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1、0.5MW1MWh集装箱储能系统技术方案目录41.储能的应用2 .系统概-5-62.1 系统组52.2 系统特52.3 系统运行原63 .系统设7-143.1 储能变流器(PCS)7-83.1.1 储能变流器特点73.1.2 储能变流器通信方式83.2 电池管理系统(BMS)9-103.2.1 BMS系统架构83.2.2 BMS功能说明93.2.3 BMS电池管理系统构成及功能描述103.3 能量管理系统(EMS)10-113.3.1 设备监控模块103.3.2 能量管理模块103.3.3 告警管理模块113.3.4 报表管理模块113.3.5 安全管理模块11QAr+4AO血好绿沉Id3.5
2、 消防与空调系统123.6 电池成套系统12-163.6.1 电芯参数123.6.2 电池PACK及成簇133.6.3 电池组在集装箱内的分布153.7 集装箱系统设计要求154 .主要设备清单761.储能的应用电力调储能辅助新能源并&网,Bill Sevtng需求侧响应图1储能的应用(1)微电网：储能系统独立或与其他能源配合，给负载供电，主要解决供电可靠性问题。(2)辅助新能源并网：有效解决弃风弃光，提高经济效益：减少瞬时功率变化，减少对电网冲击；跟踪计划调度，提高并网可控性；提高发电预测精度，提升并网友好性。(3)需求侧响应：对峰谷电价差和补贴有较大依赖，欧美等发达国家已具备盈利模式，以工
3、商业应用为主，户用储能潜力巨大。(4)电力调频：平均来看，储能调频效果是水电机组的1.7倍，是燃气机组的2.5倍，是燃煤机组的20倍以上。2.系统概述2.1 系统组成图2储能系统拓扑图本系统主要包含：* 储能变流器（PCS：）1台500kW离并网型双向储能变流器，在0.4KV交流母线并网，实现能量的双向流动。* 磷酸铁锂电池：采用赣锋3.2V/86AH动力电池，4P3S模组成240串768V电池簇，单个集装箱4簇共约1.05MWh能量。* EMS&BMS：根据上级调度指令完成对储能系统的充放电控制、电池SoC信息监测等功能。* 集装箱：1个30英尺集装箱组成一个0.5MW/1MWh的储能系统。
4、系统特点（1）本系统主要用于峰谷套利，同时可作为备用电源、避免电力增容及改善电能质量。（2）储能系统具备完善的通讯、监测、管理、控制、预警和保护功能，长时间持续安全运行，可通过上位机对系统运行状态进行检测，具备丰富的数据分析功能。（2）BMS系统即跟EMS系统通信汇报电池组信息，也跟PCS采用RS485总线直接通信，在PCS的配合下完成对电池组的各种监控、保护功能。（3）常规0.2C充放电，可离网或并网工作。表1系统参数表序号参数参数值备注1额定功率0.5MW/2额定容量IMWh/3直流电压范围600V900V/4系统平均效率286%/5湿度70%RH/6防护等级IP54/7耐盐雾性600h/
5、8消防系统七氟丙烷/9允许最高海拔2000m/10集装箱尺寸30英尺高柜2.3系统运行策略O储能系统接入电网运行，可通过储能变流器的PQ模式或下垂模式调度有功无功，满足并网充放电需求。电价峰时段或负荷用电高峰期时段由储能系统给负荷放电，既实现了对电网的削峰填谷作用，又完成了用电高峰期的能量补充。O储能变流器接受上级电力调度，按照峰、谷、平时段的智能化控制，实现整个储能系统的充放电管理。O储能系统检测到市电异常时控制储能变流器由并网运行模式切换到孤岛（离网）运行模式。储能变流器离网独立运行时，作为主电压源为集装箱本地负荷提供稳定电电压和频率，确保其不间断供电。3.系统设备介绍3.1 储能变流器（
6、PCS）3.1.1 储能变流器功能（1）有功功率控制功能，PCS储能装置可根据储能系统运行控制系统指令控制其有功功率输出。为实现有功功率调节功能，电池储能系统能接收并实时跟踪执行储能系统运行控制系统发送的有功功率控制信号，根据储能系统运行控制系统控制指令等信号自动调节有功输出，输出有功功率与设置值偏差不超过3%o（2）电压/无功调节功能，PCS储能装置可根据储能系统运行控制系统控制指令等信号实时跟踪调节无功输出，其参数为无功功率、功率因数等参数可由储能系统运行控制系统远程设定。（3）离网V/F控制功能，PCS储能装置在离网模式下，具备电压和频率的调节功能，能够自动设定额定电压和额定频率启动和运
7、行，也可接收外部电压给定指令和频率给定指令进行电压和频率的调节。（4）PCS根据负载的大小进行动态调节的相应时间：100ms（根据客户需求可单独定制）；（5）保网检测相应时间：40ms（根据客户需求可单独定制）：（6）防孤岛检测相应时间：20ms（根据客户需求可单独定制）。M*XS* XB%55OkW 1100ASC500TL*0S-大殳亮节本大交真电箕大每失JK宏网电压 4RSSXt*R*97SBsr?*v flWSB 3*3iBj4%SOOhW&501IVAIQoaA3ISV252-362V 50HZ/60HZ 45-55Hz55-5HZsct*asaK 口史我出)1灾鼻 w*az)无0.
