储能系统方案142433.pdf
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1、古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。苏轼其身正,不令而行;其身不正,虽令不从。论语储能系统方案 序 术语 定义 号 1 单体蓄电池,Cell 由电极和电解质组成,组成蓄电池组的最小单元,能将所获得的电 能以化学能的形式储藏并将化学能转为电能的一种电化学装置。2 电池模块,Battery Module 用电气方式连接起来的用作能源的两个也很多个单体蓄电池。3 电池簇,Battery Cluster 由假设干个电池模块串通,并与电路系统相联组成的电池系统,电路 系一致般由监测、保护电路、电气、通讯接口及热管理装置等组成。4 电池堆,Battery Array 由连接在同一台能量变换系
2、统 PCS 上的假设干个电池簇并联而成的 可整体实现功率输入、输出的电池系统,并受后台监控系统控制。电池管理系统 ,Battery 用于对蓄电池充、放电过程进行管理,提升蓄电池使用寿命,并为 5 用户供应相关信息的电路系统的总称,由 BMU、MBMS和 BAMS等管理 Management System,BMS 单元组成,可依照储能系统配置采用两层或三层架构。拥有监测电池模块内单体电池电压、温度的功能,并能够对电池模 6 电池管理单元 ,Battery 块充、放电过程进行安全管理,为蓄电池供应通讯接口的系统。BMU Management Unit,BMU 是电池管理系统 BMS的最小组成管理单
3、元,经过通讯接口向电池 簇管理系统 MBMS供应电池模块内部信息。是由电子电路设备组成的实时监测与管理系统,有效地对电池簇充、电池簇管理系统 ,Main 放电过程进行安全管理,对可能出现的故障进行报警和应急保护处 7 Battery Management 理,保证电池安全、可靠、牢固的运行。MBMS 是电池管理系统的中 System,MBMS 间层级,向下收集电池管理单元 BMU信息,并向上层电池堆管理 系统 BAMS供应信息。电池堆管理系统 ,Battery 是由电子电路设备组成的实时监测与管理系统,对整个储能电池堆 8 Array Management System,的电池进行集中管理,保
4、证电池安全、可靠、牢固的运行。BAMS 是 BAMS 电池管理系统的最高层级,向下连接接电池簇管理系统 MBMS。9 电池荷电状态 ,State of 电池当前实质可用电量与额定电量的比值。Charge,SOC 10 电池健康状态 ,State of 电池当前可充放电总电量与额定电量的比值。Health,SOH 11 能量变换系统 Power 实现电池与交流电网之间双向能量变换的装置,其核心局部是由电 Conversion System,PCS 力电子器件组成的换流器。后台监控系统 ,Supervisory 对储能系统、外面电网、负载进行监测和协调控制的系统平台,由 12 Control An
5、d Data BAMS 或 MBMS二层构架时与其进行通讯,完成储能电池堆的信息 Acquisition,SCADA 传输和后台控制。丹青不知老将至,贫贱于我如浮云。杜甫我尽一杯,与君发三愿:一愿世清平,二愿身强健,三愿临老头,数与君相见。白居易储能系统方案 储能系统技术方案 1、方案简介 储能系统 EnergyStorageSystem,简称 ESS 是一个可完成储藏电能和供电的系统,拥有圆滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。能够使太阳能、风能发电圆滑输出,减少其随机性、间歇性、颠簸性给电网和用户带来的冲击;经过谷价时段充电,峰价时段放电能够减少用户的电费支出;在大电网断电时,能够孤岛运行,保
6、证对用户不中止供电。储能系统是电力系统“采-发-输-配-用-储的重要组成局部,是成立新能源微电网的基础。系统中引入储能环节后,能够有效地实现需求侧管理,除掉昼夜间峰谷差,平抑负荷,不但能够更有效地利用电力设备、降低用电本钱,还可以够促进可再生能源的应用,也可作为提升系统运行牢固性、参加调频调压、补偿负荷颠簸的一种有效手段。丈夫志四方,有事先悬弧,焉能钧三江,终年守菰蒲。顾炎武一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴。增广贤文储能系统方案 2、储能系统架构 储能系统包括锂离子电池、BMS 系统、PCS 系统、EMS 系统等。其中,电池模组采用模块化设计,由假设干电池串并联组成。每个电池 模组配置一个电池管
