4MWh储能系统技术方案.docx
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4MWh储能系统技术方案
4MWh储能系统
设计方案
编
制：
日期：
审
核：
日期：
批
准：
日期：
V/2
1.系统概述4
1.1.总体设计原则6
1.2.术语和定义6
1.3.引采采用标准7
1.4.第三方认证要求8
1.5.系统工况以以及环境8
1.5.1.使采采用工况8
1.5.2.项目环境8
1.6.电池集装箱系统配置参数以以及部件说明8
1.6.1.储能系统整体技术参数8
1.6.2.储能电池系统组成以以及技术参数（磷酸铁锂电池）9
1.6.3.直流汇流柜技术参数11
1.6.4.BMS技术参数12
1.7.电气集装箱系统组成以以及技术参数15
1.7.1.PCS介绍15
1.7.2.产品功能15
1.7.3.隔离变压器技术参数18
1.8.监控集装箱系统组成以以及技术参数19
1.8.1.系统配置19
1.8.2.计算机监控系统的主要功能21
1.8.3.机柜的技术要求26
1.8.4.供货范围27
1.9.系统运行环境要求（集装箱系统）28
1.10.电池集装箱内外接口28
2.系统架构29
2.1.…次电气系统图29
3.设计方案30
3.1.电池集装箱内部布局30
3.2.电气集装箱内部布局30
3.3.储能系统通讯设计方案31
3.4.电气回路总体设计方案31
3.5.集装箱内部供电设计32
3.6.消防温控总体设计方案32
3.6.1.集装箱消防系统设计原则32
3.6.2.集装箱消防系统34
3.6.3.空调排风系统36
3.7.箱内视频监控系统41
3.8.供货清单42
4.运输以以及维护42
1-系统概述
此方案适采采用于北京市商业采采用户侧的削峰填谷类项目。
1.1.北京市商业采采用电峰谷平时段说明，见下表:
电价
时段
尖峰段电价
（元）
峰段电价
（元）
平段电价
（元）
谷段电价
（元）
11:
00*13:
00,16:
00*17:
00
1.5499
10:
00-15:
00,18:
00-21:
00
1.4152
7:
00-10:
00,15:
00-18:
00
21:
00-23:
00
0.8706
23:
00-7:
00
0.3522
注:
北乐市商业电价中尖峰电价月份为每年的7、8、9、10四个月。
1.2>据电费单，3月份采采用电重最低，见下表中数据。
北京北化房地产（10KV）用电客八电费交费单
丿1*戻矶•坨tft胡4：
nr场冇限公•«J
4・3、数据分析:
项目
使采釆用电量统计
电量占比
电价
电费统计
电费占比
总采采用电量
162560kWh
190622.92
峰值采采用电量
97820kWh
60.2%
1.4152
138434.86
72.62%
平电采采用电量
56660kWh
34.8%
0.8706
49328.2
25.88%
谷电采采用电
8120kWh
5%
0.3522
2859.86
1.5%
无功电量
41520kWh
从上而的统汁数据可看出，电费占比最髙的是蠅值电消费，最低的是谷值消费，如果加装储能系统，可降低屹值电量消费，增加谷值电价消费，最终节约电费。
这类电消费形式符合削峰填谷储能模式的要求。
1.4＞系统设计：
由2017年共12个月的电费清单可看出，3月份的电量消耗最低，因此储能系统设汁按照照3月份的电虽消耗为依据，3月份的峰值采采用电呈:
为97820kWh,平均每天3155kWh,储能系统的放电深度按照照85%汁算，系统容量为3712kWh,系统效率按照照88%计算，则容量为4218kWh,因此储能系统至少为4218kWh,每天一次充电放电循环，保障系统效益最大化，系统容量设计为4.2MWh以内，功率设宦为
1.5.系统主要设备说明：
储能介质说明（电池，包含电池pack）:
系统电池容量为4MWh,项目电芯采采采用江苏海基新能源股份有限公司的磷酸铁锂电芯（3.2V/120Ah）,由江苏泰霸电源系统有限公司进行pack二次设计和成组，整个项目需432个每个采采采用12串2并的方式，整簇为216串2并，12个电池簇为一个整体，集中放置于1台电池集装箱内。
每台电池集装箱系统电池容疑为1.9906MWh.