8、 ( Mn ) -0.9 ( JtB )8 W1 ( jBl) 3%(ttttfta)10%以内(电电负0100BXffW OUUI9B.2%(岁三二行爪Cr护R1006 1 2034 86Omm1：KK)K9-3055t度讯方式BMS侑为CK或书RS45. EtherneiRS4S. CAN tECl04Modbus TCPModbu*RTU CQC. TUV G59、Bbew. CSA“ IUJSKEa-oicR*7x werrws可8幽6,mDfiMKmmoM 三E=HKNr 并 av*et图3500KW型储能变折i器3.1.2储能变流器通讯方式(1)以太网通讯方案若单台储能变流器通讯，
9、可直接用网线将储能变流器的RJ45端口与上位机的RJ45端口相连，通过上位机监控系统对储能变流器进行监控。(2)RS485通讯方案在标准的以太网MoDBUSTCP通讯的基础上，储能变流器还提供了可选的RS485通讯方案,它采用的是MODBUSRTU协议，利用RS486RS232转换器与上位机通讯，通过能量管理监控系统对储能变流器进行监控。(3)与BMS通讯通讯方案储能变流器可通过上位机监控软件与电池管理单元BMS通讯，能够监控蓄电池的状态信息，同时也能够根据蓄电池的状态对蓄电池进行报警及故障保护，提高电池组的安全性。BMS系统时刻监控着电池的温度、电压、电流信息，BMS系统与EMS系统通信，也
10、与PCS直接通过RS485总线通信实现实时的电池组保护动作。BMS系统的温度报警措施分三级，初级热管理通过温度采样和继电器控制的直流风扇实现，当检测到电池模组内温度超过限制时集成于电池PaCk内部的BMS从控模块会启动风扇散热。第二级热管理信号预警后BMS系统会与PCS设备联动，限制PCS的充放电电流（具体保护协议开放，客户可以提要求更新）或者停止PCS的充放电行为。第三级热管理信号预警后BMS系统将切断该组电池的直流接触器以保护电池，该组电池对应PCS变换器停止工作。3.2 电池管理系统（BMS）3.2.1 拓扑图储能系统由1个30英尺加高集装箱组成，每台集装箱储能电池接入PCS的直流测，累
11、计由4组电池组成PCS直流侧的电池单元。储能系统为每个集装箱电池配置BMS系统，BMS包括三层架构，分别是BMU.BCMU.BAMSoBttjee图4BMS拓扑图3.2.2 BMS功能说明电池管理系统是由电子电路设备构成的实时监测系统，有效地监测电池电压、电池电流、电池簇绝缘状态、电SOC、电池模组及单体状态（电压、电流、温度、SOC等），对电池簇充、放电过程进行安全管理，对可能出现的故障进行报警和应急保护处理，对电池模块及电池簇的运行进行安全和优化控制，保证电池安全、可靠、稳定的运行。3.2.3 BMS电池管理系统构成及功能描述电池管理系统由电池管理单元ESBMM,电池簇管理单元ESBCM.
12、电池堆管理单元ESMU及其电流、漏电流检测单元组成。BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报，故障告警、上传和存储，电池保护，参数设置，主动均衡，电池组SOC定标和与其它设备信息交互等功能。表2BMS参数表序号参数参数值备注1工作电源DC1224V/2均衡方式被动均衡/3电压采集精度0.2%/4电流采集精度0.5%/5温度采集精度l0C/6绝缘电阻检测精度5%/7SOC偏差5%/8电压采集周期200ms/9电流采集周期100ms/10温度采集周期100ms/11电压均衡平衡度50mvZ12保护过充、过放、过温、短路保护定值可设定13通信方式以太网、CAN、RS485/14通信协议modbus/1
13、5控制系统响应时间200ms从收到指令到实现指令任务3.3 能量管理系统(EMS)能量管理系统是储能系统的最上层管理系统，主要对储能系统和负荷进行监控，数据分析。基于数据分析结果生成实时调度运行曲线。根据预测调度曲线，制定合理的功率分配。电池维PCS状高1电E：n6.50T堆功率：22.70kv单次充电胃：i6JL1Zb战电鬲：30.00A可充有牙：2203.5Hh单次放取量1.9ZheSOC：57.S电量：2*17-4kfh累计充电IeLlkVh城SOGh57.6案计敢电：1.9m3!EMH狙*列表坦电E：112.OOT单次充电金：29.9IKUh环境*境:：24.0t加电溢：0.00A单式
