384KWH集装箱微网储能技术方案

集装箱微网储能技术方案2018.8.25方案说明本方案采用集装箱储能系统方案，该系统具有节约占地的优势。方案采用PCS储能系统构成充放电循环系统结构。系统配置一台100KWPCS负责系统的充放电管理工作，配备309只2V200AH蓄电池，合计储能容量132kwH。系统安装在集装箱内。一、主要设备技术参数1.1系统结构图本系统主要部件包含蓄电池组和储能变流器两部分，通过储能变流器实现能量的储能与输出的调节。1.1储能变流器技术参数直流侧工作电压范围：500~800V最大直流功率：110kW最大直流电流：220A交流侧额定功率：100kW最大交流功率：110kVA最大交流电流：159A最大总谐波失真：3%（额定功率时）额定电网电压：400V允许电网电压范围：310~450V额定电网频率：50Hz/60Hz允许电网频率范围：45~55Hz/55~65Hz额定功率因数：0.99隔离变压器：具备功率因数可调范围：0.9（超前）~0.9（滞后）独立逆变电压范围：400V±3%（三相四线）独立逆变输出电压失真度：3%（线性负载）带不平衡负载能力：100%独立逆变电压过渡变动范围：10%以内（电阻负载0⇔100%）效率最大效率：97.3%效率最大效率：97.30%常规数据尺寸（宽×高×深）：806×1884×636mm重量：750kg运行温度范围：-30~+55℃停机自耗电：40W冷却方式：温控强制风冷防护等级：IP21相对湿度：0~95%，无冷凝最高海拔：6000m（＞4000m需降额）显示屏：触摸屏调度通讯方式：RS485、EthernetBMS通讯方式：RS485、CAN通信协议：IEC104/ModbusTCP/ModbusRTU证书：CGC、TÜV1.2蓄电池蓄电池选择2V200AH蓄电池组，在集装箱内采用两边布置，共计309块，储能容量123.6KWH。1、规格型号与外型尺寸电池型号额定容量（AH/C10）外形尺寸（mm±2mm）参考重量（～Kg）质保期（年）设计使用年限长宽高总高GFM200-2200171111341365133202、应用领域本系列蓄电池适用于储能、UPS不间断电源、通信、电力、船舶及军事等工业或类似用途的领域。蓄电池中的硫酸电解液是不流动的，或吸附在电极间的微孔结构中或呈胶体形式。本系列蓄电池执行标准:GB/T22473－2008《储能用胶体蓄电池》、GB/T19638.2－2005《固定型阀控密封式胶体蓄电池》。3、性能参数电池内阻电池完全充电（25℃）≤1mΩ不同温度下电池容量40℃≥105％25℃≥100％0℃≥85％－10℃≥80％不同小时率容量10hr≥100%C10120hr≥120%C10电池存放容量1个月（25℃）≥97％3个月（25℃）≥94％6个月（25℃）≥88％最大充电电流0.25C10（A）充电限压充电使用2.4V/12V－18mV/℃浮充使用2.25V/12V－18mV/℃4、技术优势1、绿色环保：特种合金作极板材料，和环境友好；胶体电池采用了胶体电解质，即使电池壳破裂也没有电液泄漏，增加了电池的环境安全性。2、采用高锡稀土多元合金，增加极板的耐腐蚀性，内阻小，具有较高的放电效率和较强的高倍率放电性能。3、采用特殊的进口铅膏添加剂，自放电率低，耐深放电和较强的容量恢复能力。4、采用高温高湿固化工艺，稳定铅膏和板栅的PAM界面结构，提高电池的均衡一致性。5、采用进口德国瓦克公司生产的纳米气相二氧化硅制作的胶体电解质，无分层失水慢延缓极板腐蚀速率，设计寿命大于20年。6、专利胶体极板和膏技术，保证了极板的大电流循环使用寿命。5、产品特点1储能系列阀控式密封胶体蓄电池基本特性1.1储能系列阀控式密封胶体蓄电池采用特殊的AGM(超细玻璃棉)隔板,富液式设计,由于隔板本身有微孔通道,电池在充电过程中,正极上产生的氧气可以顺利的通过隔板到达负极,与负极活性物质反应并还原成水,从而实现了气体再化合,同时选用无锑铅钙多元特种合金作铸造电池板栅材料,抑制了氢气的析出,达到基本不失水的目的.