MWMWh集装箱储能系统方案

0.5MW/1MWh集装箱储能系统技术方案目录1.储能的应用-----------------------------------------------------------------------------------42.系统概------------------------------------------------------------------------------------5-62.1系统组----------------------------------------------------------------------------------52.2系统特----------------------------------------------------------------------------------52.3系统运行原-----------------------------------------------------------------------------63.系统设------------------------------------------------------------------------------------7-143.1储能变流器(PCS)------------------------------------------------------------------7-83.1.1储能变流器特点-------------------------------------------------------------73.1.2储能变流器通信方式-------------------------------------------------------83.2电池管理系统(BMS)---------------------------------------------------------------9-103.2.1BMS系统架构---------------------------------------------------------------------83.2.2BMS功能说明-----------------------------------------------------------------93.2.3BMS电池管理系统构成及功能描述--------------------------------------------103.3能量管理系统(EMS)------------------------------------------------------------10-113.3.1设备监控模块----------------------------------------------------------------103.3.2能量管理模块---------------------------------------------------------------103.3.3告警管理模块----------------------------------------------------------------113.3.4报表管理模块---------------------------------------------------------------113.3.5安全管理模块--------------------------------------------------------------113.4监控系统---------------------------------------------------------------------------123.5消防与空调系统--------------------------------------------------------------------123.6电池成套系统------------------------------------------------------------------12-163.6.1电芯参数---------------------------------------------------------------------123.6.2电池PACK及成簇-----------------------------------------------------------133.6.2电池组在集装箱内的分布-----------------------------------------------------153.7集装箱系统设计要求----------------------------------------------------------------154.主要设备清单---------------------------------------------------------------------------161.储能的应用图1储能的应用（1）微电网：储能系统独立或与其他能源配合，给负载供电，主要解决供电可靠性问题。（2）辅助新能源并网：有效解决弃风弃光，提高经济效益；减少瞬时功率变化，减少对电网冲击；跟踪计划调度，提高并网可控性；提高发电预测精度，提升并网友好性。（3）需求侧响应：对峰谷电价差和补贴有较大依赖，欧美等发达国家已具备盈利模式，以工商业应用为主，户用储能潜力巨大。（4）电力调频：平均来看，储能调频效果是水电机组的1.7倍，是燃气机组的2.5倍，是燃煤机组的20倍以上。2.系统概述2.1系统组成图2储能系统拓扑图本系统主要包含：*储能变流器(PCS)：1台500kW离并网型双向储能变流器，在0.4KV交流母线并网，实现能量的双向流动。