20MWh储能项目方案.docx
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20MWh储能项目方案
NOGD
中电投东北新能源敖汉风电有限公司黄
羊洼220kV风电场20WM/20MW集装箱式储
能项目前期方案
北京能高自动化技术股份有限公司
2018年5月31日
1概述3
2整体情况3...
3集装箱储能20WM系统集成方案整体设计5
4电池系统6...
5电池管理系统6...
6储能电站总平面方案设计：
8..
7主设备清单9...
8公司简介1..1.
中电投东北新能源敖汉风电有限公司20WM/20MW集装箱式
储能项目前期方案
项目名称：
内蒙古赤峰市敖汉风电有限公司20MW/20MWh集装箱式储能项目
项目地址：
内蒙古赤峰市敖汉旗黄羊洼镇羊场黄羊洼风电场
1概述
随着储能市场的快速发展，集装箱式储能系统以其高度集成化、灵活便捷等独特优势广泛投入到各种场景中使用。
集装箱式储能系统内部集成储能系统、配电系统、照明系统、消防系统等。
用户在使用时只需要考虑基本外围线路连接即可，快速实现储能系统布置，而且集装箱可以灵活搬运，即插即用，实现储能系统复用，为用户提供多种使用选择。
本方案根据提中电投东北新能源敖汉风电有限公司220KV黄羊洼变电站的现场和提供的图纸情况，集装箱储能系统初步设计方案进行20MWh集装箱式储能系统设计储能电池方案选用磷酸铁锂电池，具有较高的能量密度，可以使储能系统体积更小，智能化更高，从后期运输、土地利用、运营维护等角度为用户减少投资，提高投资回报率。
项目建设地点为内蒙古赤峰市敖汉旗黄羊洼镇羊场黄羊洼风电场，敖汉旗
地处中温带，属于大陆性季风气候。
其特点是：
四季分明，太阳辐射强烈，日照丰富，气温日差较大。
冬季漫长而寒冷，春季回暖快，夏季短而酷热，降水集中；秋季气温骤降。
雨热同季，积温有效性高。
敖汉各地降水量分布趋势是从南向北逐渐减少，年降水量在310-460毫米之间
2整体情况
根据项目现场实际情况，变电站管理区西北角大约有31X63m=1953卅的空地。
根据电站情况，该储能项目集中式接入黄羊洼风电场已建220kV升压站35kV一段母线。
原配置主变为SZ10-100MVA/230kV230土8*1.25%/35kV,Uk%=12%Yd11接线。
初设安装共计10个集装箱，每座集装箱储能容量2MWh，总计容量
20MW/20MWh，储能计划接于原35kV高压配电室，需新上1面KYN61-40.5kV高
压开关柜1面，上面配置综合保护1台。
储能集装箱南北方向，东西阵列式排布，布置见下图。
图120MWh储能系统集装箱布置图
图2变电站办公楼主控室
图3管理控制室
图4电子间预留电气二次柜预留位置
图5高压室预留位置
图6变电站西北角储能安装现场图
3集装箱储能20Wh系统集成方案整体设计
本工程可安装10座磷酸铁锂电池储能站，总储能容量为20MW，每套储能系
统接入1台SCB10-2000-38.5/0.5/0.5kV低压分裂升压变压器，共10台变压器，然后10台变压器高压侧经汇集1条线路接入35kV高压配电室新装备用柜间隔。
项目建设内容主要包括：
储能式集装箱（每套含2MW磷酸铁锂储能蓄电池、2面直流汇流柜、2套功率变换系统PCSBMS系统）。
箱式变电站（每套含2面低压进线柜、35kV变压器、1面高压出线柜）。
10套储能站配套的基础结构、电缆沟道等土建工程。
35kV高压配电室有预留空位，可做为本系统接入柜位置，配置35kV线路保
护测控装置1套，本风电场原采用南瑞监控后台，为保证本次通讯接入可靠性，本次配置线路保护测控应与原南瑞保护保持一致。
配置中增加双向四象限电能计费表1块，等级0.2s级，电能表可安装于主控室电子间电度表屏柜备用位置上，原风电场电量采集器为威胜厂家，因此为保证接入，电能表应采用威胜厂家电表。
储能电站每套均设置火灾报警系统，但需接入厂区主控室集中式火灾报警。
根据储能站的容量及功率配置方案，本项目储能系统采用单元模块化方案，其接线方式如下：
1）每套储能电站为两个储能单元，每1MV为1个储能单元，每个储能单元分7簇电池系统，每簇电池系统为24~26块电池模组，每个储能单元并联进入1面汇流柜，汇流柜出线接入1台1MV储能变流器（PCS；
2）每2台1MV变流器（PCS接入1台2000KVA低压分裂式升压变压器。
3）每台箱式变压器高压出线35KV10台变压器并联汇入1条集电线路接入35KV高压配电间进线柜。
整体设计图如下：
4电池系统
电池系统包括电池模组、含电池架、汇流柜、电气控制柜、BMS系统等。
其
中，电池组采用模块化设计，每个电池组为8S8P每两个电池组配置一个电池管理单元（BLMU，对单体电池的电压、温度等参数进行检测。
电池配置采用三级式系统架构（每个模块为8S8P,尺寸650.9mm549.9mm154.2mm共24或26个标准的磷酸铁锂电池模块串联连接成一个电池架的单位组成192S&一个电池簇
系统的电压和容量分别为614.4V和320Ah。
