0.5MW/2MWh儲能系統方案目錄項目背景描述 31.1項目名稱 31.2項目概況 3電氣技術方案 32.1方案概述 32.2雙向逆變器(PCS) 52.3電池管理系統 72.3.1BMU功能及規格介紹 102.3.2BCMS功能及規格介紹 112.3.3BAMS功能及規格介紹 132.4監控與調度管理系統 16電池技術方案 17儲能系統現階段應用功能介紹 22系統配置清單 25系統運行及維護 266.1系統投運 266.2系統運行 266.3系統維護 276.4運行環境 27運輸與儲存 287.1運輸 287.2儲存 281.項目背景描述1-1項目名稱本項目為0.5MW/2MWh,系統設計為兩個lMWh儲能并聯成2MWh,單個IMWh儲能放置在40尺集裝箱內。0.5MWPCS置入其中一個集裝箱內。1.2項目概況儲能系統標稱容量：IMWh滿負荷連續運行時間：N4h潤峰公司磷酸鐵鋰電池單體電池容量：200Ah單體電池標稱電壓：3.2V電池電壓范圍：3.0?3.6V（可調）系統額定功率：0.5MW接入條件：三相380V運行環境：室內濕度范圍：。?95%無凝露海拔高度：-其它定制技術要求：2.電氣技術方案2.1方案概述對應于IMWh的儲能系統，需要配置一個由交流配電柜為核心，以后臺管理系統為智能中心的交流配電調節系統。交流配電柜交流配電柜儲能系統原理圖lMWh的儲能系統由雙向變流器、儲能電池組、雙向變流器控制系統、能量均衡控制系統、電池管理系統組成。整個儲能系統由?個監控與調度管理系統控2.2雙向逆變器（PCS）雙向逆變器的主要作用，是按照監控調度系統的指令實現電池堆與交流母線之冋的能量交換。?方面，在充放電過程中滿足電網對儲能系統電壓、電流各方面的指標要求，實現儲能系統與電網之間頻率的匹配；另一方面，滿足電池堆充放電過程中的電壓、電流、功率等指標的要求，保證充放電過程的高效、可控、安全；同時，還要對自身的狀態實施可靠的監控和保護。雙向逆變器主電路拓撲圖雙向逆變器外觀圖500KW雙向并網逆變器主要參數表序號名稱規格型號 備注直流側1最大直流功率500kW2最大直流電壓1100V3工作電壓范圍780-1050V4最低直流電壓730V5最大直流電流700A交流側1額定功率500KW2最大交流功率550KVA（長時間運行）3最大交流電流580A4最大總諧波失真<3%（額定功率）5額定電網電壓540V6允許電網電壓范圍432?621V7額定電網頻率50/60HZ8允許電網頻率范圍47?52HZ/57?62Hz9額定功率下的功率因數>0.9910功率因數可調范圍0.9（超前）?0.9（滯后）11獨立逆變電壓設置范圍280?330V12獨立逆變輸岀電壓失真度<3%（線性負載）13帶不平衡負載能力100%14獨立逆變電壓過度變動范圍10%以內（電阻負載<=>100%）保護1直流過壓保護具備

2直流短路保護具備3交流過壓保護具備4極性反接保護具備5絕緣監測具備6模塊溫度保護具備效率1最大效率98.2%常規數據1尺寸(寬*高*深)1606*2065*935mm2重量800Kg3運行溫度范圍-30?55°C4停機自耗電<220W5冷卻方式溫控強制風冷6防護等級IP217相對濕度0?95%無冷凝8最高海拔6000m（＞4000需降額）9顯示屏觸摸屏10調度通訊方式以太網、RS48511BMS通訊方式RS485、CAN12通訊協議Modbus、IEC1042.3電池管理系統整個電池管理系統主要有以下模塊組成：1、BMU(BatteryManagementUnit)：電池組管理單元，負責管理串聯電池組單元。

2、BCMS(BatteryClusterManagementSystem)：電池簇管理系統，負責管理一個串聯回路中的全部BMU,同時檢測本串聯回路的電流，在必要時采取保護措施。3、BAMS(BatteryArrayManagementSystem)：電池陣列管理系統，負責管理一個PCS下轄的全部BCMSo同時與PCS和后臺監控系統通信，根據電池組狀態請求PCS調整充放電功率。IBAMSIRS485DCACCANBUSDCDC1■主接觸￡1ts斷sum斷路88BMU1.1?-~A電池組1.1IBAMSIRS485DCACCANBUSDCDC1■主接觸￡1ts斷sum斷路88BMU1.1?-~A電池組1.1BMU1.2 ?電池組1.2BMU1.3■■電池組1.3BMU1.4V A電池組1.4BCMS6爆斷陽高

