集装箱式储能系统法案

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1、1/18 1MW/3MWh 储能系统初步方案 CL5231 箱式移动储能电站 深圳市科陆电子科技股份有限公司 2016 年 4 月 2/18 目目录录 1 1项目总体设计方案项目总体设计方案3 2 2储能双向变流器介绍储能双向变流器介绍4 2.1 产品特性4 2.2 技术参数5 2.3 设备图片6 3 3电池系统介绍电池系统介绍6 3.1 主要技术参数7 3.2 主要设备功能8 3.3 系统介绍9 4 4 系统联接系统联接16 4.1 储能电站主接线联接及进出线16 4.2 中控柜配电单元进出线连接17 4.3 中控柜汇流单元进出线连接17 4.4 中控柜通讯管理单元进出线连接17 3/18

2、1 1项目总体设计方案项目总体设计方案 储能基本需求如下： 1）储能系统总配置为 4MW/12MWh，分 4 个单元来集成，分别接入 4 个配电室。 2）一期先安装 1MW/3MWh，用于削峰填谷赚取差价收益； 根据上述需求，科陆电子提供 53ft 箱式储能产品解决方案，系统整体配置为： 1）1MW/3MWh 储能单元，由 2 台 500kWPCS 和 3MWh 电池系统组成，整个系统置 于 53ft 集装箱内； 2）2 台 NEPCS-500KTL， 主要用于能量变换; 3MWh 电池系统， 主要作用为能量存储； 3）储能系统 PCS 输出直接接入 3#低压配电房，400VAC。 4）电池类

3、型选用国能磷酸铁锂电池。 5）整个系统增加一套能量管理系统，用于储能系统充放电管理。 系统原理框图如下所示： 1MW/3MWh 交流侧输出额定电压为 400VAC， 50Hz。 输出直接接到 3#配电房的低压侧。 PCS 为单极式双向变流器，根据“充电” “放电”要求，可分别工作在整流和逆变模式，电 池类型选用磷酸铁锂，每个集装箱最大可放置 3MWh，经过 2 个中控柜连接到 PCS。电池 4/18 系统基本组成为：磷酸铁锂电池、电池管理系统、中控柜、温控系统、消防系统、集装箱机 柜。 2 2储能双向变流器介绍储能双向变流器介绍 本系统选用 2 台单机 500kW 储能双向变流器，型号：NEP

4、CS-500KTL。 2.1 产品特性产品特性 储能双向变流器采用四象限变流技术，实现交流系统和直流系统的能量双向流动；设 备支持对储能电池进行充放电管理； 交流侧采用电压定向矢量控制策略； 系统具有输入输出 功率因数可调、自动软启动和光伏能量最大功率跟踪等功能。 NEPCS-500KTL 主电路拓扑结构 NEPCS-500KTL 主要性能特点如下： 1)先进的无通讯线电压源并联技术，支持多机无限制并联（数量、机型） 。 2)支持多源并机，可与油机直接组网。 3)先进的下垂控制方法，电压源并联功率均分度可达 99%。 4)支持三相 100%不平衡带载运行。 5)支持并、离网运行模式在线无缝切换

5、。 6)具有短路支撑和自恢复功能（离网运行时） 。 7)具有有功、无功实时可调度和低电压穿越功能（并网运行时） 。 8)采用双电源冗余供电方式，提升系统可靠性。 9)支持多类型负载单独或混合接入（阻性负载、感性负载、容性负载） 。 10) 具备完善的故障以及操作日志记录功能，可记录故障时高分辨率的电压、电流波形。 11) 优化的硬件及软件设计，转换效率可高达 98.7%。 12) 直流侧可接入光伏组件，同样支持多机电压源并联，可作为离网光伏电站低温、无蓄电 5/18 情况下的黑启动电源。 13) 20 年长寿命设计。 2.2 技术参数技术参数 型号NEPCS-500KTL 交流侧参数 交流接入