7、理单元,对单体电池的电压、温度等参数进行监 测;储能系统架构图 电池 依照市场情况,储能电池选择为磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池拥有必然的优势。1)长循环寿命 由于风光资源的不确定性、间歇性,蓄电池经常处于局部荷电状态PSOC 模式下运行。电池在这种状态下经常处于过充或欠充状态,特别是欠充状态会以致电池寿命提前停止,磷酸铁锂电池使用年限达 到 15 年,循环次数 4500 次以上。2)高能量变换效率 储能电池经常处于充放电循环,电池的能量变换效率上下对规模储能电站的经济性利害有决定性的影响。磷酸铁锂电池改进了电池局部荷电态 PSOC 模式下的充电接受能力,充电接受能力较一般电池提升 40%以上,使
8、电池拥有了优异的充放电效率 97%以上,整个储能电站的能量变换效率可到达 90%以上。3)经济性价比 万两黄金容易得,知心一个也难求。曹雪芹丹青不知老将至,贫贱于我如浮云。杜甫储能系统方案 寿命期内性价比是评估储能技术可否可行的一项重要指标。磷酸 铁锂电池既保持了电池高能量密度,又拥有快速充放电、循环寿命长、价格低等优势,收益 /投资比可达;对照铅碳电池、管式胶体电池、三元锂电池对照,拥有更低的本钱及更高的性价比,可有效的降低储 能电站运行本钱。4)系统安全可靠性 储能电站拥有较高的安全可靠性要求,磷酸铁锂电热峰值可达 350-500 而锰酸锂和钴酸锂只在 200左右。工作温度范围宽广 (-2
9、0C-+75C,有耐高温特色磷酸铁锂电热峰值可达 350-500 而锰酸锂和钴酸锂只在 200左右。电芯根本信息 电 芯 基 本 信 息 电芯种类 宁德时代 磷酸铁锂 储能电芯 标称电压 标称容量 271Ah 工作温度 充电:0 55 放电:-20 55 重量 约公斤 尺寸(厚宽高)*电池组根本信息 非淡泊无以明志,非宁静无以致远。诸葛亮宠辱不惊,看庭前花开花落;去留无意,望天上云卷云舒。洪应明储能系统方案 电池模组根本信息 电芯排布 1 并 14 串 标称电压 标称容量(25 ,/工作温度 充电:0 55 放电:-20 55 重量 约 143 公斤 尺寸(宽深高)516mm*690mm*23
10、4mm 电箱根本信息 电箱根本信息 电柜排布 16 个电箱串通 标称电压 标称容量(25,/工作温度 充电:0 55 放电:-20 55 重量 约 1800 公斤 尺寸(宽深高)1200mm*725mm*2300mm 忍一句,息一怒,饶一着,退一步。增广贤文万两黄金容易得,知心一个也难求。曹雪芹储能系统方案 SBMS 1 个 控制箱 1 个 电池管理系统 BMS 依照系统通讯能力和系统安全性,电池管理系统采用三层架构,系统根本构架如图:一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴。增广贤文一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴。增广贤文储能系统方案 250KWPCS RS485 BAMS 以太网 监控系统 CAN
11、BUS 熔断隔断 熔断隔断 MBMS1 断路器 MBMS8 断路器 主接触器 主接触器 电流检测 电流检测 熔断器 熔断器 电池组 电池组 4P/12S 4P/12S S 电池组 电池组 4P/12S S 4P/12S U B 电池组 U 电池组 N B 4P/12S N A 4P/12S C A 电池组 C 电池组 4P/12S 4P/12S 电池组 电池组 4P/12S 4P/12S 电池管理系统通讯拓扑表示图 从控收集每组单体电压、温度。主控经过通讯获得从控数据,以及收集电压、电流等。BMS 拥有以下功能:1电池模拟量高精度监测功能 BMU层面,实时检测单模组电压。MBMS 检测电池簇充