所以在电池的整个使用寿命期间无需加酸和加水维护。1.2电池密封反应效率在99%以上，在使用中无酸雾溢出，不腐蚀设备，可随设备安装和使用。1.3电池自放电率低,通过优化合金配方,合理的正负活性物质比例和采用超纯的原辅材料,清洁有序的工作环境,使得电池每月的自放电率≤3%。1.4采用密封式设计可在任意状态放置使用。1.5采用紧装配技术结构紧凑，耐震动性好，比能量高，内阻小，充电接收能力好。2使用寿命长2.1正板栅采用高锡低钙特种多元合金，其晶核分布比普通的铅钙合金更均匀，晶粒间结合致密，减少了晶界腐蚀，提高了极板耐腐性能。2.2特殊的子母筋条板栅设计结构，使得板栅上电流分布更为均匀合理。2.3正极板采用高温高湿的先进固化工艺，形成更多利于寿命的四碱式硫酸铅结构。2.4电解液采用多元混合纳米材料混合技术,在电池内部各部分分布均匀，不存在酸液分层，消除了电池在使用过程中的浓差极化现象，使得AGM隔板保持原有的弹性，从而保持了极群的紧装配，正负活性物质采用特殊添加剂，延缓了电液干枯和板栅腐蚀。结合上述特点：电池设计寿命为20年,正常浮充使用寿命达15年以上。3密封技术可靠3.1安全阀采用迷宫式双层防爆滤酸液阀体结构，当电池内部压力达到一定值时，安全阀自动开启泄压，当压力恢复到正常值时自动关闭，安全阀上的滤酸装置防止了电池在充电过程中的排气酸雾逸出，并可防止外部明火引入电池内部引起电池爆炸。3.2蓄电池端子采用多层极柱胶密封技术，保证了电池极柱在整个使用寿命周期内密封的可靠性。3.3特殊的多元混合纳米材料混合技术电解液保证了即使蓄电池壳体破裂也不会有游离酸溢出。4性能均匀性好为了保证蓄电池的容量、浮充电压的均匀一致性，储能系列电池在整个极板、装配、化成和出厂生产和检验中除做到细致、认真外各工序还增加了产品均一性检测，使得同批次蓄电池出厂开路电压差控制在±10mv之内，内阻差控制在1mΩ之内，保证电池质量的均一性。5连接方便电池之间采用镀锡铜芯多股软电缆短线或镀锡铜排与电池铜极柱端子连接，连接方便，压降小，可有效防止电池间外部短路。6适用温度范围广特殊的胶体电解液配方、特殊的电池设计结构和专用活性特质配方，使得蓄电池具有良好的高低温充放电性能，蓄电池使用温度范围宽，可在-30℃~50℃环境下正常工作，推荐在25℃±5℃环境下使用更能延长电池使用寿命。6、技术性能1、蓄电池组按规定的试验方法，10h率容量应在第一次充放电循环时不低于0.95C10，第五次循环应达到C10，放电终止电压为1.8V/单体。2、公司提供蓄电池接线板及其附件（当地震烈度超过7度时，应提供抗震型安装支架或框体）。3、蓄电池间接线板、终端接头应该采用导电性能优良的材料，并具有防腐蚀措施。蓄电池槽、盖、安全阀，极柱封口剂等材料应具有阻燃性。4、蓄电池采用全密封防泄露结构，外壳无异常变形、裂纹及污迹，上盖及端子无损伤，正常工作时无酸雾逸出。5、蓄电池极性正确，正负极性端子有明显标志，便于连接，极板厚度应与使用寿命相适应。6、蓄电池使用期间安全阀自动开启闭合，开阀压力应在30KPa—40KPa范围内,闭阀压力应≥15KPa范围。7、二个蓄电池之间连接条的压降，3I10时不超过8mV。8、电池组间互连接线应绝缘，终端电池应提供外接铜芯电缆至直流屏的接线板。9、蓄电池在大电流放电后，极柱不应熔断，其外观不得出现异常。10、蓄电池封置90天后，其荷电保持能力不低于94﹪。11、蓄电池的密封反应率不低于99﹪。12、蓄电池具有很强的耐过充能力和过充寿命。以0.3I10电流连续充电16h后，外观应无明显变形及渗液。13、蓄电池自放电率每月不大于3﹪。14、蓄电池在－30℃和65℃时封口剂无裂纹及溢流。15、制造厂提供的蓄电池内阻值，应与实际测试的蓄电池内阻值一致。蓄电池特性曲线如下：(1).蓄电池放电曲线10小时率（0.1CA）、5小时率（0.17CA）、3小时率（0.25CA）放电终止电压为：1.8V/cell；1小时率（0.58CA）放电终止电压为：1.75V/cell。