300KW儲能系統(tǒng)初步設計方案和配置

中山銓鎂能源科技有限企業(yè)

儲能系統(tǒng)項目初步設計方案2017年06月目錄TOC\o"1-5"\h\z1項目概括 3\o"CurrentDocument"2項目方案 3智能光伏儲能并網電站 3儲能系統(tǒng) 5磷酸鐵鋰電池 5電池管理系統(tǒng)MS 5儲能變流器PCS 6隔絕變壓器 9能量管理監(jiān)控系統(tǒng) 9微電網能量管理 9系統(tǒng)硬件構造 10系統(tǒng)軟件構造 11系統(tǒng)應用功能 12一、 項目概括散布式能源擁有間歇性、顛簸性、孤島保護等特色，散布式能源電能質量差，散布式能源設施利用率沒有被充足挖掘。微電網是為整合散布式發(fā)電的優(yōu)勢、削弱散布式發(fā)電對電網的沖擊和負面影響而提出的一種新的散布式能源組織方式和構造， 能有效改良散布式能源電能質量差、散布式能源設施利用率不可以被充足挖掘平散布式能源的不足。微電網經過整合散布式發(fā)電單元與配電網之間關系， 在一個局部地區(qū)內直接將散布式發(fā)電單元、電力網絡和終端用戶聯(lián)系在一同，能夠方便地進行構造和配置以及電力調度的優(yōu)化，優(yōu)化和提高能源利用效率，減少能源動力系統(tǒng)對環(huán)境的影響， 推進散布式電源上網，降低大電網的負擔，改良靠譜安全性，并促使社會向綠色、環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展。微電網是目前國際國內能源和電力專家廣泛認同的解決方案。本項目擬建設一套鋰電池儲能系統(tǒng)，經過低壓配電柜給部分辦公樓宇負荷供電，可實現(xiàn)對各個設施接口收集有關信息，并經過智能配電柜對各個環(huán)節(jié)進行投切，在并網及孤島狀況下實現(xiàn)發(fā)電、儲能及負荷的控制，保持微電網系統(tǒng)的均衡運轉。二、 項目方案2.1智能光伏儲能并網電站本電站系統(tǒng)目的在于擬建設中山銓鎂能源科技有限企業(yè)儲能并離網系統(tǒng)示范工程，經過接入辦公樓宇的平時照明等真切負載，可演示離網狀態(tài)下正常供電系統(tǒng)示范；散布式光伏剩余電量進行儲能示范；以及后臺監(jiān)控及能量調動等示范。本項目擬建設的儲能系統(tǒng)，系統(tǒng)由鋰電池儲能系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及能量管理系統(tǒng)構成。此中控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對散布式電源、負載裝置和儲能裝置的遠程控制，監(jiān)控系統(tǒng)對散布式電源及時運轉信息、報警信息進行全面的監(jiān)督并進行多方面的