6、方式三相三线(无变压器) 额定功率500kW 最大容量550kVA 额定电网电压400V 电压运行范围400+10%(可设定) 最大运行电流794A 输出过载能力1.1 额定电网频率50HZ 频率范围4751.5 （可设定） 总电流波形畸变率（THD）3% （额定功率） 功率因数0.9（超前）-0.9（滞后） 直流侧（电池）参数 额定功率500kW 最大稳定运行功率550kW 直流电压范围450V850V 最大长时运行电流1111A 稳压精度1% 稳流精度2% 保护 低电压穿越有 防孤岛保护有（支持计划性孤岛） 交流过流保护有 交流过压保护有 交流欠压保护有 交流过频保护有 交流欠频保护有 相

7、序错误保护有 过载保护有 直流过流保护有 直流过压保护有 直流欠压压保护有 直流极性反接保护有 内部短路保护有 过温保护有 6/18 绝缘保护有 开关状态异常保护有 降额保护有 功率模块（IGBT）保护有 系统 最大转换效率0.987 尺寸（宽*高*深）1400mm*2000mm*800mm 重量1260kg 允许最高海拔5000 米（3000 米需降额使用） 防护等级IP20 噪声65dB 工作环境温度35+45 存储环境温度40+70 冷却方式风冷 允许相对湿度095%，无凝露 通讯接口以太网、RS485、CAN2.0 2.3 设备图片设备图片 3 3电池系统介绍电池系统介绍 电池系统包含

8、电池架、空调、中控柜、消防设备 1)18 个电池架。每个电池架放 1 个电池簇，每个电池簇放置 19 个电池模组，每 4 个 电池包串联成一个电池模组，每个电池包由 12 个电芯 4 并 3 串而成。电芯容量为 7/18 60AH。因此单相总共 18 簇电池，342 个模组，1368 个电池包，16416 颗电芯。 序 号 单元 电池成组方 式 电池单 体数量 （3.2V6 0Ah） 电池容 量 （kWh） 各单元电压 （V） 尺寸 （长深高） 备注 1电池单体110.192 3.2V （2.73.6V） 国能 60Ah 电池 2电池包4P3S122.3044 并方案 3电池模组4P12S48

9、9.216 38.4V （32.443.2V） 650*650*200 mm 单个抽屉含 4 个电池包串联 4电池架4P228S912175.104 730V （615V820V） 1400*650*24 00mm 5 电池堆单元系统 （500kW/1550kWh ） 4P228S*9P8208 1575.93 6 730V （615V820V） 12600*650*2 400mm 6 集装箱 （1MW/3.1MWh） 4P228S*9P*216416 3151.87 2 730V （615V820V） 53 尺 （16138*243 8*2896mm） 其中电池堆 部分 12600*2438

10、* 2896mm 2 个电池堆单 元系统 2)2 个中控柜。 3)1 套温控系统。 4)1 套消防报警系统。 5)1 个 53Ft 集装箱 3.13.1 主要技术参数主要技术参数 （1）系统主要参数）系统主要参数 序号.名称参数值备注 8/18 1额定功率1000kW 2储能容量3000kWh 3输出直流电压范围615V820V 4系统效率91.3% 5电池类型磷酸铁锂电池 6工作温度025 7 满功率充、放电转换 时间 80ms为 PCS 参数 8电网接入方式400V 低压直接接入 9防护等级：IP54 依照 GB 4208 标准执 行 10耐盐雾性600h 11消防系统消防告警、干粉灭火器

11、 12箱体外形尺寸 16154 （长 L） 2438 （宽 W） 2896 （高 H） 单位： mm 13重量50730kg （2）系统使用环境条件）系统使用环境条件 环境项目参数指标备注 设备安装地点户外 无火灾、爆炸危 险，无严重污 秽，无化学腐蚀 及剧烈振动。 标准机型户外环境温度 海拔高度3000m 最高温度+40 最低温度-30 特殊机型户外环境温度 CL5000L 高原型 海拔高度5000m1、（5kW）实现 电池工作环境 温度控制，可维 持电池箱体内 外40C温差； 2、2kW功耗可维 持20C温差。 最低温度-40 高寒型最低温度-50 CL5231功率型 最高温度+40 允许

