110KWh儲能系統技術方案

2021-12-21 電力電子器件技術


微電網:儲能系統獨立或與其他能源配合,給負載供電,主要解決供電可靠性問題。

 

系統主要包含

* 儲能變流器:1臺50kW 離併網型雙向儲能變流器,在0.4KV交流母線併網,實現能量的雙向流動。

* 磷酸鐵鋰電池:125KWH

* EMS&BMS:根據上級調度指令完成對儲能系統的充放電控制、電池 SOC 信息監測等功能。

1系統特點

(1)本系統主要用於峰谷套利,同時可作為備用電源、避免電力增容及改善電能質量。

 (2)儲能系統具備完善的通訊、監測、管理、控制、預警和保護功能,長時間持續安全運行,可通過上位機對系統運行狀態進行檢測,具備豐富的數據分析功能。

 (2)BMS系統即跟EMS系統通信匯報電池組信息,也跟PCS採用RS485總線直接通信,在PCS的配合下完成對電池組的各種監控、保護功能。

 (3)常規0.2C充放電,可離網或併網工作。

2、系統運行策略

  ◇儲能系統接入電網運行,可通過儲能變流器的PQ模式或下垂模式調度有功無功,滿足併網充放電需求。

◇電價峰時段或負荷用電高峰期時段由儲能系統給負荷放電,既實現了對電網的削峰填谷作用,又完成了用電高峰期的能量補充。

◇儲能變流器接受上級電力調度,按照峰、谷、平時段的智能化控制,實現整個儲能系統的充放電管理。

  ◇ 儲能系統檢測到市電異常時控制儲能變流器由併網運行模式切換到孤島(離網)運行模式。

  ◇ 儲能變流器離網獨立運行時,作為主電壓源為本地負荷提供穩定電電壓和頻率,確保其不間斷供電。

3儲能變流器(PCS

先進的無通訊線電壓源並聯技術,支持多機無限制並聯(數量、機型)。

●支持多源並機,可與油機直接組網。

●先進的下垂控制方法,電壓源並聯功率均分度可達99%。

●支持三相100%不平衡帶載運行。

●支持並、離網運行模式在線無縫切換。

●具有短路支撐和自恢復功能(離網運行時)。

●具有有功、無功實時可調度和低電壓穿越功能(併網運行時)。

●採用雙電源冗餘供電方式,提升系統可靠性。

●支持多類型負載單獨或混合接入(阻性負載、感性負載、容性負載)。

 

●具備完善的故障以及操作日誌記錄功能,可記錄故障時高解析度的電壓、電流波形。

●優化的硬體及軟體設計,轉換效率可高達98.7%。

●直流側可接入光伏組件,同樣支持多機電壓源並聯,可作為離網光伏電站低溫、無蓄電情況下的黑啟動電源。

● L系列變流器支持0V啟動,適用於鋰電池

● 20年長壽命設計。

4、儲能變流器通訊方式

(1)乙太網通訊方案

若單臺儲能變流器通訊,可直接用網線將儲能變流器的RJ45埠與上位機的RJ45埠相連,通過上位機監控系統對儲能變流器進行監控。

(2)RS485通訊方案

在標準的乙太網MODBUS TCP通訊的基礎上,儲能變流器還提供了可選的RS485通訊方案,它採用的是MODBUS RTU協議,利用RS485/RS232轉換器與上位機通訊,通過能量管理監控系統對儲能變流器進行監控。

(3)與BMS通訊通訊方案

儲能變流器可通過上位機監控軟體與電池管理單元 BMS 通訊,能夠監控蓄電池的狀態信息,同時也能夠根據蓄電池的狀態對蓄電池進行報警及故障保護,提高電池組的安全性。

BMS系統時刻監控著電池的溫度、電壓、電流信息,BMS系統與EMS系統通信,也與PCS直接通過RS485總線通信實現實時的電池組保護動作。BMS系統的溫度報警措施分三級,初級熱管理通過溫度採樣和繼電器控制的直流風扇實現,當檢測到電池模組內溫度超過限制時集成於電池pack內部的BMS從控模塊會啟動風扇散熱。第二級熱管理信號預警後BMS系統會與PCS設備聯動,限制PCS的充放電電流(具體保護協議開放,客戶可以提要求更新)或者停止PCS的充放電行為。第三級熱管理信號預警後BMS系統將切斷該組電池的直流接觸器以保護電池,該組電池對應PCS變換器停止工作。