統(tǒng)計和剖析實現(xiàn)對散布式電源的全方面掌控，能量管理系統(tǒng)可控制散布式電源光滑出力與能量經濟調動。系一致次拓撲構造以下列圖所示：市電電網市電電網能量管理及系統(tǒng)監(jiān)控網絡構造圖以下列圖所示:能量管理系統(tǒng)能夠依據儲能狀況及負載狀況實現(xiàn)并離網切換控制，以及微電網系統(tǒng)幾種不一樣運轉模式的切換，能夠實現(xiàn)散布式電源離網運轉控制，并網點電氣參數監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)負載遠程投切控制。配置一套電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)對儲能電池的充放電狀態(tài)及電池電量預計，實現(xiàn)散布式電源能量均衡控制及系統(tǒng)的經濟運行。依據微電網溝通母線電壓頻次狀況，實現(xiàn)負荷分類切除，保證重要負荷的優(yōu)先供電保障。2.2儲能系統(tǒng)磷酸鐵鋰電池配置容量300kWh。電池管理系統(tǒng)（BMS）BMS是用于監(jiān)測、評估及保護電池運轉狀態(tài)的電子設施會合。主要功能：1） 監(jiān)測并傳達鋰離子電池、電池組及電池系統(tǒng)單元的運轉狀態(tài)信息，如電池電壓、電流、溫度以及保護量等；2） 評預計算電池的荷電狀態(tài)SOC、壽命健康狀態(tài)SOH及電池累計辦理能量等；3） 保護電池安全等。電池智能管理系統(tǒng)可對單體及整組電池進行及時監(jiān)控、充放電、均衡、巡檢、溫度監(jiān)測等，采納諸如電壓均衡控制、超溫保護等智能化技術，能夠管理多組電池，檢測每組中全部單體電池電壓、電池組總電流、多路環(huán)境溫度等，是一套功能強盛、技術指標完美的電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)（BMS）構成：電池模組監(jiān)測裝置（BMU）、電池簇管理單元（BCMS）、直流監(jiān)控單元（DMU）、電池堆管理單元BAMS及顯示、監(jiān)控上位機等組成。表電池管理系統(tǒng)主要參數表序號項目名稱技術參數及指標1工作電源18~32V2單體電壓收集范圍0~5V3單體電壓收集偏差W±3mV4電流收集范圍W300A5電流收集偏差W±1%6溫度收集偏差W土1°C7電壓收集周期W5ms8電流收集周期W1ms9溫度收集周期W5ms10均衡電流11SOC估量值W5%12保護過充、過放、超溫、等保護，且保護定值可整定13與PCS通信方式CAN14與后臺監(jiān)控通信方式Ethernet15事件記錄儲存210000條16歷史數據儲存210天儲能變流器（PCS）本系統(tǒng)配置1臺100KW儲能變流器。1）產品特征先進的無通信線電壓源并聯(lián)技術，支持多機無窮制并聯(lián)（數目、機型）；支持多源并機，可與油機直接組網；先進的下垂控制方法，電壓源并聯(lián)功率均分度可達99%；支持低溫、無蓄電自主黑啟動；支持三相100%不均衡帶載運轉；支持并、離網運轉模式在線無縫切換；擁有短路支撐和自恢復功能；采納雙電源冗余供電方式，提高系統(tǒng)靠譜性；支持多種類負載獨自或混淆接入（阻性負載、感性負載、容性負載）；

具備完美的故障以及操作日記記錄功能，可記錄故障時高分辨率的電壓、電流波形；優(yōu)化的硬件及軟件設計，變換效率可高達 98.7%。直流側可接入光伏組件,相同支持多機電壓源并聯(lián)，可作為離網光伏電站低溫、無蓄電狀況下的黑啟動電源。2）技術參數表表儲能變流器主要技術參數表型號100KW溝通側參數溝通接入方式三相三線（無變壓器）額定功率100kW最大容量110kVA額定電網電壓400V電壓運轉范圍400+10%（可設定）最大運轉電流158A輸出過載能力額定電網頻次50HZ頻次范圍47—51.5（可設定）總電流波形畸變率（THD）<3%（額定功率）功率因數0.9（超前）-0.9（滯后）直流側（電池）參數額定功率100kW取大穩(wěn)固運轉功率110kW直流電壓范圍580V—850V最大長時運轉電流185A穩(wěn)壓精度±1%

穩(wěn)流精度±2%保護低電壓穿越有防孤島保護有（支持計劃性孤島）溝經過流保護有溝經過壓保護有溝通欠壓保護有溝經過頻保護有溝通欠頻保護有相序錯誤保護有過載保護有直流過流保護有直流過壓保護有直流欠壓壓保護有直流極性反接保護有內部短路保護有過溫保護有絕緣保護有開關狀態(tài)異樣保護有降額保護有功率模塊（IGBT）保護有系統(tǒng)最大變換效率尺寸（寬*高*深）1000mm*2200mm*800mm重量1260kg同意最高海拔5000米（＞3000米需降額使用）防備等級IP20噪聲<65dB工作環(huán)境溫度—35°C?+45°C

