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1、200kW/800kWh 储能系统技术方案XX电力工程有限公司二O二O年十月1. 项目概况项目位于北京市海淀软件园内。本工程建设规模为200kW/800kWh，系统 采用预制舱式布置。预制舱内配置2个lOOkW电池单元串，通过2台100kW PCS 装置将电能转换为交流400V后通过2条电缆线路接入项目配电柜内。本工程采用“一充一放”的模式，利用北京市峰谷电价差对储能蓄电池进行 充、放电，实现在峰电价时段释放电能，减少用户电网用电量，节省电费开 支。2. 用户配网系统现状及用电量统计2.1 用户配网系统现状目前项目配网系统采用1OkV电压等级引入，共2个1OkV引入点。每个引 入点配置1台80
2、0kVA的箱式变压器。每台箱式变压器降压至400V后， 给项目负荷供电。 400V 配网系统采用单母线分段接线，正常运行时分段开关 打开。其中I段母线上配有容量为24kW/72kWh的储能设备，经现场调研 该储能系统发电量很低，对本工程影响较小，所以在本次设计中不作考虑；II 段母线上接有容量约209kW的光伏，光伏系统采用洎发自用，余电上网”的 模式。根据现场调研，两段 400V 母线上均由备用间隔可供储能系统接入。-ms黠1OKV1OKV图1项目配网系统示意图2.2 用电量统计2.2.1 北京工商业峰谷电价北京地区工商业电价实行峰谷电价政策，具体各电价时段见下表用电分类电压等级电度电价八元
3、/kWh)尖峰高峰平段低谷一般工商业1 - 10kVL506 51. 378 20. 859 50. 365 &表 1 北京地区工商业峰、谷电价几时段2.2.2 用电量统计根据用户方提供的不同时段的用电量统计表，对该表进行统计、分析后确 定储能系统蓄电池容量，具体用电量统计如下：3. 储能系统设计3.1 设计依据1) 电化学储能电站设计规范(GB 51048-2014)；2) 电力系统电化学储能系统通用技术条件(GB/T 36558-2018)；3) 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范(GB/T 34131-2017)；4) 电化学储能系统接入电网技术规定(GB/T 36547-201
4、8)；5) 电化学储能系统接入电网测试规范(GB/T 36548-2018)；6) 电力系统电化学储能系统通用技术条件(GB/T 36558-2018)。7) 储能系统接入配电网技术规定(Q/GDW 564-2010)3.2 现有光伏系统发电量分析由于II段母线上接有容量为209kW的光伏组件，并考虑北京地区相应月 份的辐照度，测算出各月光伏发电量。光伏发电时段与尖峰、峰、平电价时段 均有重叠，不仅抵消II段大部分用电量，而且在光照好的时段还有向电网反送 电的情况。3.3 储能容量的确定由上表可以看出，由于光伏系统发电导致II段母线剩余电量不足，而I段 400V。母线剩余电量较大，所以建议本次
5、储能系统接入I段母线。本储能工程 在谷电价时段对蓄电池进行充电，而在其他电价时段均可放电。但考虑到收益 最大化，建议在尖峰和峰电价时段进行放电。从表2中可以看出I段母线尖峰和峰电价用电量较高，经计算后得到运行模式如下：2量也皐莊综上所述，推荐本储能项目蓄电池容量为800kWh。根据电网要求，用户侧 储能系统所发电量只能自发自用，全部消纳，不允许向电网输送电量；并且结 合用户峰电价时段每小时用电量情况，推荐配置2台lOOkW的PCS设备。电 池充、放电时间均为4小时，接入I段400V母线上。3.4 电气设备设计3.4.1 电气接入方案本项目储能工程建设规模为200kW/800kWh，采用预制舱式
6、布置。预制舱 内配置2个lOOkW电池单元串，通过2台lOOkW PCS装置将电能转换 为交流400V后通过2条电缆线路接入*项目配电柜内。储能电池运行方 式采用每日一充、一放。（谷电价充电、峰电价放电）3.4.2 储能电池及预制舱根据储能电池的使用寿命、投资成本、技术先进性和成熟度、环保及环境 友好型等要求，本工程推荐采用磷酸铁锂电池。电池的基本参数。序号项目名称技术参数及指标1工作电源1832V2单体电压采集范围05V3单体电压采集误差W3mV4电流采集范围W300A5电流采集误差W1%6温度采集误差W1C7电压采集周期W5ms8电流采集周期W1ms9温度采集周期W5ms10均衡电流1.2