12、相对湿度RH 095%，无 凝露。 耐地震能力水平加速度g0.25 地震裂度： 8级 3.23.2 主要设备功能主要设备功能 9/18 序号主要设备主要功能备注 1锂电池组电能-化学能-电能转换承载体。 2 电池管理系统 （BMS） 电池组充、放电，事件记录等功能的检测装置。 3箱式移动集装箱 电池（架） 、中控柜、PCS 变压器等设备的承载 体。 4中控柜 电池组输出直流汇流单元、 交流配电单元、 电池 管理及通讯单元。 5消防报警系统火灾时将信号上传后台。 6七氟丙烷气瓶消除电器火灾的设备。 7EMS 完善能源信息采集、 储存、 管理和能源的有效利 用。 8告警、标识等设备安全运行、维护管

13、理指示，说明等。 3.33.3 系统介绍系统介绍 3.3.1 一次电气原理框图一次电气原理框图 3.3.2 电池柜电池柜 每个电池柜放一个电池簇。电池架顶部设置散热风道，空调工作方式取决于 BMS 系统 检测电池温度， 根据电池温度大小制冷或制热并调节内部电池仓温度； 每个电池簇中间设置 一个解裂盒，解裂盒设置熔断器，保证在运输过程中电池组处于解裂状态。每个电池簇控制 盒设置一个 DMU 和一个 BCMS，DMU 检测电池簇的总电压，总电流，充放电容量，BCMS 管理整个电池簇并控制该电池簇输出的直流开关的断开和闭合,通过以太网通讯把电池参数 10/18 及开关状态上传到 BAMS(BMSC)

14、，接受来自 BAMS（BCMS）控制指令。 分断盒设置一个带电动操作的直流短路器，实现该电池簇的过充、过放、过压、过流及短路 保护，接受来自上位机的命令断开或闭合该电池簇。 电池模组 电芯额度容量60Ah 电芯额度电压3.2V 模组配置4P12S BMU内置 额定电压38.4V 电压范围32.443.2V 模组电量9.216kWh 通信方式Ethernet 尺寸（宽深高）650mm*650mm*200mm 重量105kg 电池柜 电池模组个数19 组端电压范围615V820V（额定 730V） 尺寸（宽深高）1400mm*650mm*2400mm 重量Approx.2220kg 电池架配置4P

15、228S 11/18 3.3.3 电池管理系统电池管理系统 BMS 是用于监测、评估及保护电池运行状态的电子设备集合。主要功能： 1)监测并传递锂离子电池、电池组及电池系统单元的运行状态信息，如电池电压、电 流、温度以及保护量等； 2)评估计算电池的荷电状态 SOC、寿命健康状态 SOH 及电池累计处理能量等； 3)保护电池安全等。 深圳科陆公司的系列电池智能管理系统，可对单体及整组电池进行实时监控、充放电、 均衡、巡检、温度监测等，采用诸如电压均衡控制、超温保护等智能化技术，可以管理多组 电池，检测每组中所有单体电池电压、电池组总电流、多路环境温度等，是一套功能强大、 技术指标完善的电池管理

16、系统。 电池管理系统（BMS）组成：电池模组监测装置（BMU） 、电池簇管理单元（BCMS）直 流监控单元（DMU） 、电池堆管理单元 BAMS 及显示、监控上位机等组成。 1MW/3MWh 电池管理系统拓扑图 12/18 1MW/3MWh 电池管理系统中配置电池管理系统中配置： 装置名称 模组蓄电 池数量 3MWh 配 置电池簇 备注 电池 管理系统 电池堆管理 单元 电池簇 管理单 元 电池模组 管理单元 BMS BMSC-A BMSC-B BCMS1 DMU1 BMU112 只 18（簇） BMU212 只 BMU1912 只 BMU112 只 BMU212 只 BMU1912 只 BCMS18 DMU18 BMU112 只 BMU212 只 BMU1912 只 电池管理系统（电池管理系统（BMS）主要参数）主要参数 序号项目名称技术参数及指标备注 1工作电源1832V 2单体电压采集范围05V 3单体电压采集误差3mV 13/