儲存環(huán)境溫度—40°C?+70°C冷卻方式風冷同意相對濕度0—95%，無凝露通信接口以太網、RS485、隔絕變壓器產品型號額定容量110kVA輸入電壓400V+10%(3P)輸出電壓400V+10%(3P+N)額定頻次50Hz±2.5%連結組別Dyn11（可定制）絕緣耐熱等級H級溫升W110C使用海拔W4200m效率298.5%工作溫度-35C~45C防備等級IP20冷卻方式風冷構造尺寸（寬*深*高）1200mm*650mm*1976mm總重量1300kg2.3能量管理監(jiān)控系統(tǒng)微電網能量管理微電網能量管理系統(tǒng)用于保障微電網的穩(wěn)固和經濟優(yōu)化運轉。其是一種計算機系統(tǒng)，包含供給基本支持服務的軟件平臺，以及供給使微電網內發(fā)電、配電、用電設施有效運轉所需功能的一套應用軟件，是微電網監(jiān)控系統(tǒng)中心，擔負著系統(tǒng)電源管理、負荷管理以及統(tǒng)計剖析、評估等功能。微電網能量管理系統(tǒng)基本功能包含數據信息收集和處理、數據庫管理、人機界面、設施控制等。系統(tǒng)控制功能包含微網運轉基礎控制、計劃無縫切換控制、外面故障下的無縫切換控制、離網功率均衡優(yōu)化控制、功率顛簸光滑控制等。系統(tǒng)應用功能包含散布式電源的運轉剖析與展現(xiàn)、 微網運轉效益剖析、有功功率整體優(yōu)化控制、無功電壓整體優(yōu)化控制、電能質量優(yōu)化控制等。系統(tǒng)硬件構造微電網能量管理系統(tǒng)的典型實行方案以下列圖所示，由就地設施層、協(xié)調控制層和能量管理層構成。就地設施層為光伏發(fā)電儲能電池、可中止負荷、可控負荷等設施；協(xié)調控制層由通信控制器、串口服務器、光纖互換機、協(xié)調控制器等設施構成；能量管理層由前置服務器、工作站、GPS、防火墻、打印機、顯示大屏等構成。協(xié)調控制負責微網運轉基礎控制、計劃無縫切換控制、外面故障下的無縫切換控制、離網功率均衡優(yōu)化控制、功率顛簸光滑控制等功能；能量管理負責全局能量管理目標擬訂、全局優(yōu)化策略運行和詳細履行目標下發(fā)。數據收集通信網絡采納串口和以太網接口， 通信控制器支持多種標準通信協(xié)議及定制協(xié)議，并供給RS-232、RS-485串口及100/1000M以太網接口，通信控制器可將特別或非標準的通信規(guī)約變換為標準的IEC60870-5-104或Modbus規(guī)約，以便于前置服務器辦理。協(xié)調管理層通信主要采納以太網接口，距離較遠的系統(tǒng)使用光纖以太網進行信息傳輸。經過防火墻隔絕，協(xié)調管理系統(tǒng)能夠接入因特網，實現(xiàn)數據的遠程轉發(fā)和共享。r.trnh Iiru

微電網能量管理系統(tǒng)構造系統(tǒng)軟件構造能量管理系統(tǒng)軟件系統(tǒng)構造由操作系統(tǒng)、 支撐平臺、應用功能共三個層次構成，應用功能又分為基本應用功能和高級管理功能兩個部分， 以下列圖所示。操作系統(tǒng)支持跨平臺，支撐平臺包含數據收集管理、數據庫管理、網絡通信管理、圖形管理、報表管理、權限管理、報警管理、計算統(tǒng)計等模塊?；緫霉δ馨?SCADA辦理、監(jiān)控功能、統(tǒng)計剖析功能、安全WEB數據公布等。高級管理功能包含全局能量管理目標擬訂等。III-iI (I i-iI (I i : 廠丟舸|血諾術集II 功能;I數北直丸掙平臺:能量管理系統(tǒng)軟件層次構造圖協(xié)調控制器采納B/S構造，包含硬件控制器、功能控制軟件和閱讀器用戶工作界面。協(xié)調控制器的軟件系統(tǒng)構造以下列圖所示。協(xié)調控制器的服務器端包含支撐軟件和功能軟件兩部分。功能軟件包含微電網協(xié)調控制和設施協(xié)調控制。微電網協(xié)調控制功能包含微網運轉基礎控制、無縫切換控制、功率均衡優(yōu)化控制、功率顛簸光滑控制、有功功率整體優(yōu)化控制、無功電壓整體優(yōu)化控制、電能質量優(yōu)化控制等。設施協(xié)調控制功能包含光伏發(fā)電賣力控制、可控負荷調理、可中止負荷調理、有功無功優(yōu)化控制。協(xié)調控制器的