表4.1192S8P单簇电池配置
序号
类型
最低
电压（V）
最高
电压（V）
额定
电压（V）
容量（Ah）
能量（KWh）
数量
电芯
LP27148134
2.5
3.65
3.2
40
0.128
模组
8S8P
20
29.2
25.6
320
8.192
电池簇
192S8P
480
700.8
614.4
320
196.608
注：
该项目由于要求电量为交流侧放出，考虑各部分损耗及DOD具体如下:
1.0MWh:
192S8P电池簇，共7簇，1376.256KWh
5电池管理系统
电池管理系统（BMS的主要功能包括全面监测电池的运行状态，包括单体/模块和电池系统电压、电流、温度和电池荷电量等，事故时发出告警信息；并应可靠保护电池组，具备过压保护、欠压保护、过流保护、过温保护和直流绝缘监测等功能；并支持61850TCP/IP通信，配合功3率变换系统及站内监控系统完成储能单元的监控及保护。
BMSt池管理系统实现以下几个功能：
（1）电池端电压的测量
⑵单体电池间的能量均衡：
即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。
均衡技术是世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。
（3）电池组总电压测量
（4）电池组总电流测量
（5）SOC计算：
准确估测动力电池组的荷电状态（StateofCharge,即SOC）
即电池剩余电量，保证SOC隹持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤。
（6）动态监测动力电池组的工作状态：
在电池充放电过程中，实时采集电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电
或过放电现象。
（7）实时数据显示
（8）数据记录及分析：
同时挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性。
（9）通讯组网功能
变流器（PCS
变流器采用输入直流1100kVV输出交流1000kvy采用每1个汇流柜接入1组
PCS由PCS升压至500VPCS具体参数如下：
DC/AC
参数
直流输入
最大直流输入功率
r1100kW
直流输入电压范围
750~800V
最大直流输入电流
[1375A
交流输出
额定交流输出功率
1000kW
额定交流输出电流
M155A
额定交流输出电压
500V
允许电网电压波动范围
420~550V可调
额定交流电压频率
：
50Hz
允许频率波动范围
47~52Hz
电流总谐波畸变率（THD
<3%（额定功率下）
功率因数
:
三0.99（额定功率下）
功率因数可调范围
-1~+1
6储能电站总平面方案设计:
1）主要建（构）筑物包括（但不限于）：
储能式集装箱基础、箱变基础、电缆沟2）本期建设的20MW*仆（20MW）储能项目位于室外布置，储能设备布置如下图
（绿色是储能项目）：
师「集垃箱（1300仙别00）亦&團
8ip-?
00p/|
图8项目总平图
集装箱式储能系统设备集装箱设计图
5CBIQ-2QW-S5/（1'.1/0.4训嶽芟示意用tt
LL
11\
集装箱基础结构设计方案
储能集装箱基础、箱式变压器集装箱基础米用筏板基础，基础墙为砖混结构,
电缆沟砖混结构
设计条件：
基本风压：
W0=0.55kN/m2根据GB50011-2001《建筑抗震设计规
范（2008年版）》的规定，设计地震加速度为0.05g，相应地震基本烈度为6度,设计地震分组第一组。
参考设计规范：
《GB50009-2012建筑结构荷载规范》
《变电站建筑结构设计技术规程》DL/T5457-2012
《混凝土结构设计规范》（2015版）GB50010-2010
《砌体结构设计规范》GB50003-2011
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008
基础剖面示意图
7主设备清单
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
储能集装箱（每座含下）
2000kw,13X3.4米
座
10
锂电池
1MWh
套
2
汇流柜
台
2
PCS系统
FlexVert1000
台
2
烟感探测器
个
4
悬挂式七氟丙烷灭火装置
kg
30
悬挂式七氟丙烷灭火装置
kg
60
干式灭火器
只
4
2
箱式变电站（每座含下）
座
10
变压器
S11-2000-38.5心5/0.5kV
台
1
低压馈线柜GCS
每面1只框架式开关：
2500A
面
2
高压开关柜
KYN28-61/40.5/630A
面
1
装综保1台
3
室外交流配电柜
（带ATS2进40出，主进
线200A，馈线16A
面
1
通讯、照明、火灾报警、试验等
4
室外动力交流配电柜
2进40出，主进线160A，馈线20A
面
1
空调、高压开关柜加热、