斷路器電流檢測主接觸器BMU6.1V >電池組6.1BMU6.2 >電池組6.2BMU6.3V??.電池組6.3BMU6.4V A電池組6.4電池組6.12PCS下轄電池堆以及配套BMS組成示例儲能站控制機2防火増GPS儲能站控制機2防火増GPS授時遠程調度Q

中心授時網絡雙Z份Enthgrnet|BJ|BJS|坪I保護測控視頻監控火警報警BMS/PCS與儲能站監控系統互聯本儲能系統共lMWh,275個F200電池模塊串聯，構成?個電池簇，容量為176kWh(880V,200Ah)o其中，每24個電池單體構成一個電池組，由一個

電池測量單元(BatteryMeasurementUnit,BMU)進行監控;—簇電池共需要12個BMU,由一個電池控制單元(BatteryControlUnit,BCU)管理。所有的BCU

和BMU構成了一個完整的電池管理系統(BatteryManagementSystem,BMS),如下圖所示。

一簇電池的電池管理系統結構示意圖2.3.1BMU功能及規格介紹BMU主要提供電池電壓監控及報警，電池組溫度監控及報警，電池電量均衡等功能。BMU負責監控串聯電池單元，根據電池組成方式不同，被監控電池單元能夠是一個大容量電池單體，也能夠是多個中小容量電池并聯。BMU技術規格序號名稱規格參數備注1電池規格磷酸鐵鋰電池2均衡類型主動式，無損能量轉移3最大均衡電流5A4平均均衡電流2A5標準放電0.25C36硬接點保護過壓保護在整組電池電壓上升到門限值以上,上報PCS

7溫度采樣及報警溫度采樣精度±1°C8溫度釆樣頻率1Hz9溫度報警值>65°C可調10溫度報警恢復值<55°C可調11電壓采樣精度±lmV12電壓釆樣周期10ms13自耗電充電模式<50mA14放電模式<50mA15靜止模式<3mABMU與電池組連接示意圖2.3.2BCMS功能及規格介紹電池簇管理系統(BatteryClusterManagementSystem)負責管理一串電池,提供PCS需要的額定電壓。電池簇管理系統(BCMS)的主要功能有：管理BMU,輪詢下轄每一個BMU,統計電池電壓，溫度信息。在BAMS查詢電池電壓、溫度信息時，BCMS上傳相對應信息?通過電流傳感器檢測本串電池放電電流及充電電流檢測環流電流，并在環路電流超過閾值時切斷電流回路，同時通過CAN總線上報BAMS?配合BAMS,在本BCMS下轄電池箱需要更換時進行熱拔插管理?在直流端放電電流超過短路電流閾值時進行短路保護，切斷放電回路,同時通過CAN總線上報BAMS?在直流端放電電流超過放電過流閾值時進行放電過流保護，延時后切斷放電回路，同時通過CAN總線上報BAMS?在電池組中有任意電池放電欠壓時進行保護，同時通過CAN總線上報BAMS?在直流端充電電流超過充電過流閾值時進行充電過流保護，切斷充電回路，同時通過CAN總線上報BAMS?在電池組中有任意電池充電過壓時進行保護，切斷充電回路，同時通過CAN總線上報BAMSBCMS主機技術規格序號名稱規格型號備注1最大BMU管理數30個2最大管理電池串數30串

3電流釆樣范圍0A?±300A4電流釆樣精度1%5電流釆樣周期100ms6通信接口485/CAN7保護切斷電壓<1800V8保護切斷電流<400A9BCMS供電12/24VDC,與電池組直流隔離10BCMS功耗<25WBCMS連線示意圖2.3.3BAMS功能及規格介紹電池陣列管理系統(BatteryArrayManagementSystem)由BAMS主機及工