閱讀器端是用戶工作界面，可察看協(xié)調控制功能軟件工作狀態(tài)、配置參數、控制工作模式等。r/iT1-id<-rJ平滑控制無鑒創(chuàng)換控制前略整制肋率平衡閱讀器端是用戶工作界面，可察看協(xié)調控制功能軟件工作狀態(tài)、配置參數、控制工作模式等。r/iT1-id<-rJ平滑控制無鑒創(chuàng)換控制前略整制肋率平衡有他無功風力發(fā)電Hi力控制右功無功屢節(jié)可護斷僻協(xié)調控制軟件層次構造圖系統(tǒng)應用功能（1）設施監(jiān)控及時監(jiān)測微電網系統(tǒng)內各設施運轉狀態(tài)，并能對設施進行控制與運轉狀況剖析。系統(tǒng)收集和辦理各種及時數據，并將及時數據辦理后送至及時數據庫與歷史數據庫。比如：對儲能電池的及時運轉信息、報警信息進行全面的監(jiān)督，并進行多方面的統(tǒng)計和剖析，實現(xiàn)對儲能的全面掌控；（2）微電網運轉控制1） 微電網的基本控制功能：實現(xiàn)微電網離網啟動與停止2） 計劃無縫切換功能：依據計劃要務實現(xiàn)微電網從并網狀態(tài)無縫轉變成離網狀態(tài)以及從離網狀態(tài)無縫轉變成并網狀態(tài)。無縫切換過程中微電網內的負荷不會失電。3） 離網功率均衡控制功能：微網離網運轉時，首要目標是保證重要負荷的供電，在此基礎上，可有選擇地保證非重要負荷的供電。離網功率均衡控制策略的中心是依據微電網內儲能單元的節(jié)余儲能容量決定微電網內發(fā)電單元和負荷單元的調理方法。4） 設施計劃控制：對特定需要計劃運轉的設施，能夠編制計劃值或計劃運轉曲線，使得該設施依據計劃值或計劃曲線運轉。（3） 運轉效益剖析1） 電能統(tǒng)計：及時監(jiān)測散布式電源的發(fā)電數據、各種負荷的用電數據以及微電網與主網的互換功率數據，為其余剖析供給數據支撐。2） 數據統(tǒng)計剖析：統(tǒng)計光伏年發(fā)電量、系統(tǒng)年上網電量、光伏歷史總發(fā)電量、系統(tǒng)累計上網電量、停電累計時間、離網運轉累計時間等數據；剖析節(jié)能減排指標，如節(jié)省燃煤、節(jié)儉燃油、減排氮氧化合物、減排二氧化碳等；剖析對照各散布式電源的發(fā)電量、運轉狀況以及建設投資，計算項目投資回報率，對項目的技術經濟指標進行評論。3） 經濟運轉：擬訂微網經濟運轉目標，如儲能壽命最長、可重生能源最大化利用，電價效益最優(yōu)等，依據目標能量管理系統(tǒng)形成決議并指導協(xié)調控制器控制詳細設施。（4） 目標控制管理1） 目標控制：比如能夠擬訂微網并網點功率必定范圍變化目標，減少微電網和電網的功率互換顛簸，提高用電安全靠譜性。2） 電能質量監(jiān)測剖析與治理：經過微電網內布設的電能質量有關設施，若有源濾波器，能量管理系統(tǒng)能夠監(jiān)督微電網內的電能質量指標，并依據各項技術數據形成控制命令，指導電能質量治理設施的實質運轉。a）可設定低谷電價時段，能量管理柜控制溝通電經過儲能逆變器、向蓄電池充