6MW24MWh储能项目方案书.docx
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6MW24MWh储能项目方案书
6MW/24MWh工商业储能项目
方案书
2019年03月
3.2PACK参数及组成
本设计方案采用2个1P12S模组串联成一个电池组，加上一个电池管理单元（BMU）组
成一个储能专用2P12S的电池PACK,每个PACK的容量是6.9KWh（38.4V180Ah）。
模组参
数表如下：
序号
项目
规格
产品规格
1
单体电芯规格
LF90
2
电池组串并联方式
2P12S
3
配组电压差（mV）
W5
4
配组容量差（Ah）
0.4
5
配组内阻差（mQ）
0.1
6
尺寸（nun）
569.5x331.5x222.5
电性能
1
标称电压/V
38.4
2
标称容量/Ah
180Ah
3
额定能量/Wh
6912
3.3RACK参数及组成
由21个PACK串联构成一簇容量为145.15kWh（722.4V180Ah）的电池组:
序号
项目
规格
产品规格
1
Rack组成方式
21个Pack串联
2
Rack标称电压
722.4V
3
Rack标称电量
145.15kWh
4
Rack重量
1500kg
3.4储能变流器（PCS）设计选型
在本方案构建的储能系统中，储能变流器除了双向逆变功能外，同时可以进行实现支撑
电网，实现各电源之间的功率平衡分配，保证电网系统的稳定运行，提供抗短时冲击能力，
平滑供电，储能备电，削峰填谷。
储能变流器设备采用模块化设计，每个模块为62.5KW,8个模块并联可组成500KW储能
变流器。
设备拓扑采用三电平设计，相比较于两电平拓扑，三电平拓扑能够提高开关频率、
转换效率和系统稳定性，降低输出谐波、开关损耗和变流器体积。
储能变流器电路主拓扑如下：
380V,可实现并网或直接给负载供电。
500KW储能变流器参数:
产品型号
PWS1500KTL
直流侧参数
直流电压范围
600V~900V
最大直流电流
873A
最大直流功率
275kW
交流并网参数
额定输出功率
500kW
额定电网电压
380V
电网电压范围
±15%
额定电网频率
50Hz/60Hz
电网频率范围
±2.5Hz
交流额定电流
760A
输出THDi
W3%
并网功率因数
-r+i
交流离网参数
交流离网电压
380V
交流电压可调节范围
±10%
交流离网频率
50Hz/60Hz
离网输出TIIDu
W2%（线性负载），
系统参数
整机最高效率
9S.：
＞'.
接线方式
三相三线
隔离方式
非隔离
冷却方式
强制风冷
噪声
70dB
温度范围
-20C~50C
防护等级
IP20
海拔
3000M
湿度范围
0^95%（无凝霜）
尺寸
1100*2160*800
重量
600kg
通讯方式
显示
触摸屏
上位机通信方式
ModBusTCP/IP
通信接口
网口、RS485、CAN
储能变流器具有以下功能：
并网功能
a、接入锂电池时分为恒功率充电和恒流充电两个阶段；面向铅酸时，可以
分为预充电、快充、均充和浮充四个阶段；
b、并网放电，可以通过预先设置或者集中监控实时调度进行控制。
c、四象限独立控制有功和无功
d、与电网调度系统配合，可按照历史曲线或者实时负荷进行调峰，实现电
网的削峰填谷。
离网运行
a、离网运行时，可为负载提供稳定的电压和频率。
模式切换
b、储能变流器与后台监控系统配合可实现并网、离网模式自动切换，可实
现计划性无缝切换。
4合作模式及收益
4.1江苏省电价政策
根据江苏省电网公司规定，对“大工业”用户执行按峰平谷不同时段收取不同电价的分
时电价制度。