4 BMS功能說明

電池管理系統是由電子電路設備構成的實時監測系統,有效地監測電池電壓、電池電流、電池簇絕緣狀態、電SOC、電池模組及單體狀態(電壓、電流、溫度、SOC 等),對電池簇充、放電過程進行安全管理,對可能出現的故障進行報警和應急保護處理,對電池模塊及電池簇的運行進行安全和優化控制,保證電池安全、可靠、穩定的運行。

5 BMS電池管理系統構成及功能描述

電池管理系統由電池管理單元ESBMM、電池簇管理單元ESBCM、電池堆管理單元 ESMU及其電流、漏電流檢測單元組成。BMS 系統具有模擬信號高精度檢測及上報,故障告警、上傳和存儲,電池保護,參數設置,主動均衡,電池組 SOC 定標和與其它設備信息交互等功能。

6、能量管理系統(EMS)

能量管理系統是儲能系統的最上層管理系統,主要對儲能系統和負荷進行監控,數據分析。基於數據分析結果生成實時調度運行曲線。根據預測調度曲線,制定合理的功率分配。

1、設備監控

   設備監控是查看系統中設備實時數據的模塊,以組態或列表的方式查看設備的實時數據,並可通過該界面對設備進行控制和動態配置。

2、能量管理

能量管理模塊是根據負荷預測結果,結合運行控制模塊實測數據和系統分析模塊分析結果,確定儲能/負荷的協調優化控制策略。主要包含能量管理、儲能調度、負荷預測、購售計劃和管理策略.

能量管理系統能在併網和離網模式下運行,能實行24小時長期預測調度、短期預測調度和實時經濟調度,不僅保證用戶供電可靠性,還提高了系統的經濟性。

3、事件告警

   系統應支持多級告警(一般告警、重要告警、緊急告警),各種告警門限值參數、閾值可設置,各級告警指示燈的顏色和聲音報警頻率、音量應能根據告警級別自動調整,當告警發生時均應及時自動提示告警,顯示告警信息,並提供告警信息的列印功能。告警延時處理,系統應具有告警延時和告警恢復延時設置功能,告警延時時間可由用戶

設定。在告警延時範圍內告警消除時,將不上送告警;在告警恢復延時範圍內告警再次產生時,將不產生告警恢復信息。

4、報表管理

   提供查詢、統計、整理和列印有關設備數據統計功能,以及實現基礎報表軟體的管理。監控管理系統具有將各類歷史監測數據、告警數據和操作記錄等(以下簡稱性能數據)保存在系統資料庫或外置存儲器的功能。

監控管理系統應能以直觀的形式對性能數據進行顯示,並能對收集的各性能數據進行分析,檢測異常狀態。統計和分析結果應能以報表、曲線圖、直方圖和餅狀圖等方式顯示。

監控管理系統應能定期提供被監控對象的性能數據報告,應能產生規定的各種統計資料、圖表、日誌等,並能夠列印。

5、安全管理

   監控管理系統應具有系統操作權限的劃分和配置功能,系統管理員可增刪下級各級操作

人員並根據需求分配適當的權限。當操作人員取得相應權限時,方可進行相應操作。

6、監控系統

監控系統採用市場成熟的多路視頻安全監控完整覆蓋貨櫃內操作空間與重點設備觀察間,支持不小於15天的視頻數據。監控系統要對貨櫃內的電池系統進行消防、溫溼度、煙霧等監控,並根據情況進行相應的聲光報警。

7、消防與空調系統

   貨櫃櫃內分為設備艙和電池艙兩部分。電池艙採用空調製冷,相應消防措施為無管網七氟丙烷自動滅火系統;設備艙為強制風冷,配備常規乾粉滅火器。

   七氟丙烷是無色、無味、無汙染氣體,且不導電、不含水,不會對用電設備造成傷害,滅火效率高、速度快。

 

主要設備清單

 

序號

名稱

規格

數量

單價

小計

1

儲能變流器

PCS-50KW

1臺

90000.00

90000.00

2

125kWh 儲能電池系統

含空調、消防

1臺

350000.00

350000.00

BMS控制櫃、電池管理系統BMS、能量管理系統EMS

3

交流配電櫃


1個

8500.00

8500.00

4

直流匯流箱


1臺

4500.00

4500.00

文章來源:電力電子技術與新能源

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