業觸摸屏組成，負責管理一個PCS下轄的全部電池，提供PCS需要的額定功率

電流。根據PCS額定功率不同，每一個PCS下轄的電池陣列會有一個或多個電

池簇并聯，BAMS能夠管理對應數量的BCMSoBAMS包括了三個功能模塊：BAMS

主機、觸摸屏和B碼解碼模塊。電池陣列管理系統(BAMS)主要功能如下：?接受BCMS上報電池電壓，電池組溫度，電池簇電流等常規維護信息,并記錄充放電次數，開始/結束充/放電時間/溫度/電流/電壓等信息，產生相對應常量數據庫。?接受BCMS±報報警和保護事件信息，并產生事件日志數據庫。?統計估算下轄電池陣列剩余電量(SoC),評估電池陣列健康狀況(SoH)o?與后臺監控系統通信，完成下列功能：?電池陣列異常時向后臺監控系統報警?電池管理系統自檢以及異常時向后臺監控系統報警?上傳常量數據庫?上傳事件日志數據庫?上傳SoC/SoH信息?與PCS通信，完成下列功能：?電池陣列異常時向PCS報警?電池管理系統自檢以及異常時向PCS報警?在發生充電過壓/充電過流/放電欠壓/放電過流時與PCS通信，請求PCS進行相對應充放電功率控制。?上傳SoC信息，協助PCS進行相對應充放電功率控制。?與儲能站管理測控系統連接，使用硬節點報警完成下列功能：?在BMS內部異常報警（包括BAMS內部死機以及通信異常）?BMS與后臺監控或者PCS通訊異常報警?裝置失電報警?保護閾值1,電池堆不可用告警?保護閾值2,PCS硬切斷告警?保護閾值3,電池堆強制退出?為本地操作提供人機界面和授權管理，完成電池管理系統參數設定。?為遠程操作提供通信接口和授權管理，完成電池管理系統參數設定。?通訊異常報警，在與PCS或后臺監控系統通信出現異常時在本機通過人機界面報警。?GPS授時信號接收，對時。BAMS主機技術規格序號名稱規格型號備注1最大BCMS管理數30個2通信接口485/CAN3存儲擴展SD卡4事件日志數據庫10000件事件記錄，包括異常種類，發生時間，保護動作5敞常量數據庫存儲近一個月全部電壓/電流/溫度/時間等常量信息，同時每月定期上報備份信息到后臺監控系統。6BAMS供電12/24VDC,與電池組直流隔離7BAMS功耗<30W

EthernetEthernetBAMS主機USB &RS23215”觸摸屏BEthernetEthernetBAMS主機USB &RS23215”觸摸屏B碼解碼模塊BAMS內部連線示意圖2.4監控與調度管理系統在電力系統調度自動化的控制系統中，光伏電站的EMS系統不但具有與所屬系統及省級調度等進行測量讀值、狀態信息及控制信號的遠距離的高可靠性的雙向交換，而且本身具有協調功能。其中協調功能包括安全監控及其他調度管理與計劃等功能。監控調度管理系統(SupervisionandDispatchManagementSystem,SDMS)是本儲能系統的控制中樞，同時也是整個電力監控與調度管理系統的一個SCADA子系統，系統支持各種常用電力通信規約，如部頒CDT規約、POLLING^1801.101、DNP等電力規約。能夠在實現直接對儲能系統進行實時數據收集，以形成調度中心對全系統運行狀態的實時監視功能：同時又向執行協調功能的子系統提供數據，形成數據庫，必要時還可人工輸入有關資料，以利于計算與分析，形成協調功能。協調后的控制信息再經由SCADA系統發送至有關儲能系統，形成對具體設備的協調控制。儲能系統SDMS通過釆集本系統端口的功率信息和電池簇的SOC信息，按照既定的充放電控制策略，向雙向并網變流器系統發出充放電指令，實現儲能系統的各種功能。還負責系統內部的信息釆集、狀態監測、負荷分配、事件記錄、故障保護等工作，并充當人機互動的界面。4MW/lMWh儲能系統作為一個整體，整個系統整合為1個40尺加高型集裝箱，由電站監控與調度管理系統統一控制，通過網絡協調各組成部分的工作.系統可與光伏發電系統、風力發電系統、柴油發電機組等分布式發電系統并聯。通過后臺控制系統逆變器運行實現直接并網與電能儲存之冋的切換。3.電池技術方案對應于IMWh的存儲容量，按照電池單體容量200Ah,額定電壓3.2V計算，IMWh儲能系統需要的鋰電池單體數為1562.5個，考慮實際運行時一般按照110%的裕量配置儲能系統，所以實際配置的電池單體數為1650個，配置情況如表所列。電池組的組裝模式為275串6并，其中275串一簇，儲能系統共分為6簇。儲能系統的電壓和容量分別為880V/1200Ah，儲能系統的容量為1056KWhoIMWh儲能系統的配置情況(考慮110%裕量)單體單體并聯數單體串聯數電池簇數串/并聯數目12756標稱電壓(V)3.23.2880880容量(Ah)2002002001200額定能量(kWh)0.640.641761056