7、A11SOC估算值W5%12保护过充、过放、超温、等保护，且保护定值可整定13与PCS通信方式CAN14与后台监控通信方式Ethernet15事件记录存储三10000条16历史数据存储三10天电池舱设计有隔热系统，避免环境温度过高，增加系统自耗电量。电池舱 设计有空调系统，用于电池间温度控制。电池舱设计有箱内照明设备。电池舱 设计有七氟丙烷自动灭火系统，以便发生火灾及时灭火。3.4.3电池管理系统（BMS）电池管理系统（BMS）对储能电池组的充放电保护进行管理。充满电时能 保证各单体电池之间的电压差异小于设定值，实现电池组各单体电池的均充， 有效地改善了串联充电方式下的充电效果。同时检测电池组
8、中各个单体电池的 过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命。3.4.4 功率变换系统（ PCS）PCS 是储能系统的核心设备，用于实现储能电池与交流电网间的交直流变换和双向能量传递。PCS主要由DC/AC双向变流器、控制单元构成。国内形 成了PCS产品体系，功率从10kW500kW均有成熟产品。本工程选用功率为 200kW的PCS设备。序号名称规格型号备注直流侧1最大直流功率100kW2最大直流电压1100V3工作电压范围7801050V4最低直流电压730V5最大直流电流700A交流侧1额定功率100KW2最大交流功率550KVA （长时间运行）3最大交流电流580A4最大总
9、谐波失真 0.9910功率因数可调范围0.9 （超前）0.9 （滞后）11独立逆变电压设置范围280 330V12独立逆变输出电压失真度3% （线性负载）13帀不平衡负载能力100%14独立逆变电压过度变动范围10%以内（电阻负载二100%）保护1直流过压保护具备2直流短路保护具备3交流过压保护具备4极性反接保护具备5绝缘监测具备6模块温度保护具备效率1最大效率98.2%常规数据1尺寸（宽*高*深）1606*2065*935mm2重量800Kg3运行温度范围-3055C4停机自耗电220W5冷却方式温控强制风冷6防护等级IP217相对湿度0 95%无冷凝8最高海拔6000m （4000 需降额
10、）9显示屏触摸屏10调度通讯方式以太网、RS48511BMS通讯方式RS485、CAN12通讯协议Modbus、IEC1043.4.5能源管理系统（EMS）EMS 可实现实时监控、功率控制等功能。通过采集电池组、储能单元的实时数据，实现储能系统的实时监测和控制；DCACPCSDCDC1主挂鮭弱DCD6BCMS1断路科BCMS61主挨融雅电潼檢测人SMU6.14BMUB.2*电池组5.2BMU6.3一电謹组S3BMU6.4一电池组&4BMU6.124i电电绸6.12II!RS485BAMS ICAN BUS3.5 电缆与地接设计本工程设备舱380V交流配电柜到用户配电柜选用ZRC-YJV22-0
11、.6/lkV-3x70+1x25交流电缆。通信电缆选用2*2*1.0的RS485低阻钢带铠装屏蔽双绞线。本工程预制舱外壳与接地网直接连接接地，不设置独立避雷针。外師屯网3.6 结构设计3.7 用地现状本工程利用项目现有空地布置设备舱体，现有空地东西长7.5 米，东侧南北宽5 米，西侧南北宽3.5 米。3.8 集装箱基础设计储能系统及配电装置均采用集装箱方案，即储能电池及配电柜等都放置于 成品钢制集装箱内，将集装箱安置于基础上。集装箱其重量较小，对地基承载 力要求不高，一般采用天然地基。由于基础对防水要求较高，并采用钢筋混凝 土箱型基础。集装箱基础顶面设计标高一般高出场地自然标高，以免积水。4.
12、 项目方案总结项目储能工程主要为削峰填谷的应用，根据业主的用电负荷情况，确定储能系统的安装容量为200kW/800kWh。储能系统在夜间电价低谷时段 （23:007:00）进行充电，在白天电价高峰时段（10:0015:00、18:0021:00） 进行放电，每天进行一次充放电。北京工商业电价如下，其中高峰值电价1.3782元/kWh，平段电价 0.8595元/kWh，低谷段电价 0.3658元/kWh。 峰谷电价时段划分为：高峰时段为8小时（10:0015:00、18:0021:00），平 段为8小时（7:0010:00； 15:0018:00； 21:0023:00），低谷时段为 8小时 （23:007:00）。采用磷酸铁锂电池这一储能技术为核心的储能电站，相比于抽水蓄能、压缩空气储能等现有储能技术，具有明显的成本和运行寿命优势，经济效益突 出，需求巨大，应用前景广阔。随着全球电力需求逐年增长，用电高峰和低谷 的负荷差距越来越大，磷酸铁锂电池储能电站（系统）作为一项新兴技术，将 给电网储能领域带来革命性的技术更新，具有巨大的社会效应和经济效应。