*磷酸铁锂电池：采用赣锋3.2V/86AH动力电池，4P3S模组成240串768V电池簇，单个集装箱4簇共约1.05MWh能量。*EMS&BMS：根据上级调度指令完成对储能系统的充放电控制、电池SOC信息监测等功能。*集装箱：1个30英尺集装箱组成一个0.5MW/1MWh的储能系统。系统特点（1）本系统主要用于峰谷套利，同时可作为备用电源、避免电力增容及改善电能质量。（2）储能系统具备完善的通讯、监测、管理、控制、预警和保护功能，长时间持续安全运行，可通过上位机对系统运行状态进行检测，具备丰富的数据分析功能。（2）BMS系统即跟EMS系统通信汇报电池组信息，也跟PCS采用RS485总线直接通信，在PCS的配合下完成对电池组的各种监控、保护功能。（3）常规0.2C充放电，可离网或并网工作。表1系统参数表序号参数参数值备注1额定功率0.5MW/2额定容量1MWh/3直流电压范围600V~900V/4系统平均效率≥86%/5湿度≤70%RH/6防护等级IP54/7耐盐雾性600h/8消防系统七氟丙烷/9允许最高海拔2000m/10集装箱尺寸30英尺高柜2.3系统运行策略◇储能系统接入电网运行，可通过储能变流器的PQ模式或下垂模式调度有功无功，满足并网充放电需求。◇电价峰时段或负荷用电高峰期时段由储能系统给负荷放电，既实现了对电网的削峰填谷作用，又完成了用电高峰期的能量补充。◇储能变流器接受上级电力调度，按照峰、谷、平时段的智能化控制，实现整个储能系统的充放电管理。◇储能系统检测到市电异常时控制储能变流器由并网运行模式切换到孤岛(离网)运行模式。◇储能变流器离网独立运行时，作为主电压源为集装箱本地负荷提供稳定电电压和频率，确保其不间断供电。3.系统设备介绍3.1储能变流器（PCS）3.1.1储能变流器功能（2）电压/无功调节功能，PCS储能装置可根据储能系统运行控制系统控制指令等信号实时跟踪调节无功输出，其参数为无功功率、功率因数等参数可由储能系统运行控制系统远程设定。（1）有功功率控制功能，PCS储能装置可根据储能系统运行控制系统指令控制其有功功率输出。为实现有功功率调节功能，电池储能系统能接收并实时跟踪执行储能系统运行控制系统发送的有功功率控制信号，根据储能系统运行控制系统控制指令等信号自动调节有功输出，输出有功功率与设置值偏差不超过3%。（3）离网V/F控制功能，PCS储能装置在离网模式下，具备电压和频率的调节功能，能够自动设定额定电压和额定频率启动和运行，也可接收外部电压给定指令和频率给定指令进行电压和频率的调节。（4）PCS根据负载的大小进行动态调节的相应时间：≤100ms（根据客户需求可单独定制）；（5）保网检测相应时间：≤40ms（根据客户需求可单独定制）；（6）防孤岛检测相应时间：≤20ms（根据客户需求可单独定制）。图3500KW型储能变流器3.1.2储能变流器通讯方式（1）以太网通讯方案若单台储能变流器通讯，可直接用网线将储能变流器的RJ45端口与上位机的RJ45端口相连，通过上位机监控系统对储能变流器进行监控。（2）RS485通讯方案在标准的以太网MODBUSTCP通讯的基础上，储能变流器还提供了可选的RS485通讯方案,它采用的是MODBUSRTU协议，利用RS485/RS232转换器与上位机通讯，通过能量管理监控系统对储能变流器进行监控。（3）与BMS通讯通讯方案储能变流器可通过上位机监控软件与电池管理单元BMS通讯，能够监控蓄电池的状态信息，同时也能够根据蓄电池的状态对蓄电池进行报警及故障保护，提高电池组的安全性。BMS系统时刻监控着电池的温度、电压、电流信息，BMS系统与EMS系统通信，也与PCS直接通过RS485总线通信实现实时的电池组保护动作。BMS系统的温度报警措施分三级，初级热管理通过温度采样和继电器控制的直流风扇实现，当检测到电池模组内温度超过限制时集成于电池pack内部的BMS从控模块会启动风扇散热。第二级热管理信号预警后BMS系统会与PCS设备联动，限制PCS的充放电电流（具体保护协议开放，客户可以提要求更新）或者停止PCS的充放电行为。第三级热管理信号预警后BMS系统将切断该组电池的直流接触器以保护电池，该组电池对应PCS变换器停止工作。3.2电池管理系统（BMS）3.2.1拓扑图储能系统由1个30英尺加高集装箱组成，每台集装箱储能电池接入PCS的直流测，累计由4组电池组成PCS直流侧的电池单元。储能系统为每个集装箱电池配置BMS系统，BMS包括三层架构，分别是BMU、BCMU、BAMS。图4BMS拓扑图3.2.2BMS功能说明电池管理系统是由电子电路设备构成的实时监测系统，有效地监测电池电压、电池电流、电池簇绝缘状态、电SOC、电池模组及单体状态（电压、电流、温度、SOC等），对电池簇充、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理，对电池模块及电池簇的运行进行安全和优化控制，保证电池安全、可靠、稳定的运行。3.2.3BMS电池管理系统构成及功能描述电池管理系统由电池管理单元ESBMM、电池簇管理单元ESBCM、电池堆管理单元ESMU及其电流、漏电流检测单元组成。BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报，故障告警、上传和存储，电池保护，参数设置，主动均衡，电池组SOC定标和与其它设备信息交互等功能。表2BMS参数表序号参数参数值备注1工作电源DC12/24V/2均衡方式被动均衡/3电压采集精度≤0.2%/4电流采集精度≤0.5%/5温度采集精度≤1℃/6绝缘电阻检测精度≤5%/7SOC偏差≤5%/8电压采集周期≤200ms/9电流采集周期≤100ms/10温度采集周期≤100ms/11电压均衡平衡度≤±50mv/12保护过充、过放、过温、短路保护定值可设定13通信方式以太网、CAN、RS485/14通信协议modbus/15控制系统响应时间≤200ms从收到指令到实现指令任务3.3能量管理系统(EMS)能量管理系统是储能系统的