模塊化設(shè)計云平臺

，

大數(shù)據(jù)調(diào)度與控制

，

預(yù)警與保建設(shè)

、巡檢與維護規(guī)范lll

l

lp

p

p電池正極材：

LFP

,電池隔膜

、

電解液電芯形狀（方形）電化學(xué)模型衰減快一

致性差熱失控lV、A.T采集pl通訊lEMCl均衡lSOX估算l告警保護邏輯lV、A.T采集pl通訊lEMCl均衡lSOX估算l告警保護邏輯l

絕緣

、耐壓l

過流

、短路保護l

器件選型l

防雷接地

、走線布局p

HVIL故障p

絕緣故障p

短路

、發(fā)熱l

鈑金箱體l

鋁合金壓鑄箱體l

結(jié)構(gòu)仿真p

強度

、散熱p

鹽霧

、酸雨腐蝕p

銹蝕p

整體運輸l

熱測試

、熱仿真

l

空調(diào)選型及控制

l

風(fēng)道設(shè)計l

溫度場均衡p

低溫

、高溫

、溫差先進儲能電站設(shè)計BMS設(shè)計電化學(xué)設(shè)計l安規(guī)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計熱設(shè)計先進的電芯生產(chǎn)技

術(shù)

1.攪拌7.化成/分容p8.老化/分選4.分切6.裝配2.涂布5.卷繞3.碾壓全面的測試能力原材料分析掃描電鏡能譜儀

(SEM/EDS)電氣性能測試電池系統(tǒng)性能測試電感耦合等離子體光譜儀（

ICP

）激光微粒分光儀高低溫性能測試CV/EIS

測試數(shù)字顯微鏡（

LPS

）容量測試全面的測試能力安全&

可靠性測試高海拔測試振動測試浸泡測試擠壓測試針刺測試火燒測試電池本征安全電池本征安全性:電芯材料配方設(shè)計:高溫電解液、隔膜、添加劑；電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計:防爆閥、集流體、鋁殼磷酸鐵鋰電池安全測試:過充、過放、短路、加熱、擠壓、針刺，均不起火不爆炸；?對電芯進行1C過充12min,持續(xù)加熱至電池發(fā)生熱失控。?發(fā)生熱失控時電壓下降,持續(xù)加熱,電池泄閥,不起火爆炸；過程:電芯防爆閥未破，未起火，電芯微鼓，正負(fù)極柱PPS膜熔化電芯短路測試電芯加熱測試模組針刺實例:測試方法:將磷酸鐵鋰電芯模組滿充，用φ3mm~φ8mm的耐高溫鋼針、以10mm/s～40mm/s的速度，從垂直于電池極板的方向貫穿(鋼針停留在蓄電池中），觀察1h。測試結(jié)果，如視頻所示，電芯模組冒煙，但未起火，未爆炸。電池本征安全溫升、溫差測試曲線（P1）?電池單體熱隔離（模組帶間隙風(fēng)道設(shè)計）、V0及絕緣阻燃材料?單體泄氣口方向合理,不準(zhǔn)對其他電池/容易燃燒物體?合理風(fēng)扇、空調(diào)選型；?差異冷熱風(fēng)道設(shè)計,控制溫差；?溫控雙路供電,保障安全可靠?溫升、溫差橫向&縱向分析比較,器件失效預(yù)警熱安全BMS安全常見故障?電池組、高壓電回路、熱管理等各個子系統(tǒng)的傳感器故障、執(zhí)行器故障（如接觸器、風(fēng)扇等）；

