张树森-离网型储能电站设计对相关电气设备的主要技术要求

离网型储能电站设计离网型储能电站设计对相关电气设备的对相关电气设备的主要技术要求主要技术要求离网型储能电站设计离网型储能电站设计对相关电气设备的对相关电气设备的主要技术要求主要技术要求张树森张树森20152015年年55月月1212日日于深圳市于深圳市张树森张树森20152015年年55月月1212日日于深圳市于深圳市22演讲主要内容演讲主要内容标准编制及执行情况标准编制及执行情况2引言引言143典型系统接线图及主要技术原则典型系统接线图及主要技术原则特殊说明的几个问题特殊说明的几个问题311引言引言《关于实施金太阳示范工程的通知》财建[2009]397号。财政部科技部国家能源局二〇〇九年七月十六日“偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助。”2012年，青海省科技厅组织中广核电力公司实施金太阳工程项目。2013年12月11日，世界最大规模离网光伏电站——青海省玉树藏族自治州曲麻莱县7.203MWp分布式离网光伏电站建成试运行。411引言引言工程实施阶段离网储能电站的设计和产品标准配套不全，所以相关工程设计当中参考、参照了电力系统、智能化、火力发电厂、输变电工程的设计理念。由于设计和产品标准的不统一，所以在工程实践当中有很多实验及示范技术应用。522标准编制及执行情况标准编制及执行情况参审国标、能标、企标包括：《电化学储能电站设计规范》GB51048-2014；《风光储输联合发电站设计规范》GB；《分布式电源接入配电网技术规定》NB/T32015-2013；《电化学储能电站施工及验收规范》GB；《电化学储能系统接入电网运行控制规范》NB/T33014-2014。《电化学储能系统接入配电网技术规定》NB/T33015-2014；622标准编制及执行情况标准编制及执行情况《分布式电源孤岛运行控制规范》NB/T33013-2014；《大容量电池储能站电池管理系统技术规范》GB；《大容量电池储能站蓄电池技术规范》NB；《大容量电池储能站能量转换系统技术规范》NB；《大容量电池储能站监控系统技术规范》NB；《大容量电池储能站监控系统与电池管理系统通信协议》NB；《储能变流器检测技术规程》GB；722标准编制及执行情况标准编制及执行情况《微电网工程设计规范》GB；《电池储能系统储能变流器技术规范》GB；《电池储能电站设计技术规程》Q/GDW；《储能变流器检测技术规程》GB。未参审国标：《储能用铅酸蓄电池》GB/T22473-2008。822标准编制及执行情况标准编制及执行情况主要参考标准包括：《电力系统设计技术规程》DL/T5429-2009；《继电保护和安全自动装置设计规程》GB/T14285-2006；《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062-2008；《电力系统安全稳定控制技术导则》GB26399-2011。933典型系统接线图及主要技术原则典型系统接线图及主要技术原则典型系统接线图电气主接线站用电中性点接地方式主要电气设备选择10典型系统接线图典型系统接线图11典型系统接线图典型系统接线图电池经过串联、并联后，形成电池堆（阵列），每2000kWh容量或2500kWh容量接入1台500kW受控储能双向逆变器，；一般采用1000kVA分裂变压器作为储能单元，也可以按照储能变流器的特性定制升压变压器，但建议不超过3150kVA（10kV）；若干个储能单元内的升压变经电缆接入布置于汇集站内的10kV配电装置内。最后，通过一回10kV线路接入系统（也可能是多点接入，根据电网情况确定）。12电气主接线电气主接线储能站内的集电线路方案一般采用汇集到主干线路上的方式，也可采用每个储能单元分别接入10kV配电装置的方案；由于10kV、400V配电装置的进出线回路数较少，所以采用一般均采用单母线的接线方式。13站用电站用电离网型储能站宜设置一台站用变压器，由站内的10kV配电装置引接，保证发电、用电分开。无电地区建议采取技术措施或柴油发电机组作为备用电源。站用变压器一般主要为控制楼周边负荷供电，不为就地逆变站的负荷供电。对于整套储能单元（一般为1MW），其自用的暖通、照明等负荷由储能单元内的电源供电。14中性点接地方式中性点接地方式10kV中性点的接地方式应采用小电阻接地方式或不接地方式。