5
室外直流配电柜
（带双电源切换）2进10出，主进线160A，馈线
10A
面
1
高压开关柜保护、控制
6
室外光纤配线柜
面
1
7
35kV高压配电
柜
KYN61-40.5kV-400A短时耐受电流31.5kA/4s，峰值耐受电流80kA，雷电冲击电压185kV，短时工频耐受电
压95kV，防护等级IP4X
面
1
8
35kV线路保护
测控装置
南瑞继保
台
1
装于开关柜
9
计里表
威胜厂家，双向四象限
块
1
10
能量管理系统
（每套含下）
套
1
硬件部分
主机、键盘、鼠标、显示器
套
1
软件部分
套
1
11
打印机
A3
台
1
12
视频监控
接入原视频监控
个
2
球型摄像头
13
原视频监控系统扩容
14
通讯屏（每套含下）
套
1
通讯管理机
2网8串，规约转换485转以太网
台
1
网络交换机
24口
台
1
光电转换
10口
台
1
15
电能质量在线监测屏
含电能质量在线监测装置
面
1
16
电缆部分
咼压交流电缆
ZRC-YJV22-40.5kV-3*50
米
80
进线柜预估
咼压交流电缆
ZRC-YJV22-40.5kV-3*120
米
60
进线柜预估
咼压交流电缆
ZRC-YJV22-40.5kV-3*240
米
150
进线柜预估
低压交流电缆
ZRC-YJV22-1kV-3*240+120
米
800
变压器输入预估
低压交流电缆
ZRC-YJV22-1kV-3*70+35
米
500
交流配电柜预估
低压交流电缆
ZRC-YJV22-1kV-3*50+25
米
500
交流动力柜预估
低压交流电缆
ZRC-YJV22-1kV-4*6
米
600
直流电缆
ZRC-YJV22-1kV-3*150
米
800
PCS输入预估
直流电缆
ZRC-YJV22-1kV-3*50
米
500
直流配电柜预估
直流电缆
ZRC-KVVP-0.6kV-4*6
米
500
多模铠装光缆
4芯
米
400
光纤配线柜-储能
单元、保护
多模铠装光缆
24芯
米
650
主控室-光纤配线柜
屏蔽双绞线
RWP-22-1kV-2*2*1.0
米
650
预估
网线
超五类屏敝线
米
300
预估
17
火灾自动报警系统
套
1
18
储能、箱变基础
23800X3400
座
10
19
室外配电柜基础
600X600
座
4
20
电缆沟
1000*1000
米
120
8公司简介
北京能高自动化技术股份有限公司创立于2007年，是一家以电力电子、控
制技术为主导，致力于发展光伏发电、风力发电以及智能电网等清洁能源技术领域的高新技术企业。
公司业务范围涵盖：
新能源关键设备研制；光伏电站总承包；一体化系统工程解决方案以及风电智能运维服务等。
能高依托完善的研发体系优势及产学研一体化合作模式，在技术创新和项目经验上处于行业领先地位。
目前
能高自主研发的产品有：
光伏逆变器、风电变流器、储能系统双向变流器、微网变流器、风电智能运维系统，通过丰富的产品线，致力为客户提供多样化的智能解决方案。
臻于品质不断创新，北京能高将持续为用户提供更优质地智能化服务。
储能及微网项目：
青海分布式微电网系统示范项目；
青海海东科技园微网项目
山西唐一集团风光储微网系统；
中国科技部风光储微网系统；
北京交通大学风光储微网系统；
新疆电科院风光储微网系统；
新疆空管局导航站微电网项目；
哈密东南部山口微网项目
陕西丹凤县金太阳示范工程;
陕西安塞光储互补系统；
陕西安塞金太阳二期储能系统；
陕西富平光储互补系统；
陕西洋县光储互补系统；
陕西‘太阳-太阳’独立光伏发电项目;
陇西移民新村光储互补独立供电项目；
陕西安塞光储互补系统北京交通大学风光储微网系统
陇西移民新村光储互补独立供电项目
陕西富平光储互补系统
陕西洋县光储互补系统
陕西丹凤县金太阳示范工程
中国科技部风光储微网系统
山西唐一集团风光储微网系统
青海分布式微电网系统示范项目
哈密东南部山口微网项目
青海分布式微电网系统示范项目陕西安塞光储互补系统
集中式大型地面电站：
哈密荣信44MV光伏发电项目
哈密益鑫20MW光伏产业园区项目
京能新能源苏尼特旗赛汗风电场风光一体化
20MW光伏发电项目
京能建湖30MV®光互补光伏发电项目
京能源深吴忠戒毒康复中心一期20MW光伏项目
京能新能源中卫（一期、二期）30MW光伏发电项目
三峡吴忠太阳山二期20MW光伏发电项目
三峡新能源乌拉特中旗20MW光伏电站项目
三峡新能源鄯善20MW光伏发电项目
恒基伟业中卫20MW光伏发电项目
青海百科格尔木10MW并网光伏电站项目
通辽市霍林郭勒工业园区20MW光伏发电项目
分布式光伏电站：
常州经济开发区光伏发电集中应用示范项目北方工业金太阳项目
苏州国华光伏并网电站项目
安塞县金太阳示范工程2.1MW光伏发电项目广东南海500kWp光伏发电应用示范项目威海市三角工业园光伏屋顶并网发电项目英利产业园光伏屋顶并网发电项目
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