直流侧储能解决风场限发解决方案-阳光电源

直流侧储能解决风场限发解决方案阳光三星（合肥）储能电源有限公司2017年7月2目录1、方案概述...............................................................32、工作模式介绍...........................................................43、集装箱内部排布图.......................................................44、配置清单...............................................................55、方案特点...............................................................56、DCDC产品参数..........................................................67、锂电池产品参数.........................................................731、方案概述该方案可在已建成、或新建电站中，以单个风机为单元，在风机变流器的直流母线端增加装直流变换器和锂电池，通过建立与风机主控之间的快速通讯，实现风电限发能量的存储和适时回馈并网。系统如下图所示：交流线缆35kV母线WG2000KFP风机变流器三元锂电池总容量：455kWhSD200HV直流变换器光缆RS485储能集装箱2MW风机AGCWG2000KFP风机变流器三元锂电池总容量：455kWhSD200HV直流变换器2MW风机0.69/35kV1500kVA箱式变压器0.69/35kV1500kVA箱式变压器EMUEMU直流线缆储能集装箱图1风储电站示意图在2MW风机单元下，包含1台2MW的风机变流器，根据10%以及2小时的限发比例，计划在风机变流器的直流侧增加储能单元，储能单元包含200kW直流变换器以及455kWh的锂电池，所有设备安装在一个20尺标准集装箱内，另外集装箱内集成了EMU本地能量管理系统、自动温控系统、自动消防系统等功能。风机容量储能装机容量2MW双向DCDC蓄电池容量200kW455kWH表1储能装机容量42、工作模式介绍1）当锂电池没有充满时，EMU通过对机侧变流器交流侧频率f进行采样，查表得出风机转速n以及对应的功率P，当AGC发送限功率指令P*发送给风机主控时，主控控制风机运行在储能优先模式，即优先与EMU通讯，了解储能系统的运行状态。EMU通过计算P-P*的差值ΔP，当ΔP为正值时，EMU对储能系统下发充电的指令；当ΔP为负值时，则EMU对储能系统下发放电的指令，使得风机变流器出口侧功率保持在P*。2）当锂电池充满后，EMU将储能系统充满的信号发送给风机主控，风机主控调整工作模式至正常限发模式。3、集装箱内部排布图54、配置清单名称型号参数数量备注直流变换器SD200HV1额定输出功率200kW三元锂电池198S8P1采用3.68V94Ah电池，198串8并，总容量为455kWh，包含BMS储能集装箱20尺标准集装箱1包含自动温控系统、自动消防系统、EMU就地能量管理系统、通讯、配电等5、方案特点储能系统中锂电池采用模块化设计，能够依据当地限发情况，灵活配置电池容量。相比传统的交流母线光储系统而言，主要优点包括：1）成本低：储能系统不仅采用成本较低的双向DCDC替代了成本较高的储能逆变器ACDC，也相应减少或避免了接入配电设备和变压器的投资；2）效率高：DCDC的充电+放电一次循环的转换效率可高达98%以上，而传统交流母线系统，经AC/DC及变压器，一次充放电转换效率仅约94%左右；3）施工难度小，风险低：储能系统的加装工作是在现有风机变流器的直流侧进行，不涉及交流母线，不会改变风机的并网特性，也不会对其他风电并网单元产生耦合影响，且无需对现有设备做任何硬件改造，仅需建立与风机主控之间的通讯连接及修改主控对AGC的响应策略；4）发电功率最优：在储能系统功率及容量匹配合理的情况下，即使AGC给风机发送限功率指令时，通过储能系统的配合使得风机仍然处于MPPT状态，实现限发能量的最大化存储和回馈；5）改善风机的并网特性：当DCDC工作于限发能量存储或回馈时，其交流端并网电力基本恒定在允许的限发功率点，减少了并网出力因风力变化时而出现的快速变化，避免了对电网冲击性的影响，改善了并网电能品质，又可以提高风功率系统的预测精度。66、DCDC产品参数项目单位规格备注电池侧参数额定功率kW2001.1倍长时间过载电池电压范围V600-900电池测最大电流A367直流侧参数额定直流电压V1050直流电压范围V950-1100额定直流电流A200系统最大转换效率%98防护等级IP20室内允许环境温度－30℃～＋55℃冷却方式风冷允许相对湿度0～95%无冷凝允许最高海拔m50003000m以上需降容使用尺寸mm606×833×2034重量Kg380显示和通讯显示触摸屏标准通讯方式RS485、以太网MODBUSRTU/TCP或104规约BMS通讯方式CAN、RS48577、锂电池产品参数（1）电芯参数图示规格单位94Ah尺寸(裸芯)mm45*125*173重量gMax2090额定容量Ah94额定电压V3.68额定能量Wh345.9上限电压V4.15下限电压V2.7运行温度范围°C-25to50储存温度范围°C-40to60能量密度Wh/L355Wh/kg165端子类型—激光焊接认证—UL1642（2）电池模组参数图示规格单位94Ah组成-22S1P（每个模组包含22个电芯,模组BMS）尺寸mm370*588*160重量kg52.5标称容量Ah94标称能量kWh7.61标称电压V74.4运行电压范围V70.4~91.3持续放电功率kW3.8(0.5C倍率)峰值功率kW4.83（1.0C倍率，1min)充电方式恒流-恒压4.15V/单体,47A,3A切断认证-UN38.38（3）电池架参数图示机架级组合单位94Ah组成-200S1P主要部分EA9个电池模组和1个开关盒尺寸(LxWxH)mm442*702*1792重量kg548额定容量Ah94额定能量kWh68.5额定电压Vdc706运行电压Vdc633~821持续放电功率kW35(0.5C倍率)峰值功率kW49(1.0C倍率，1分钟)标准充电方式恒流-恒压限压821V,31A(0.33C,4h),3A切断冷却方式-自然风冷认证-UL1973