电池集装箱说明:
电池集装箱主要是采采用于放巻项目全部的电池系统，集中放置集中管理，将相对动态的电气系统和相对静态电池系统进行单独隔离放苣，苴电池集装箱内部的温控采取保温设计和工业空调自动温控的方式。
电池管理系统（BMS）:
电池管理系统由电池管理单元、电池簇管理单元、电池堆管理单元以以及其电流、漏电流检测单元组成。
BMS系统具有模拟信号髙精度检测以以及上传，故障告警、上传和存储，电池保护，参数设置，均衡功能，电池组SOC立标和与其它设备信息交互等功能。
电气集装箱说明:
电气集装箱主要是采采用于放置项目全部的PCS以以及变压器，集中放苣集中管理，将交流电气系统和直流电池系统进行隔离放置。
主监控集装箱说明:
主监控集装箱主要是采采用于放置项目全部的监控系统，集中放巻集中管理，将通信控制回路和动力回路进行隔离放置。
1.6.系统主要设备清单:
序号
型号名称
数量
单位
确认
备注
1
电池集装箱
2
套
40尺高柜
1.1
电池pack
432
套
单个pack10串2并
1.2
BMS管理系统
2
套
锂电池综合管理系统
1.3
消防系统
1
套
七氟丙烷自动消防火火系统
1.4
温控系统
1
套
自动温控系统
1.5
直流配电系统
1
套
电池直流汇总柜
1.7
交流配电系统
1
套
集装箱内部供电系统
1.8
EMS柜
1
套
2
电气集装箱
1
套
20尺标柜
2.1
500KWPCS
2
台
2.2
1250KVA隔离变压器
1
台
400V输岀
2.3
环网柜
1
套
4・7、总体设计原则
本储能系统总体设计原则如下：
D本系统采采采用单独集装箱的设汁以以及存放形式。
2）整体装配，集装箱内部配置温控系统和消防系统。
3）系统最大化设讣原则I电池选采采用磷酸铁锂电池（项目暂定为磷酸铁锂电池）。
4）AC柜和DC柜均考虑兼容性和通采采用性设讣并带智能显示以以及数据采集功能。
5）本项目最终需接入电网工作，所以整个项目的设计须遵守储能系统接入低压配电网的设讣要求。
1.8.术语和定义
缩略语
原文
中文含义
ESS
EnergyStorageSystem
储能系统
PCS
PowerConversionSystem
双向变流器
BMS
BatteryManagementSystem
电池管理系统
BCMU
BatteryClusterManagementUnit
电池簇管理单元
BSMU
BatteryStackManagementUnit
电池堆管理单元
缩略语
原文
中文含义
BMU
BatteryManagementUnit
电池管理单元
EMS
EnergyManagementSystem
能量管理系统
1.9.引釆釆用标准
本储能系统参考以下标准进行设计：
《DL/T527-2002静态继电保护装巻逆变电源技术条件》
《GB/T13384-2008机电产品包装通采采用技术条件》
《GB/T14537-199虽度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》
《GB/T14598.27-2008量度继电器和保护装置第27部分:
产品安全要求》
《DL/T478-2001静态继电保护以以及安全自动装置通采采用技术条件》
《GB/T191-2008包装储运图示标志》
《GB/T2423.「2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验A「低温》
《GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验B髙温》
《GB/T242332006电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验Cab庖左湿热试验》
第2部分:
试验方法试验Ed:
跌落》
《GB/T2423.8-1995电工电子产品环境试验
«GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验Fc:
振动（正弦）》
«GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）》
《GB/T17626-2006电磁兼容试验和测量技术》
《GB14048.1-2006低压开关设备和控制设备第1部分:
总则》
《GB7947-2006人机界而标志标识的基本和安全规则导体的颜色或数字标识》
《GB8702-88电磁辐射防护规立》
《DL/T5429-2009电力系统设计技术规程》
«DL/T5120-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》
《DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
《DL/T621-1997交流电气装置的接地》
《GB50217-2007电力项目电缆设计规范》
«GB/T2900.41-2008电工术语原电池和蓄电池》
aEC61427-2005光伏系统（PVES）采采用二次电池和蓄电池组一般要求和试验方法》
《IEC61850-2004变电站通信网络与系统》
《GB21966-2008锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求》
《GJB4477-2002锂离子蓄电池组通采采用规范》
《Q/GDW564-2010储能系统接入配电网技术规宦》
《GB5104&2014电化学储能电站设计规范》
《NBT33014-2014电化学储能系统接入配电网运行控制规范》
《NBT33015-2014电化学储能系统接入配电网技术规泄》
《NBT33016-2014电化学储能系统接入配电网测试规程》
《GBT34120-2017电化学储能系统储能变流器技术规范》
《QGDW697-2011储能系统接入配电网监控系统功能规范》
《QGDW1564-2014储能系统接入配电网技术规左》
《QGDW1884-2013储能电池组以以及管理系统技术规范》
《QGDW1887-2013电网配巻储能系统监控以以及通信技术规范》
《QGDW10676—2016电化学储能系统接入配电网测试规范》
《QGDW10696—2016电化学储能系统接入配电网运行控制规范》
《QGDW11265-2014电池储能电站设计规程》
《QGDW11376-2015储能系统接入配电网设计规范》
1.10.第三方认证要求
电池管理系统获得第三方检测机构EMC试验报告以以及电池通过UN38.3认证，系统关键元器件通过3C强制性产品认证。
1.11＞系统工况以以及环境
1.11.1＞使采采用工况
1.储能锂离子电池系统采采用于海拔高度S2000米，电站内部环境温度为+5口〜+303条件下，储能系统按照照照设计时设定的运行曲线进行充放电。
1.11.2＞项目环境
1.储能电站安装在广西省，外部环境温度参考广西气象局的参数。
2.电池仓采采采用空调散热加循环排风系统，仓内温度保持在5〜30度：
电气仓采采采用风机散热系统，室内与室外温差控制在10度内。
1.12.电池集装箱系统配置参数以以及部件说明
1-12.1.储能系统整体技术参数
名称
技术参数
系统整体配置参数
系统额定功率
1MW
系统额定电量
3.9812MWh
系统电池簇数量
24簇
1.12.2,储能电池系统组成以以及技术参数（磷酸铁锂电池）
储能电池系统电池容量为3.9813MWh,采采采用江苏海基新能源有限公司的磷酸铁锂电芯。
单台电池集装箱内电池参数
序号
项目描述
单元拓扑
额定电压
（V）
额定容量
（Ah）
存储电量（kWh）
重量算（Kg）
备注
1
电芯
■
3.2
120
0.384
2.8
磷酸铁锂电芯
2
电池箱
（含BMU）
38.4
240
9.216
100
24个电芯
12S2P
3
电池簇（含
MBMS）
691.2
240
165.888
〜2000
18个电池pack串联组成1个电池簇
4
电池堆系统
（含
BAMS）
691.2
5760
3981.3
-48000
24个电池簇安装在2个集装箱内
单体电芯参数
NominalVoltage标称电压：
3.2V
RatedCapacity额左容量：
120Ah
MinimalCapacity最小容S:
:
120Ah
StandardCharge标准充电:
120A
PeakDischargeCurrent瞬间放电电流:
240A
COeoo120016002d»Z40023003283COO4000
Cycle
ContinuousDischarge连续放电:
120A