(2).充电曲线蓄电池要求采用恒压限流的充电方式，充电电压在2.23±0.02V/cell范围内，充电设备必须保持恒定功能且稳压精度小于1%，充电瞬间的最大电流不超过0.25C10A1.3集装箱根据项目要求，同时考虑电池堆的成组方式、集装箱内辅助系统的设计、安装以及日常巡视和检修等各方面，选用20英尺标准集装箱。外部尺寸：6192*2438*2591mm。本次投标，每个标准20尺集装箱内配备0.384MWh胶体电池成套装置，即标准20尺集装箱以0.384MWh成套设备为单位向招标方提供。集装箱的主要任务是将电池、环境监控、通讯等设备有机的集成到1个标准的单元中，该标准单元拥有自己独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、电气联锁系统、机械联锁系统、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。集装箱中的走线全部为内走线，除了胶体电池（安装在电池支架上）落地安装外，本次投标箱体采用动力配电箱整合防雷器/断路器/漏电保护开关等设备，配电箱采用壁挂式安装方式。储能电池充电曲线2.02.12.22.32.42.50100200300400电压/V0.000.020.040.060.080.100.12电流/A电压（V）电流XC（A）时间（min）图1.1集装箱储能项目外型图1.1集装箱规格与基本要求1.1.1集装箱机械接口特性集装箱可满足吊车安装的基本安装要求，采用提供螺栓安装和焊接两种固定方式。螺栓固定点和焊接点与整个集装箱的非功能性导电导体（集装箱金属外壳等）可靠连通，同时，以铜排的形式向用户提供2个符合电力标准要求的接地点。集装箱的防护等级为IP54。1.1.2集装箱电气接口特性集装箱内设备供电通过储能双向逆变器（PCS）配套的隔离变压器380V侧引接一路至集装箱。集装箱一次电路电气输出接口为储能双向逆变器（以下简称PCS）的直流、能源管理系统接口、PCS隔离变压器动力电源引入、监控系统等。进出线方式为下进下出。凡涉及和其它设备的连接电缆及接线工作不在本投标方的供货责任范围，投标方参与现场指导安装工作。集装箱内置一套集中壁挂式动力配电箱，动力配电箱可配合加热系统、消防系统、监控系统及其他系统提供电力供给。动力配电箱输入侧应配置一套三相五线TN-S供电系统向集装箱内的负载供电。1.1.3集装箱通讯接口特性用集装箱采用统一的对外通信接口，包含1个RS485（ModbusRTU）接口和一个工业以太网接口，并具备扩展功能。通信接口的型式、性能和技术指标如下：1）RS485：接口采用标准RS485电气规范接口。规约采用ModbusRTU模式；物理层通讯口采用RS485，采用屏蔽双绞线做通讯介质；通讯口链路波特率可选用2400、4800、9600和19200，缺省选用9600；链路传输模式为1主多从半双工。BMS做主机，PCS做从机。2）以太网：接口采用RJ-45端口，10/100Base-T。通信规约文本采用标准MODBUSTCP/IP协议；BMS为服务器，SCADA监控后台为客户端，服务端口号为502；BMS启动后需要在502建立服务侦听，监控后台根据需要与BMS建立连接或断开连接。1.1.4系统设计方案1.1.4.1接地方案本次集装箱提供接地铜排。接地铜排可与整个集装箱的非功能性导电导体（正常情况下不带电的集装箱金属外壳等）可靠联通，同时，集装箱以铜排的形式向用户提供2个符合最严格电力标准要求的接地点，向用户提供的接地点必须与整个集装箱的非功能性导电导体形成可靠的等电位连接，接地点位于集装箱的对角线位置。非功能性导电导体接地点参考图1.2图1.2接地铜排局部视图1.1.4.2防雷系统接地铜排在线路上安装有防浪涌保护模块，并带有辅助报警开关，一旦发生雷击可通过监控平台发出对外报警信号。监控系统实时监测防雷器信号，一旦发生报警，建议系统自动切换到相应的监控