最低工作電壓(V)3.03.0825825最高工作電壓(V)3.63.6990990系統主要技術參數序號項目指標備注F200模塊電池技術參數1電池類型磷酸鐵鋰動力電池2額定電壓/容量3.2V/200Ah3單體電池電壓范圍2.5~3.6V4單體電池重量7.5±0.5Kg5單體電池能量密度85.3wh/kg6工作溫度-25"C?+65°C；放電0°C?+45C充電7荷電保持能力97%(25°Cz30days)4MW/1MWH技術參數1額定電壓880V2額定容量1200Ah0.2C放電至過放保護3電池組電壓范圍825?990V4總能量IMWh5SOC范圍20%?100%實際顯示為0-100%6工作溫差5°C7充放電能量效率96%8持續充電電流0.5C9持續放電電流2.5C10環境相對濕度10%?90%11冷卻方式自然冷卻

12水塵防護等級IP5413絕緣電阻測試值10MQ14抗震性能滿足QC/T743-2006標準要求15集裝箱尺寸12192*2438*2896mm電池組模塊智能溫感3個緊急出口智能溫感3個緊急出口光電感煙探測器3個柜式氣體滅火系統整體外觀示意圖集裝箱尺寸圖lMWh儲能系統是由40尺高柜集裝箱、電池控制系統、逆變系統、監控系統和保溫系統五部分組成。保溫系統根據室外溫度自動調節電池控制系統的溫度，使其保持電池組的工作溫度范圍內?？紤]到青海地區夏季和冬季溫差問題，電池管理系統溫度傳感器監測到的溫度超過I級設定值時，將向后臺管理系統發出溫度過高預警，系統自動開啟空調實施必要的熱管理；當溫度超過II級設定值時，將向后臺管理系統發出溫度過高故障報警，提示相對應設備禁止對該電池簇實施充放電，直到故障消除。整套系統放在集裝箱內，集裝箱的安全性表現在以下幾點：1、 產品設計中釆用的潤峰RFE-F200模塊電池釆用先進的電池結構設計。電池的循環壽命長，能夠大功率充放電，適用于寬溫域的工作環境，安全性能優異，是潤峰專門為儲能電站系統研發的大容量模塊電池。其單體電芯為現階段最具安全性的軟包鐵鋰電芯。2、 電池結構采用單體電芯集成模塊電池、模塊電池集成電池箱、電池箱組成單簇電池組的三級結構。各級單位分別固定，確保產品在位移、傾斜、撞擊等情況下的結構穩定。并預留大量安全緩沖區間防止內部可能出現鼓脹、漏氣等現象。3、 當電池系統出現異常（SOC過低/高、過電流、電壓過髙/低以及溫度過高/過低、絕緣電阻異常等）情況時，管理系統能實時告知監控與調度管理系統，停止充/放電，必要時管理系統能通過干接點信號將故障上報監控與調度管理系統或對應的設備，實現緊急停機。4、 在產品電氣結構上釆用軟、硬保護結合的保護策略，首先是各臺機組設備出現故障后向監控與調度管理系統發出報警并進行故障消除恢復正常運行狀態，當設備自檢系統無法正常工作時，則由熔斷器、斷路器等組成的硬保護系統，釆用切斷電路的方式進行保護。產品絕緣采用逐級保護的原則，模塊電池極柱采用橡膠絕緣套、電池箱蓋板釆用內貼環氧樹脂板、集裝箱地面釆用絕緣地毯、內壁為木質結構。5、 針對系統運行中的危險源及有可能出現的風險進行分析，并制定相對應的應急預案。主要為坍塌、觸電、火災等事故應急。4.儲能系統現階段應用功能介紹能系統在電網中的應用范圍基本能夠概括為以下幾個方面：當儲能并網運行時，能夠實現“削峰填谷”的調峰應用、與間歇式新能源互補接入電網、一次與二次調頻、靜態和動態無功控制、系統熱備用等；以下將分別儲能系統在電網中的幾種主要的高級應用功能。值得注意的是，這些討論是從原理方面定性地分析儲能與電網的關系，要實現這些功能，需要考慮儲能系統是否與負荷、電網的容量相匹配。1） 系統調峰為了提高配電網設備的資產利用率，儲能能夠作為“削峰填谷”的手段之一，在短暫的用電高峰出現時，本儲能系統向電網釋放電能;在電網出現負荷低谷時,本儲能系統向電網吸收電能。