如卜图所示，00:
00-8:
00为谷值电价时段，12:
00-17:
00和21:
00-24:
00为平
值电价时段，8:
00-12:
00及17:
00-21:
00为峰值电价时段。
在不同时段的电价各不相同，
在目前电价政策情况下峰谷价差可达0.7158元/kWh,而峰平价差为0.4079元/kWh。
1.5|一
分时电价L01971-0197
（RMB/kWh）
1
0.61180.6118
°・50.3039
0
-123456789101112131415161718192021222324
4.2储能系统运行模式
根据江苏省的分时电价规则，如果利用分布式储能系统将夜间谷值电价的电量储存起
来，并在白天高峰电价时段释放以替代部分电网高价电力供应的话，将可以获得可观的峰谷
电昂:
转移电费收益。
本系统设计为每天两充两放，具体运行模式如下：
15分时电价（放电4h）（放电4h）
（RMB/kWh）
1
（充电5h）（待机）
05（充电8h）
0
-123456789101112131415161718192021222324
4.3合作模式及经济收益
项目采用国内主流的合同能源管理模式，由我司对储能电站全额投资，项目设计寿命为
15年，在节能效益分享期内，通过年天的谷充峰放、平充峰放，两次做功分享削峰填谷中
的电价差值收益；其中用电企业每度电获得峰谷/峰平价差10%的优惠，业主方能享受到15
年915万元节约电费分成收益。
4.4间接收益
1、需量调解
工商业用户安装储能系统，可减少变压器增容的投资成本;储能系统在用电高峰时放电,
可消减用户用电峰值，减少容量费，节约用电成本。
2、错峰用电不停电
在电网公司实行用电高峰错峰用电时，企业仍然有电可用，解决错峰用电停电的烦恼,
增加用电企业用电能力。
3、改善电能质量
对用电要求稳定和电能质量要求高的工商业用户，通过配置储能系统作为支撑电源，能
够改善因电网浪涌、电压跌落、频率波动、临时性断电等电能质量问题，挽回因断电、电能
质量不稳而使生产线停产造成的损失。
4、应急电源
储能系统能够支撑大功率稳定运行达几个小时甚至十几个小时。
对于生产连续性要求
高、信息、安全领域的用户，通过配置一定规模的储能系统，可以提供高质量、不间断的电
源，保证生产的稳定。
5、参与电力需求侧响应
用户通过配置一定规模的储能，可主动参与电网的需求侧响应。
一方面可以获得参与需
求侧响应的奖励机制，另一方面也可以改变自己的用电习惯，消减白身高峰负荷，节约用电
成本。
4.5社会效益
作为国际知名企业，常熟照辉有着将生产能耗持续优化的考核目标，而本储能系统带来
的削峰填谷和需求侧管理将肩负一定范围的企业社会责任,带来可观的社会效益，如下所述:
1、从宏观投资上来说，需量管理将减少电厂高负荷的运行可能性，减少额外的电厂投
入增加，以及减少随之带来的低效社会资本投入；
2、由于高负荷的电厂运行将导致低效的电力供应，而减少需量需求将带来高效的电厂
运行，从而产生环境正面影响。
5项目计划及措施
5.1项目进度计划概述
根据当前的设计、施工的经验及水平、主要设备订货情况，本工程总建设周期为3个
月。
工期总目标是：
全部设备安装调试完成，并网竣工。
5.2项目实施保障
常熟焯辉6MW/24MWh储能项目由我司独立出资建设，完成项目从施工许可、项目审批、
项目建设、项目验收等各个阶段。
项目的建设资金通过自筹或融资解决，选用行业一线厂家的设备，为业主保质保量的完
成该项目。
目前储能系统技术完善。
电芯、逆变器等系统设备技术完善，质量可靠：
集成技术、施
工技术、运维技术都非常成熟。
1项目概况1
1.1项目背景1
1.2项目投资主体错误!