400V中性点采用直接接地的接地方式。可以按照储能逆变器的要求采用低压中性点不接地方式。15主要电气设备选择主要电气设备选择10kV断路器的开断电流一般选为25kA，配电装置采用户内铠装式交流金属封闭开关设备。升压变压器的容量可选为1000kVA，2000kVA，3150kVA。在型式方面，可选择油浸式和干式的，油浸式变压器的初始投资略低，而干式变压器的运行维护非常方便，干式变压器应该是首选的变压器型式。可以选择低压侧分裂的变压器。16储能类型典型额定功率额定容量特点应用场合机械储能抽水储能100~2000MW4~10h适于大规模，技术成熟。响应慢，需要地理资源。日负荷调节，频率控制和系统备用压缩空气10~300MW1~20h适于大规模。响应慢，需要地理资源。调峰，系统备用飞轮储能5kW~1.5MW15s~15min比功率较大。成本高、噪音大。调峰、频率控制、UPS和电能质量电磁储能超导储能1~100kW2s~5min响应快，比功率高。成本高、维护困难。电能质量控制、输配电稳定，UPS电容器1~100kW1s~1min响应快，比功率高。比能量太低。输电系统稳定、电能质量控制超级电容10kW~1MW1~30s响应快，比功率高。成本高、储能量低。与FACTS结合电化学储能铅酸电池1kW~50MW1min~3h技术成熟，成本较小。寿命短，环保问题。电能质量、频率控制、电站备用、黑启动、可再生储能液流电池5kW~100MW1~20h寿命长，可深放，适于组合，效率高，环保性好。储能密度低。电能质量、备用电源、调峰填谷、能量管理、可再生储能钠硫电池100kW~100MW数小时比能量与比功率较高。高温条件、运行安全问题有待改进。电能质量、备用电源、调峰填谷、能量管理、可再生储能锂电池kW~MW分钟~小时比能量高。成组寿命、安全问题有待改进。电能质量、备用电源、UPS1744特别说明的几个问题特别说明的几个问题并网型储能站与离网型储能站的差别对电池的基本要求对BMS的基本要求对变流器的基本要求能量管理系统的基本要求集装箱方案对设备的基本要求对监控系统的基本要求18并网型储能站与离网型储能站的差别并网型储能站与离网型储能站的差别电力系统中配置大容量储能装置通常有两种目标：实现电站峰值转移，这要求储能装置具备大功率、大容量；平滑电站的短期（数十分钟以下）波动，这对储能装置的功率和容量要求不如前者高。一般是用于平滑电站的短期波动，或根据电站预测的出力曲线，配合辅助输出，使电站输出与事先预测接近一致，提高新能源发电输出的可靠度和可预测性。离网型储能站的主要任务是保证供电，全面的解决方案是电力系统的问题。19并网型储能站与离网型储能站的差别并网型储能站与离网型储能站的差别并网型储能站原则上没有离网运行要求，因为没有可匹配的负荷。离网型储能站长期连续供电，带变动负荷。并/离网型储能站实际上就是离网型储能站，主要差别体现在监控系统。20对电池的基本要求对电池的基本要求可靠性：电池的一致性问题；电池的老化问题；电池的防爆问题；电池的环保问题。充放电能力满足负荷要求；经济性：电池的价格。21对对BMSBMS的基本要求的基本要求与电池特性的匹配；具备电气保护功能；具备管理功能；与变流器通信，功能上需要相互配合。22对变流器的基本要求对变流器的基本要求与电池的特性匹配；具备V/F控制模式，P/Q控制模式，并能够实现在线的相互转换；具备多V/F源协调控制功能；具备黑启动运行能力；能接受能量管理系统的指令并执行。23对能量管理系统的基本要求对能量管理系统的基本要求变流器、BMS向能量管理系统开放通信协议并受控；能量管理系统向监控系统开放通信协议并受控；通信协议DL/T634.5104（IEC60870-5-104）标准规约，并逐步过渡到IEC61850；能量管理系统要与电池的性能匹配；能量管理系统具备黑启动调控功能。24集装箱方案对设备的基本要求集装箱方案对设备的基本要求变压器采用预装式；逆变器、电池等采用集装箱式设备；箱内包含电气一次、二次设备，电缆设施；具备就地检修的条件；箱内设备自行解决照明、采暖、通风、供电、防爆、消防等需求。25对监控系统的基本要求对监控系统的基本要求对站内实现监控，除储能系统外，一般还有电气系统，光伏系统等；适应电网的要求，具备调度自动化系统功能：对网内其他电源的管理；对网内负荷的管理，特别是应急管理。谢谢各位领导和专家！谢谢各位领导和专家！谢谢各位领导和专家！谢谢各位领导和专家！