在一定程度上，儲能系統能夠“拉平”系統的峰谷負荷差，當存在峰谷電價時，儲能甚至還能實現對電能的“低吸高拋”，即在谷負荷時充電，在峰負荷時放電，一定程度上降低最終用戶的電費。調峰控制需要與監控或者調度系統相配合，因為輸入信息的不同能夠有以下兩種實現方案：根據歷史負荷曲線制定儲能系統的優化調度曲線、根據實時負荷信息計算儲能系統的出力。此外，根據儲能系統有功出力的方式又能夠分成兩類：一種是儲能系統總是以滿發或滿吸的形式參與峰谷調節；另一種實時節儲能系統有功出力，保證電網凈負荷在預設水平。2） 與間歇式新能源的互補應用以光伏、風電為代表的新能源存在輸出功率不可控、間歇式、波動大的特點，基本與電網的調峰要求相反，對電網的安全穩定運行存在一定的威脅。當儲能與這種新能源互補“打捆”運行時，就能一定程度上改變新能源的輸出功率特性,使其符合電網的期望目標，呈“恒定功率特性”或者“可控功率特性”，利于電網的統一調度和安全經濟運行。3） 一次和二次調頻電力系統負荷變化是引起電力系統頻率波動的主要原因，因為儲能系統能夠非常快速的響應電網變化，所以具備控制不同時間尺度頻率變化的能力。儲能系統與監控系統或者調度系統相配合時，能夠實現調頻功能。具體的，一次調頻主要針對變化周期在10秒以內、變化幅度較小的負荷分量，對系統頻率的小范圍偏差進行快速調節，用于平抑發電出力和負荷之間的瞬時差值。相比較于傳統通過發電機調速實現的一次調頻而言，儲能系統更加適合,其一，儲能系統運行在非額定工況下時也具有較高的效率；其二，因為能量能夠雙向流動，儲能系統能夠提供兩倍于額定容量的調節能力；其三，儲能系統具備更快的調節能力，通?？稍趲酌雰葟拇龣C到滿功率運行。一次調頻的設計主要釆用本地頻率的負反饋，同時兼顧與其他調頻機組間的配合（調差系數、調節速度等方面）、電池的充放電狀態等。對于電池儲能系統，相對于大電網容量，本身裝置容量非常小，調頻作用尚不明顯，當前不會對其它發電機的調頻產生影響，但是，今后隨著儲能系統容量的增加，及更多儲能系統裝置的投運，也需要具備負荷穩定分配的功能，避免和其它調頻設備產生沖突。二次調頻主要針對變化周期在10秒到數分鐘之間負荷分類、以及變化緩慢的持續變動負荷分量進行控制，需在上述一次調頻基礎上增加AGC控制功能，即儲能系統接收AGC指令，相關的上傳信息為：執行機構的工況信息，如參與AGC運行的儲能系統的實際發電功率、發電功率調節的限制條件（調節范圍、調節速率）、控制系統的運行狀態等。下發的AGC控制指令，如調節發電功率的功率設定值或升降命令、改變儲能系統運行狀態或控制系統運行狀態的控制指4）靜態和動態無功控制儲能系統與監控系統或者調度系統相配合時，能接受AVC系統的無功指令,參與全網無功電壓優化控制。緊急情況時，負荷側電壓嚴重跌落，為了減小負荷低壓脫扣、避免電壓崩潰，儲能系統能夠迅速切換至緊急電壓支撐模式，這種模式不需要與監控系統配合。5）系統熱備用儲能系統用于作為系統的事故備用以防止低頻減載，事故備用要求能在系統主力電源出現缺口時，在3?5秒內提供有效出力，它比普通的旋轉備用要求有更快的響應。電池儲能系統能夠提供這樣的事故備用，減小主力機組故障時的負荷丟失。作為快速備用的儲能系統在提供岀力時，要求具備保持至少15分鐘的滿容量輸出的能力，以保證備用的同步機組能完成啟動、同步、負荷恢復的完整過程。在之后的15分鐘，儲能系統能夠將出力逐步降低到零。作為快速備用時，啟動狀態要求電池的SOC不低于70%。每次作為快速備用運行之后，儲能系統將利用夜間或者負荷低谷期完成充電，達到100%的SOCo.系統配置清單序號設備名稱型號單位數量備注1儲能電池組lMWh套22雙向逆變器0.5MW套13集裝箱40尺高柜套24BMS管理系統1主12從套125綜合監控系統—套16交流配電系統0.5MWh套17輔料—套1.系統運行及維護6.1系統投運裝置投運前應仔