集装箱式储能系统法案

1/181MW/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目录1项目总体设计方案..................................................................................................32储能双向变流器介绍..............................................................................................42.1产品特性..........................................................................................................42.2技术参数..........................................................................................................52.3设备图片..........................................................................................................63电池系统介绍..........................................................................................................63.1主要技术参数..................................................................................................73.2主要设备功能..................................................................................................83.3系统介绍..........................................................................................................94系统联接..................................................................................................................164.1储能电站主接线联接及进出线....................................................................164.2中控柜配电单元进出线连接........................................................................174.3中控柜汇流单元进出线连接........................................................................174.4中控柜通讯管理单元进出线连接................................................................173/181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：NEPCS-500KTL。2.1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。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技术参数型号NEPCS-500KTL交流侧参数交流接入方式三相三线(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47—51.5（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450V—850V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0—95%，无凝露通讯接口以太网、RS485、CAN2.02.3设备图片3电池系统介绍电池系统包含电池架、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7/1860AH。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（3.2V60Ah）电池容量（kWh）各单元电压（V）尺寸（长深高）备注1电池单体110.1923.2V（2.7~3.6V）国能60Ah电池2电池包4P3S122.3044并方案3电池模组4P12S489.21638.4V（32.4~43.2V）650*650*200mm单个抽屉含4个电池包串联4电池架4P228S912175.104730V（615V~820V）1400*650*2400mm5电池堆单元系统（500kW/1550kWh）4P228S*9P82081575.936730V（615V~820V）12600*650*2400mm6集装箱（1MW/3.1MWh）4P228S*9P*2164163151.872730V（615V~820V）53尺（16138*2438*2896mm）其中电池堆部分12600*2438*2896mm2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3.1主要技术参数（1）系统主要参数序号.名称参数值备注8/181额定功率1000kW2储能容量3000kWh3输出直流电压范围615V~820V4系统效率91.3%5电池类型磷酸铁锂电池6工作温度0~25℃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GB4208标准执行10耐盐雾性600h11消防系统消防告警、干粉灭火器12箱体外形尺寸16154（长L）×2438（宽W）×2896（高H）单位：mm13重量50730kg（2）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40°C温差；2、2kW功耗可维持20°C温差。最低温度-40℃高寒型最低温度-50℃CL5231功率型最高温度+40℃允许相对湿度RH0~95%，无凝露。耐地震能力水平加速度g0.25地震裂度：8级3.2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、维护管理指示，说明等。3.3系统介绍3.3.1一次电气原理框图3.3.2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)，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4P12SBMU内置额定电压38.4V电压范围32.4~43.2V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615V~820V（额定730V）尺寸（宽×深×高）1400mm*650mm*2400mm重量Approx.2220kg电池架配置4P228S11/183.3.3电池管理系