未定义书签。
2项目方案设计1
2.1参考标准1
2.2术语2
2.3系统设计3
2.4储能集装箱设计3
2.5系统结构4
2.6安全性5
2.6.1电气安全5
2.6.2系统散热5
2.6.3并网符合性5
2.6.4供电可靠性5
2.7消防6
3主要设备选型与说明6
3.1电芯选型6
3.2PACK参数及组成8
3.3RACK参数及组成8
3.4储能变流器（PCS）设计选型9
4合作模式及收益11
4.1江苏省电价政策11
4.2储能系统运行模式11
4.3合作模式及经济收益12
4.4间接收益12
4.5社会效益12
5项目计划及措施13
5.1项目进度计划概述13
5.2项目实施保障13
1项目概况
储能系统一般是由电池、双向储能变流器（PCS）、能源管理系统（EMS）和电池管理系统
（BMS）构成的。
它是集储能单元、能量转换、自动控制、智能管理与运维功能于一体，构建
企业智能用电、用能及节能降耗的智慧平台。
随着电力建设的快速发展和经济结构的调整，用电结构发生了很大变化，尤其是用电
高峰与低谷差距在不断拉大，负荷率逐年下降，电网运行日趋困难，资源利用不合理。
电
化学储能系统通过在负荷高峰时放电，在负荷低谷时充电，可以实现对负荷的削峰填谷功
能。
用户利用智能储能系统，可以利用峰谷电价差获得经济效益；提高用能负荷的均衡
性；推迟设备容量升级，提高设备利用率。
1.1项目背景
公司主要生产新型建筑墙体及装饰装修材料用酸洗涂油卷板、冷轧卷板、镀锌卷板、彩
涂卷板及其它相关制品。
公司座落于常熟经济开发区沿江工业区，与苏通长江大桥毗邻，总
投资额6.318亿美金，注册资本23350万美元。
占地面积近500亩，是一家大规模的镀锌卷
板、彩涂卷板的生产基地。
公司年产酸洗钢卷90万吨、冷轧钢卷60万吨、热浸镀锌钢卷90
万吨、烤漆钢卷36万吨。
本项目采用磷酸铁锂电池组作为储能元件，设计规模6MW/24MWh,在电价处于谷时和平
时蓄电，在电价处于峰时放电，根绝江苏省峰谷平时段，一天可实现两充两放，达到电力削
峰填谷，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。
2项目方案设计
2.1参考标准
1>GB/T3859.1-1993
半导体变流器基本要求的规定
2>GB/T3859.2-1993
半导体变流器应用导则
3>GB/T13422-1992
半导体电力变流器电气试验方法
4>GB/T2423.1-2001
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验A:
低温
5>GB/T2423.2-2001
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验B:
高温
6>GB/T2423.3-2006
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Cab:
恒定
湿热试验
7>GB/T2423.4-2008
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Db交变湿
热（12h+12h循环）
8>GB/T12325-2008
电能质量供电电压偏差
9>GB/T12326-2008
电能质量电压波动和闪变
10>GB/T14549-1993
电能质量公用电网谐波
11>GB/T15543-2008
电能质量三相电压不平衡
12>GB/T15945-2008
电能质量电力系统频率偏差
13>GB/Z17625.3-2000电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系
统中产生的电压波动和闪烁的限制
14>DL/I860（全部）远动设备及系统（系列标准）
15>DL/T634（全部）远动设备及系统（系列标准）
16>DL/T645-1997多功能电能表通讯规约
17>DL5002-2005地区电网调度自动化设计技术规程
18>DL548-94《电力系统通信站防雷运行管理规程》
19>GB/T13729-2002远动终端通用技术条件
20>GB/T13730-2002地区电网调度自动化系统