12、放电电流,系统总压,系统绝缘等。(2SOC 估计 经过电流积分,实现根本 SOC 估计。配合充满与放空校正功能,有效提升 SOC 精准度。别的,在 BAMS 的管理下单独完成容量标定和 SOC 标定。经过自己算法,得出经校正后的最新电池系统容量和 SOC 标定值,并以此做为后续电池充放电管理的依照,经此得出的 SOC 值 以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。旧唐书魏征列传先天下之忧而忧,后天下之乐而乐。范仲淹储能系统方案 误差小,同时在长时间累积过程中会防范 SOC 误差放大的现象。(3电池系统报警以及保护功能 电池管理系统在电池系统出现电压、电流、温度等模拟量出
13、现超 过安全保护门限的情况时,将进行故障隔断,将问题电池簇退出运行,同时上报保护信息,并在当地进行显示。4充、放电管理 系统运行时,实时监测每个单体电压以及电池包温度,当单体电压到达最大充电电压时,BMS 强急迫断继电器,对电池进行保护;当单体电压低于最低放电电压时,BMS 强急迫断继电器,对电池进行保护;5均衡功能 本电池管理系统使用被动均衡策略,能够很好得保护电池组的一 致性。(6运行参数设定功能接入调试上位机后可进行设定本电池管理系统供应当地对电池管理系统的各项运行参数进行 更正。参数设定工程包括:单体电池充电上限电压 单体电池放电下限电压 电池运行最高温度 电池运行最低温度 电池簇过流
14、门限 电池短时温升过快门限 常将有日思无日,莫待无时思有时。增广贤文宠辱不惊,看庭前花开花落;去留无意,望天上云卷云舒。洪应明储能系统方案 7故障运行模式 当系统电池组存在局部组电池故障,需要拆卸局部电池进行保护时,可关闭故障组电池组 MBMS 高压盒低压供电,对系统进行重新上电后,系统自检进入故障运行模式,经过功率限制,限制电流。可保证局部需要维修时,不会因电池维修,系统长时间不能够运行。当电池组组间总压压差过大时,可经过上位机,逼迫控制局部组继电器吸合,手动控制 PCS 对电池组进行整组小电流充放电,到达减小压差功能。便于现场保护。(8系统运行状态显示 本电池管理系统能够在当地对电池系统的
15、各项运行状态进行显 示包括接入调试上位机后可进行设定:电池单体电压/温度盘问及显示 电池组电压/温度盘问及显示 电池簇电流/SOC/SOH 盘问及显示 告警信息显示 其他异常信息显示 电池系统容量标定及 SOC 标定 BMS 根本技术参数 BMS 根本技术参数 序号 工程 规格 备注 1 系统电源 DC24V 2 单电芯电压检测范围 (V)0V 5V 以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。旧唐书魏征列传常将有日思无日,莫待无时思有时。增广贤文储能系统方案 3 单电芯电压检测精度(mV)5mV 4 温度检测范围(C)-40C85C 5 温度检测精度(C)1C 6 总电
16、压检测范围(V)0V1000V 7 总电压检测精度(%)1%FSR 8 绝缘检测 支持最高电压 1200V,检测误差小于 10%9 电流检测范围 A -300A-300A 10 电流检测精度 (%)%FSR 11 SOC 精度(%)6%12 均衡电流 (A)100mA 14 通讯方式 CAN 或 485 15 显示 工业显示屏 16 指示灯,蜂鸣器报警 具备红绿指示灯以及蜂鸣器报警 17 保护 包括:过充、过放、超温、短路等保护,且保护定值可整定 储能变流器 PCS 储能变流器功能简介 储能系统中,储能变流器除了双向逆变功能外,同时能够进行实 现支撑电网,保证电网系统的牢固运行,供应抗短时冲击
17、能力,圆滑 供电,储能,削峰填谷。设备拓扑采用三电平设计,对照较于两电平拓扑,三电平拓扑能 够提升开关频率、变换效率和系统牢固性,降低输出谐波、开关耗费 和变流器体积。储能变流器选型设计 电池设计输入电压范围为:储能变流器电路主拓扑如图:以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。旧唐书魏征列传其身正,不令而行;其身不正,虽令不从。论语储能系统方案 直流断路器 Q1 PCS-AC 1 交流防雷器 +IN1 -直流断路器 Qn 三相隔断变压器 交流断路器 Q PCS-AC n 负载侧 L1 L2 L3 N +INn -n=1-8 储能变流器系统拓扑 500kW 储能变流器参
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