储能电站方案V1如东化工园施工.docx

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储能电站方案V1如东化工园施工

分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者

如东化工园施壮化工有限公司

企业级峰谷储能电站

系统解决方案

编制：

审核：

批准：

2015年10月

浙江南都电源动力股份有限公司

分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者

一、项目概述...................................................................................................................................3

1.1项目背景.............................................................................................................................3

1.2设计依据.............................................................................................................................3

1.2设计概述.............................................................................................................................3

二、系统电气拓扑图.......................................................................................................................5

三、系统电气主接线.......................................................................................................................6

四、系统通信方案...........................................................................................................................7

五、系统配置方案...........................................................................................................................8

六、集装箱安装方案.....................................................................................................................10

6.1安装位置..........................................................................................................................10

6.2系统设备安装..................................................................................................................10

七、安装改造方案.........................................................................................................................13

八、项目投资概算.........................................................................................................................14

九、项目经济收益分析.................................................................................................................16

浙江南都电源动力股份有限公司

分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者

企业级储能电站系统解决方案

一、项目概述

1.1项目背景

该项目位于江苏省南通市如东化工园区里。

采用能量型铅炭电池组作为储能元件，在电

力处于“谷”时段蓄电，在电力处于“峰”时段放电，实现电力削峰填谷，调节用户侧需求

响应，这不但可以降低电网的峰值负荷，有利于电网的安全运行，还能产生巨大的经济效益。

1.2设计依据

Q/GDW564-2010储能系统接入配电网技术规定

Q/GDW676-2011储能系统接入配电网测试规范

Q/GDW696-2011储能系统接入电网运行控制规范

Q/GDW697-2011储能系统接入配电网监控系统功能规范

1.2设计概述

目前江苏省电网的电力价格模型见下表1-1：

表1-1江苏省电力价格政策（大工业非优待类10kV）

时区

每天时间

（时）

0~8

8~12

12~15

15~17

17~21

21~24

时间间隔

（小时）

谷

平

峰/谷

峰

销售电价

0.322

1.112

0.667

1.112

0.667

（元/kWh）

由电网价格政策可以确定本峰谷电站储能系统工作模式如下图1-1所示：

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图1-1峰谷电站系统工作模式

A时区：

谷底区充电，工作8小时；

B时区：

峰值区放电，工作4小时；

C时区：

平值区停止工作；

D时区：

平值区充电，工作2小时；

E时区：

峰值区放电，工作4小时；

F时区：

平值区停止工作，设备检修。

调峰储能带来的经济效益是充放电时的不同电价，如：

电价峰值区—电价谷底区=1.112—0.322=0.790元/kWh

电价峰值区—电价平值区=1.112—0.667=0.445元/kWh

本峰谷储能电站每天完成2个充放电循环，即完成在低电价区蓄电、高电价区放电的过

程。

本项目的峰谷储能电站的装机功率为500kW，装机容量为4MWh，储能系统预期使用寿

命5000次。

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二、系统电气拓扑图

本储能电站系统的设计装机容量为4MWh，装机功率为500kW。

本方案设计500kWGES-500/500-4×125型4通道的储能双向变流器1台，每1条通道分

别接入1MWh单元储能模块（BMS系统+电池系统），总计4MWh电池储能系统。

该系统电气拓扑图如下图2-1所示：

AC400V

隔离变

后台监控

RS485

500KWPCS（4通道）

125kW通道

RS485

电池+BMS

电池单元1#

电池单元2#

电池单元3#

电池单元4#

电池单元5#

电池单元6#

电池单元7#

电池单元8#

图2-1峰谷储能电站系统拓扑图

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三、系统电气主接线