2.2术语
1>PCS（PowerCovertSystem）:
能量转换系统，即换流器，是进行逆变和整流的双向
换流系统。
2>SOC（StateOfCapacity）：
电池剩余容量状态，用百分率表示。
3>SOH（StateOfHealth）：
电池组健康度状态，用百分率表示。
4>DOD（depthofdischarge）:
电池的放电深度,用百分比表示。
5>BMS（BatteryManagementSystem）:
电池管理系统，负责储能系统中电池部分的管理
和控制，包括BML\MBMS、BAMSO
6>BMC（BatteryManagementUnit）：
电池组管理单元,负责管理多串电池组。
具有单
体电池电压采集，多点温度采集，电池组均衡控制，电池组总电压采集等功能。
7>MBMS：
电池组串管理系统，负责管理一个电池组串中的全部BMU,同时具备电池组串
的电流采集，总电压采集，漏电检测，并在电池组状态发生异常时驱动断开高压功率接触
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器，使电池组串退出运行，保障电池使用安全。
8>BAMS（BatteryArrayManagementSystem）:
电池系统单元管理系统，负责管理一个
PCS对应电池系统单元中的全部BCMSo同时与就地监控系统通信，上报全部电池模拟量采
集的信息，并在电池系统异常时上报告警。
另外还能够在电池系统异常时发送告警信息到
PCS,使PCS转入待机状态，保护电池使用安全。
2.3系统设计
本项目拟建设6MW/24MWh的储能系统，预计需要12个标准40尺集装箱作为载体，采用
叠加堆放的方式放置于室外，总占地面积约360平米。
储能集装箱分为两个仓，一个电池
仓，一个逆变器仓。
电池仓包括：
电池模组和相关辅助系统；逆变器仓包括：
逆变器、EMS
系统等。
该项目共计12套2MWh的锂电池系统，12套EMS系统、12台500kWPCS（双向变
流器）。
储能集装内还包括相关辅助系统如空调、消防、照明系统等。
厂区llOkV进线，共有1台25000kVA和1台40000kVA变压器，项目拟采用高压10kV
并网的形式，每台变压器下端各接3MW/12MWho
2.4储能集装箱设计
（1）集装箱内每个舱内至少配置1盏应急照明灯，一旦系统断电，箱式储能系统内的
应急照明灯立即投入使用。
日常运维门上方设置防护等级不低于IP54的夜间照明设备，该
夜间照明设备通过配电柜内部的单组配电断路器独立供电，断路器可以手动关闭。
（2）集装箱提供焊接固定方式。
焊接点与整个集装箱系统的非功能性导电导体可靠连
通，同时，集装箱以铜排的形式向用户提供2个符合相关标准要求的接地点，接地点与整
个箱式储能系统的非功能性导电导体形成可靠的等电位连接，接地系统中导体的有效截面
积不小I'-250mm2o接地电阻小「2Q。
（3）集装箱箱顶配置连接可靠的高质量防雷系统，防雷系统通过接地扁钢或接地圆钢
连接至集装箱系统给用户提供的2个的接地铜排上，接地系统中导体的有效截面积不小于
250mm2。
（4）集装箱系统具备良好的防腐、防火、防水、防尘（防风沙）、防震、防紫外线等
功能，保证集装箱系统20年内不会因腐蚀、防火、防水、防尘和紫外线等因素出现故障。
2.5系统结构
集装箱储能系统是将磷酸铁锂电池、电池管理系统、储能双向逆变器、消防系统、环境
控制系统、双向电能计量，云端能量管理调度系统等多个子系统有机配置于标准集装箱内。
其主要功能如下所述：
1.储能电池模组：
由若干个电池模块串联，并与电路系统相联组成的电池系统，电路
系统•般由监测、保护电路、电气、通讯接口及热管理装置等组成。
2.电池管理系统（BMS）:
用于对蓄电池充、放电过程进行管理，提高蓄电池使用寿命，
并为用户提供相关信息的电路系统的总称，rhBMU.MBMS和BAMS等管理单元组成，可根据
储能系统配置选用两层或三层架构。
3.双向逆变系统（PCS）:
实现电池与交流电网之间双向能量转换的装置，其核心部分是
由电力电子器件组成的逆变器及对应的嵌入式控制软件。
4.负荷监测终端（双向计量系统）：