FinalDischargeVoltage放电终止压:
2.5V
Weight重量:
2800g±0.02Kg（Approx）
ServiceLife循环寿命：
（>5000cycles）
InternalResistance内阻：
0.28±0.01mQ大约（Approx）
电池U箱设计
釆采采用10支3.2V/120Ah磷酸铁锂电芯2P15S组成模组，2个模组组成一个标准化的储能专
采采用2P10S的电池Tray。
BMU:
每2个Tray箱采采用一个20S的BMU,夕卜挂于Tray箱体之之前面板。
n|
Item
Specification
1
标称容量Nominalcapacity
240Ah@1C,25°C
2
标称电压Nominalvoltage
691.2V
3
工作电压范
帀Operatingvoltagerange
594-788.4（cell
2.75V-3.65V）
4
持续充电倍
率Constantchargingratio
0.5C@25°C
5
持续放电倍
率Constantdischargingratio
0・5C@25°C
能＞Energy~165.888KWh电池簇
1.12.3、直流汇流柜技术参数
直流控制柜主要采釆用于12路电池柜的直流汇流，其主要作釆采用控制保护12组电池柜，通过内部安装的BMS主控单元减少因多组并联接入PCS时造成电池组间环流。
同时将BMS的电源控制（开关电源、配电单元）、BAU模块、显示屏、通讯线集线模块等。
直流汇流柜主要包含：
A.支路断路器主要电气参数：
1000V100A
B.主路断路器主要电气参数：
1000V800A
C.母线排过电流水平为800A
D.支路直流接触器（电气参数:
1000V100A）
E.主路直流接触器（电气参数:
1000V800A）
F.熔断器（电气参数1000V200A）
G.分流器（75mV/150A）
H.24V开关电源
I.主控模块BCMU
J.10A空气开关（1P）
K.注意事项:
柜体内各装置部件的安装应按照照照安规要求留给足够的安全距
离，柜体的接地应预留等电位以以及接地。
L.柜内母线排不应裸露，且需按照照照电气规定进行颜色区分，机柜深度600MM,宽度1000MM,高度2030MM（含底座）；颜色均为:
RAL7035；标识统一。
M.柜体内侧设置一个接地点，釆釆釆用不小于M12螺丝或规格为50*5MM的镀锌钢形成等。
柜体直流耐压要求3000Y绝缘电阻10MQ。
N.柜体应具有直观显示功能，显示每组电池组塑壳断路器闭合状态以以及24V直流电状态。
O.出线方式釆釆釆用下进下出的方式。
P.设备具有开关状态量数据采集功能，通讯线缆以以及高频功率电缆需使采采用屏蔽双绞电缆，且屏蔽层需接地。
Q.具有PDU排插直流输出。
R.具有凤尾端子预留。
S.注意事项:
柜体内个装置部件的安装应按照照照安规要求留给足够的安全距
离，柜体的接地应预留等电位以以及接地。
1.12.4,BMS技术参数
1.12.4.1.电池管理系统BMS主要参数
序号
项目坍称
技术参数以以及指标
备注
1
工作电源
DC24V
2
单体电压采集范围
0〜5V
3
单体电压采集误差
0.2%
4
电流采集范围
-150A-150A
5
电流采集误差
0.5%
6
温度采集误差
±1
7
电压采集周期
100ms
8
电流采集周期
100ms
9
温度采集周期
100ms
10
均衡电流
2A
系统主动均衡
11
SOC估算值
6%
静态数值
1.12.4.2.电池模块BMU参数
序号
名称
默认值
设置范围
1
单体电池电压过高3级警告阀值
无
2
单体电池电压过髙2级报警阀值
3.6V
3
单体电池电压过高1级严重报警阀值
3.65V
4
单体电池电压过低3级警告阀值
无
5
单体电池电压过低2级报警阀值
2.8V
6
单体电池电压过低1级严重报警阀值
2.5V
7
单体电池电压不均衡3级警告阀值
无
8
单体电池电压不均衡2级报警阀值
300mV
9
单体电池电压不均衡1级严重报警阀值
500mV
10
温度过高3级警告阀值
无
11
温度过高2级报警阀值
40r
12
温度过髙1级严重报警阀值
45C
13
温度过低3级警告阀值
上
14
温度过低2级报警阀值
5°C
15
温度过低1级严重报警阀值
0°C
16
温度不均衡3级警告阀值