?通信故障、數(shù)據(jù)丟失、控制器軟硬件故障；

?電池組本身故障是指過壓（過充）

、欠壓（過放）

、過電流、超高溫、

內(nèi)短路故障、接頭松動、

電解液泄漏、絕緣降低等。安全建立電池數(shù)學(xué)模型：

電壓、容量、多層（電芯

k

簇

系統(tǒng)）、pac、、,、、、、多層級（輕度、中度、嚴(yán)重）；雙回路供電,通信可靠性自檢,故障告警,EMC測試采集器件精度、可靠性驗證,熔斷器、斷路器、接觸器多級硬件保護；多維度數(shù)據(jù)判斷互鎖,提高安全可靠性；多級告警及保護可靠通信準(zhǔn)確可靠采集與保護管理內(nèi)阻、熱等數(shù)據(jù),故障前預(yù)警；多維度（VATRSOX）大數(shù)據(jù)分析預(yù)警BMS安全應(yīng)用實踐1、BMS電壓檢測失效導(dǎo)致電池過充電或過放電:連接、壓線過程或接觸不良導(dǎo)致電壓檢測線失效，BMS沒有電壓信息，充電時該停止時沒有停止。措施:在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該選用可靠的電壓采集線，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格管控，出廠100%檢驗；采用單體電壓、壓差和總壓多重保護策略。2、接插件接觸不良發(fā)熱動力線接插件公母頭接觸不良，接觸電阻高，大電流產(chǎn)生高溫（近百度），安全隱患。措施:易故障點監(jiān)測，如端子、銅排、風(fēng)道進出風(fēng)口溫度、絕緣、電阻、可燃?xì)怏w等，故障預(yù)警及保護。3、BMS溫度檢測失效溫度檢測失效導(dǎo)致電池工作使用溫度過高，電池發(fā)生不可逆反應(yīng)，對電池容量、內(nèi)阻有很大影響。措施:器件選型一線品牌，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格管控，100%檢驗；采溫數(shù)據(jù)橫向及縱向比較（如溫差、溫升）大數(shù)據(jù)分析判斷策略。4、BMS硬件失效BMS從板接線錯誤燒熔斷器，接錯概率高，維護成本大；措施:優(yōu)化從板電路設(shè)計，增加防反二極管保護電路；消防滅火安全儲能系統(tǒng)常用消防滅火系統(tǒng):七氟丙烷自動消防系統(tǒng)、相變材料消防系統(tǒng)，及液體消防；可產(chǎn)生聲光報警，快速響應(yīng)滅火及人員疏散，最大限度減少人員和財產(chǎn)損失；消防介質(zhì)儲蓄罐消防管道及傳感器消防控制柜選址及操作安全選址規(guī)范?自然環(huán)境評估:承重、污染、自然災(zāi)害等；?安全經(jīng)濟性:并網(wǎng)走線距離最優(yōu)，考慮熱使用及維護安全等；?三通考慮，最好離水源近/有消防管道的地方，萬一發(fā)生事故可及時撲救；?系統(tǒng)建設(shè)里辦公室、住宅樓、重要設(shè)備/建筑有一定安全距離或建立防火墻，預(yù)留消防通道及逃生道路；安裝調(diào)試規(guī)范?事前人員培訓(xùn)及考核；?完善的安裝與調(diào)試規(guī)程；巡檢與維護規(guī)范?制定標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備操作使用規(guī)程，有“法可依”；?對用電線路進行巡視，以便及時發(fā)現(xiàn)問題；?安裝線路和施工過程中，要防止劃傷、磨損、碰壓導(dǎo)線絕緣?在多塵場所，線路和絕緣子要經(jīng)常打掃。?嚴(yán)禁亂接亂拉導(dǎo)線，導(dǎo)線與建筑構(gòu)件之間及固定導(dǎo)線用的絕緣子之間應(yīng)符合規(guī)程要求的間距。?定期檢查線路熔斷器，選用合適的保險絲，不得隨意調(diào)粗保險絲，更不準(zhǔn)用鋁線和銅線等代替保險絲。?檢查線路上所有連接點是否牢固可靠，要求附近不得存放易燃可燃物品。?安全標(biāo)識檢查、安全通道檢查、消防設(shè)備功能有效性驗證等云端數(shù)據(jù)分析和運營電力數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器

___________標(biāo)準(zhǔn)柜集裝箱儲能系統(tǒng)l云平臺:數(shù)據(jù)庫,大數(shù)據(jù)挖掘；l可視化:電池狀態(tài)、告警管理、報表管理、配置管理。l專家系統(tǒng):專業(yè)性指導(dǎo)提供，做到智能運維。l電池狀態(tài)精確信息展示:SOC,SOH,電壓、電流、內(nèi)阻、溫度l本地數(shù)據(jù)管理:采集數(shù)據(jù)與云模型數(shù)據(jù)校核l指令安全可靠:多重計算、保護策略l通信安全可靠:北向通信與南向通信自檢運維:云平臺，建模&大數(shù)據(jù)分析l

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集；l

通信安全可靠；l

均衡策略管理與執(zhí)行；云

管

端負(fù)荷中心和儲

能接入電池管理系統(tǒng)(BMS)能量管理系

統(tǒng)終端電網(wǎng)公

司本地監(jiān)控負(fù)荷監(jiān)測運維:數(shù)據(jù)分析與建模不同循環(huán)次數(shù)容量與電壓變化關(guān)系分析運維:數(shù)據(jù)分析與建模容量衰減與容量效率、能量效率關(guān)系分析?BMS從控可維護設(shè)計,插拔維護,方便美觀；?動力線接插件自主設(shè)計開發(fā),自鎖,防呆；易維護?風(fēng)扇外維護設(shè)計；?組串式PCS應(yīng)用設(shè)計,提高故障時系統(tǒng)可用率,便于更換維護；?兼容通信儲能梯次利用設(shè)計；問題:對外接口誤差，現(xiàn)場對接不上；未經(jīng)過聯(lián)調(diào)，現(xiàn)場出現(xiàn)問題人員能力、工具不齊，解決周期長，成本高；系統(tǒng)交付各模塊拆分運輸，運輸成本高，現(xiàn)場組裝成本高等；億緯系統(tǒng)交付模式:各廠家部件發(fā)貨至億緯，系統(tǒng)在廠內(nèi)組裝聯(lián)調(diào)測試完成后，拆除線纜，系統(tǒng)整體運輸發(fā)貨；系統(tǒng)傳統(tǒng)交付模式:系統(tǒng)復(fù)雜，部件多，各廠家生產(chǎn)進度不一，各廠家部件生產(chǎn)完成發(fā)貨至現(xiàn)場組裝聯(lián)調(diào)；運維:易維護設(shè)計03項目實踐?項目地:美國加州?規(guī)模:500kW/1MWh*8套；?輔助光伏消納；?輔助光伏發(fā)電電能質(zhì)量調(diào)節(jié)美國加州4MW/8MWh項目