本系统由1套在电气上完全独立的500kW/4MWh储能系在400V交流侧并联构成。

8组

676V/1000Ah储能型铅炭电池组通过电缆分2路独立接入直流配电柜，通过电池组的熔丝、

断路器及直空接触器保护，然后分别独立接入1个125kW通道PCS直流侧。

这一设计方案

在电气结构上完全杜绝了电池组的并联，消除了由于并联可能导致的电池组间环流的产生。

储能系统整体联接方案，电池组间内部通过铜排连接。

电池组至直流配电柜通过电缆连

接，电缆通过底部电缆沟进入直流配电柜。

直流配电柜至PCS采用电缆经由电缆沟接入PCS

直流侧输入断路器。

图3-1储能电站系统电气主连接图

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四、系统通信方案

设备间通信，每个BMM管理24只单体蓄电池，每组电池共计14台BMM，每组蓄电

池管理系统包含一台蓄电池组控制模块和蓄电池组管理系统，BMM和蓄电池组控制模块之

间通过CAN总线联结通信。

蓄电池管理系统（BMS）将采集到的电池单体和电池组的电压、

电流、温度、SOC、SOH等信息通过ModbusRS485通讯接口以太网送至PCS与就地监控系

统、远程后台监控系统，PCS通过以太网与就地监控系统进行通信。

就地监控系统与储能电

站监控中心通过光纤以太网进行通信。

BMS系统弱电走线与直流线路分开，减少干拢，弱电线路通过铁质线管引至直流配电柜

或采用带屏蔽层电缆。

BMS通信线缆经由电缆沟，通过铁质线管引入PCS和储能系统就地

监控系统。

图4-1储能电站系统通讯方案

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五、系统配置方案

本项目储能系统成组方案如下：

名称

成组单元

设备组成详图

容量

采用

2V1000Ah

REXC能量型

铅炭电池

2V1000Ah

2kWh

单体

蓄电池

簇

24只

2V1000Ah

REXC能量型

铅炭电池串联

组成一簇，配

备一台蓄电池

监控模块。

48V1000h

48kWh

电池簇

蓄电池

簇监控

单元

BMM

电池组

单元

一组电池组单

元由14簇电

池组串联组

成，配备一台

蓄电池组控制

单元

672V/1000Ah

0.5MWh

电池组单元

电池组

控制单

元BMU

8组电池组单

元独立分8路

接入一台

500kW/4M

电池组

单元

500kW/4MW

Wh储能系500kWPCS构

统单元

成一组储能单

元，配备一台

直流配电柜。

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电池管理系统

BMS，500kW，

PCS

直流配

电柜

BMS

PCS

储能系

统单元

1套

500kW/4MWh

500kW/4M

储能系统单元

Wh储能系

500kW/4MW

并联构成

统

500kW/4MWh

储能系统

监控系

统

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六、集装箱安装方案

6.1安装位置

本项目南通市施壮化工有限公司，公司工厂的配电房附件大片空地可用于安装4MWh

储能电站设备，目测尺寸可满足。

图中

为项目安装位置。

图6-1厂区三维示意图

6.2系统设备安装

6.2.1安装方式

1）PCS采用集装箱式安装。

500kWPCS设备（功率柜和隔离变压柜）安装在一个20呎

集装箱柜里，集装箱重约9000kg。

2）BMS和电池组成的电池系统采用集装箱式安装，安装在4个40呎集装箱柜里，集

装箱重约。

6.2.2安装占地面积、承重、抗震：

1）储能电站系统共5个集装箱，其中含4个电池集装箱和1个PCS集装箱，5个集装2

箱安装总重约73000Kg，总占地面积约为203m。

2）抗震电池柜架设计，可承受8烈度以上地震，震后电池无变形、漏液、裂纹；电池

支架、连接系统等无明显变形、松动。

6.2.3安装布局图详细见下图2.

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图6-2储能电站集装箱安装布局示意图

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图6-2电站中电池系统集装箱安装布局示意图

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七、安装改造方案

环境要求：

地面：

水泥。

支撑：

槽钢（地沟），使用槽钢制作稳屏的底架，有条件哇地沟，无条件直接

固定在水泥地面。

配线：

电缆、动力电缆穿管或槽钢。

通风：

自然通风，集装箱体设计时加装热管理系统时已考虑。

消防：

气体灭火剂、泡沫灭火器。

动力母线：

穿管，预埋。

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八、项目投资概算

设备材料及成本预算（A）

序

单

价

价格（万

元）

名称/规格

数量

备注

号

PCS柜（含隔离变压）

规格：

AC0.4kV，500kVA，

储能双向逆变

器

1台

50.0

铅炭电池

2688

个

430.1

含连接线

规格：

GFM-1000RC,231×282×408

电池架

224

个

规格：

××mm,8层；

蓄电池连接电缆

规格：

100mm，90mm

5376

个

200A，两端压

接线鼻子

BMS控制柜

规格：

2060×600×400mm

4面

8个

4.8

8.0

电池管理系统主控

型号：

BMU

电池管理系统从控

型号：

BMM

采

样

线

112个

22.4

40.0

5m×24×80

集装箱（电池）

规格：

45呎,13716×2438×2896mm

个

含空调、配电、

消防

交流配电柜

个

规格：

标准屏柜

5.0

（A）合计

560.3

单位：

万元

监控设备（B）：

价格（万

元）

序号

名称/规格

单价

数量

备注

计算机

1台

1套

0.8

规格：

监控软件

规格：

（B）合计

5.8

单位：

万元

其他相关费用（C）

价格（万

元）

序号

名称/规格

单价

数量

备注

施工费用

1项

20.0

设备费的5%

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运营维护费

电池运费

1项

2.0

每年

（C）合计

24.0

单位：

万元

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九、项目经济收益分析

峰谷电站储能系统装机容量500kW/4MWh；

循环一天的阶段电量计算（电网侧）：

双向逆变器充放电效率：

98%

一般储能用铅酸电池的充放电效率：

90%（因为充放电区间均在转化效率最大区间，因

此按90%计算）

（1）电站的年度电费收益：

2631.5元×300天=78.945万元/年

（2）设备残值收益：

铅炭电池失效后废旧蓄电池还有30%的残值可回收，即残值收

益为129.03万元，即分摊到年收益为18.43万元/年。

（3）静态投资回收期（ROI）：

590.1/（78.945+18.43）=6.0年

注：

1，ROI（投资回收期）＝系统设备总投资/系统电费收益，即累计节约的电费用以冲

抵初期投资金额的时间。

（4）年静态投资收益率：

16.5%（按七年计算）

电池系统的循环寿命>5000次，则使用年限>7年；

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