无
17
温度不均衡2级报警阀值
8°C
18
温度不均衡1级严重报警阀值
i2r
19
电池模组总电压过髙3级警告阀值
无
20
电池模组总电压过高2级报警阀值
777.6V
21
电池模组总电压过高1级严重报警阀值
788.4V
22
电池模组总电压过低3级警告阀值
无
23
电池模组总电压过低2级报警阀值
604.8V
24
电池模组总电压过低1级严重报警阀值
561.6V
25
充电电流过大3级警告阀值
无
26
充电电流过大2级报警阀值
120A
27
充电电流过大1级严重报警阀值
150A
28
放电电流过大3级警告阀值
无
29
放电电流过大2级报警阀值
120A
30
放电电流过大1级严重报警阀值
150A
31
SOC过高3级警告阀值
无
32
SOC过高2级报警阀值
95%
33
SOC过高1级严重报警阀值
100%
34
SOC过低3级警告阀值
无
35
SOC过低2级报警阀值
10%
36
SOC过低1级严重报警阀值
5%
37
单体电池电压异常判定时间阀值
10s
38
温度异常判定时间阀值
10s
39
总电压异常判定时间阀值
10s
40
总电流异常判定时间阀值
10s
41
SOC异常判定时间阀值
10s
1.12.4.3＞电池簇管理单元BCMU参数
设备
采集量
说明
1
BMU
电池包总电压
BMU采集到的电池包中每一节电池电压的累加和
2
BMU
单体电池电压
BMU采集到的电池单体电压
3
BMU
单体电池温度
BMU采集到的电池单体温度
4
BMU
单体电池SOC
BMU计算出的单体电池SOC
5
BMU
均衡电流
对某单体电池实施均衡时测量岀的正反向电流
6
BMU
均衡电压
对某单体电池实施均衡时测量岀的充放电电压
7
BMU
累计均衡安时数
均衡的正反向安时数
8
BMU
单体电压状态字
单体过压仁2、3级告警，
单体欠压仁2、3级告警
9
BMU
单体电池电压不均衡状态字
单体不均衡1、2、3级告警
10
BMU
单体电池测量回路异常状态字
测量回路是否正常
11
BMU
温度测量点状态字
过温仁2.3级告警，
低温仁2.3级告警
12
BMU
总电压状态字
过压仁2.3级告警.欠压仁2.3级告警
13
BMU
均衡状态字
均衡关闭、均衡暂停、均衡充电、均衡放电
14
BMU
SOC状态字
SOC过髙仁2.3级告警
SOC过低仁2.3级告警
15
BMU
充/放电电流状态字
充/放电电流过大1,2,3级告警
16
BMU
总电流
BMU采集到的电池包中的电流
17
BMU
采样保险丝
采样保险丝是否正常
18
BMU
均衡保险丝
均衡保险丝是否正常
19
DMU
端电压
电池簇总电压
20
DMU
端电流
电池簇总电流
21
DMU
正对地绝缘状态
本支路正极对地绝缘电阻
22
DMU
负对地绝缘状态
本支路负极对地绝缘电阻
25
DMU
DO信号
干接点动作信号
1.12.4.4,电池堆管理单元BAMS参数
序号
计算量
说明
1
AH
电池堆的安时数（0.1AH）
2
SOC
电池堆的电池荷电荷数（0.1%）
3
SOH
电池堆的电池健康状态（电池衰减度）
4
功率
充放电功率（0.1kW）
5
当之之前可充电量
据标左的总容量以以以及当之之前环境情况，计算岀可充电量
6
当之之前可放电量
据标左的总容量以以以及当之之前环境情况，计算出可放电量
7
单体电池最高电压
本堆中最高的单体电压（1mV）
8
最高单体电压序号
（簇号+BMU号+BMU内单体号）
9
单体电池最低电压
本堆中最低的单体电压（1mV）
10
最低单体电压序号
（簇号+BMU号+BMU内单体号）
11
单体电池最髙温度
本堆中最高的单体温度（0.5）
12
最髙单体温度序号
（簇号+BMU号+BMU内单体号）
13
单体电池最低温度
本堆中最低的单体温度（0.5）
14
最低单体温度序号
（簇号+BMU号+BMU内单体号）
1.13,电气集装箱系统组成以以及技术参数
1.13.1.PCS介绍
储能系统由电池、储能双向变流器（PCS）、交流配电单元等组成。
电池经过串并联汇接后输入到储能双向变流器（PCS），储能双向变流器（PCS）输岀接入到交流配电单元，据需工作于不
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