实现负荷侧和电池侧双向的电能计量，付费率计
算，向用户提供储能系统整体的成本报告测量依据。
5.云端能量管理调度系统（EMS-RTU）：
实现分布式储能系统的云端监控、调度和管理，
向用户实时直观展现储能系统的运行状态、运行参数、异常报警事件、系统运行成本与收
益统计分析等信息，同时支持向储能系统下达调度指令、创建/修改运行策略等控制功能。
上述几个组成部分为主要的系统划分，实际系统运行中，还涉及到消防、动力环境保
持、电气保护、空气调节、防尘防潮等辅助设施系统保证整体系统有序运行。
2.6安全性
2.6.1电气安全
储能系统设有自动断路装置，安全自动装置可进行手动、自动和遥控操作：
继电保护和
安全自动装置有配网侧和储能侧双向保护功能，且有防止误动和拒动的安全措施，当电网停
电时，自动切除与电网连接，保障用户内网有储能系统独立供电，保障重要负载正常运行，
切换时间小于3mse
储能逆变器（PCS）设置短路保护、极性反接保护、直流过/欠压保护、离网过电流保护、
过温保护、交流进线相序错误保护、通讯故障保护、冷却系统保护和防孤岛保护等，具备动
态无功支持、电能质量调节和低电压穿越功能，实现暂态有功出力紧急响应和暂态电压紧急
支撑，解决频率波动和电压暂降，具有维持电网稳定的作用。
2.6.2系统散热
主要设备PCS和EMS柜采用风冷散热。
电池仓采用空调进行散热，空调
的选用，充分考虑电池充放电时候的发热量，集装箱箱体的传热量，以及项目
地点的实际工况温度。
2.6.3并网符合性
根据《电池储能电站技术导则》，接入电网的储能系统量控制在电网上级变电站单台主
变额定容量的30%以内，且储能系统与电网的连接处设置明显的断开点（电网侧设置隔离开
关）。
EMS系统对储能电站进行能量管理和调度，可以接受上级调度指令，控制储能电站充放
电，也可以生成本地智能调度策略，通过EMS均衡处理充放电策略。
放电时段EMS控制PCS
放电功率，保证不往电网倒送电。
2.6.4供电可靠性
为确保工厂配电网络安全稳定运行，同时在10kV进线、储能系统总进线处加负荷跟踪
第5页，共14页
装置，信号传输到能量管理系统（EMS）做负荷跟踪控制。
充电时，储能系统相当于负载，
采取两段式充电模式从电网取电。
放电时，储能系统相当于电源，采取负荷跟踪模式控制储
能系统放电功率，电站与电网同步运行，此时储能放出电的电能质量符合国家标准，电压、
频率、相位、三相不平衡度、谐波等参数均在国家标准控制范围内。
2.7消防
消防遵循“预防为主、防消结合”和保证重点、兼顾一般、便于管理、经济实用的原则。
本电站总体设计方案主要考虑以下几个方面：
1）站内建筑物耐火等级执行GB50016相关规定。
2）尽量采用不燃或难燃的电气设备，动力电缆和控制电缆（包括通信电缆）等分层敷
设，在电缆的一定部位设防火墙，在穿墙孔处等采用非燃烧材料封堵。
3）站内配置满足规范规定数量和容量的手提式磷酸铉盐干粉灭火器，并配置火灾自动
报警系统，自动报警系统接入集中控制室。
3主要设备选型与说明
3.1电芯选型
基于磷酸铁锂电芯的高安全性、长寿命和环保的特性，我们选择将它运用于储能系统,
本工程储能电池系统采用LF90的方型铝壳的磷酸铁锂电芯为基本单元进行系统配置。
序号
型号
LF90
1
标称电压/V
3.2
2
标称容量/Ah
90
3
额定能量/Wh
288
4
最大持续充电电流
1C
5
最大持续放电电流
3C
6
重量/g
1915g
7
尺寸
36.5*130.5*195.5
（T*W*H）
8
交流内阻
WO.6mQ
电芯充电曲线:
3.6
2.6
LF90RTCurvesatdifferentchargingrate
.2.0.8
3.3.2.
>O6S_OA
2.4...•.
020406080100
Capacity/Ah
电芯放电参数:
LF90RTCurvesatdifferentdischargerate
3.6
208
3.3.2.
"CC-CV
0.5CDC
ICCC-CV
ICCC-CV
2CDC
—3CDC
2.4
620406080100
Capacity/Ah
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