14、长电量：0.0单速度平找：31.8匕组，)军：0.00hf累计充电量：29.9Uh里湿度最大33AI48.3七IflSCC:57.3累计出电量：0.0kh单混度IMOOln5.1匕组SOH：37.0单电H平均：1.7091第SOC平妁37.3三IKll:0.k单电压最K：V单5最大：078f9V.O3成中量739.4IdTb单中”Ib0011.601V+SOC最小.07920.Oif-L-图5能量管理EMS界面示意图3.3.1 设备监控设备监控是查看系统中设备实时数据的模块，以组态或列表的方式查看设备的实时数据，并可通过该界面对设备进行控制和动态配置。3.3.2 能量管理能量管理模块是根据负荷
15、预测结果，结合运行控制模块实测数据和系统分析模块分析结果，确定储能/负荷的协调优化控制策略。主要包含能量管理、储能调度、负荷预测、购售计划和管理策略.能量管理系统能在并网和离网模式下运行，能实行24小时长期预测调度、短期预测调度和实时经济调度，不仅保证用户供电可靠性，还提高了系统的经济性。3.3.3 事件告警系统应支持多级告警（一般告警、重要告警、紧急告警），各种告警门限值参数、阈值可设置，各级告警指示灯的颜色和声音报警频率、音量应能根据告警级别自动调整，当告警发生时均应及时自动提示告警，显示告警信息，并提供告警信息的打印功能。告警延时处理，系统应具有告警延时和告警恢复延时设置功能，告警延时时
16、间可由用户设定。在告警延时范围内告警消除时，将不上送告警；在告警恢复延时范围内告警再次产生时，将不产生告警恢复信息。3.3.4 报表管理提供查询、统计、整理和打印有关设备数据统计功能，以及实现基础报表软件的管理。监控管理系统具有将各类历史监测数据、告警数据和操作记录等（以下简称性能数据）保存在系统数据库或外置存储器的功能。监控管理系统应能以直观的形式对性能数据进行显示，并能对收集的各性能数据进行分析，检测异常状态。统计和分析结果应能以报表、曲线图、直方图和饼状图等方式显示。监控管理系统应能定期提供被监控对象的性能数据报告，应能产生规定的各种统计资料、图表、日志等，并能够打印。3.3.5 安全管
17、理监控管理系统应具有系统操作权限的划分和配置功能，系统管理员可增删下级各级操作人员并根据需求分配适当的权限。当操作人员取得相应权限时，方可进行相应操作。3.4 监控系统监控系统采用市场成熟的多路视频安全监控完整覆盖集装箱内操作空间与重点设备观察间，支持不小于15天的视频数据。监控系统要对集装箱内的电池系统进行消防、温湿度、烟雾等监控，并根据情况进行相应的声光报警。图6监控拓扑3.5 消防与空调系统集装箱柜内分为设备舱和电池舱两部分。电池舱采用空调制冷，相应消防措施为无管网七氟丙烷自动灭火系统；设备舱为强制风冷，配备常规干粉灭火器。七氟丙烷是无色、无味、无污染气体，且不导电、不含水，不会对用电设
18、备造成伤害，灭火效率高、速度快。3.6 电池成套系统3.6.1 电芯主要参数表386AH电芯参数表Xo.参数产品规格条件2.1.1标准容量909Ah20365V,43A放电电流,新电池状态2,12最小容量87.0Ah23.65V.43A放电电流，新电池状态2.13工作电压2.5-365VNA2.1.4电池内阴lKHz）0.34mQ新电池50SSOC状态2.1.5电池平均内阻lKHz）030mQ新电池50SOC状态2.1.6出货容量40SOC的充电状态（券344Ah）NA2.1.7工作温度（充电）0-5OC参考第22节2.1.8工作温度（放电）-3o-sor参号第2.3节2.1.9电池重量225
19、KgNA3.6.2 电池PACK及成簇表4电池PACK及成簇（单个集装箱）类型型号/参数最低电压最IWJ电压额定电压能量kwh数量电芯86AH2.83.63.20.2753840模组4P3S8.410.89.63.3320电池箱4P6S16.821.619.26.6160电池簇4P240S672864768264.14系统4P240S*46728647681056.71图8PACK成簇3.6.3 电池组在集装箱内的分布本项目采用30英尺加高型集装箱，中间通过隔热层分为配电室与电池室，其中电池室包含电池架、消防柜、BMS控制柜、空调与照明、烟感等。配电室含室1台500KWPCS、EMS配电柜、消
20、防控制室等。3.7 集装箱系统设计要求（1）集装箱内每个舱内至少配置1盏应急照明灯.，一旦系统断电，箱式储能系统内的应急照明灯立即投入使用。日常运维门上方设置防护等级不低于IP54的夜间照明设备，该夜间照明设备通过配电柜内部的单组配电断路器独立供电，断路器可以手动关闭。（2）集装箱提供焊接固定方式。焊接点与整个集装箱系统的非功能性导电导体可靠连通，同时，集装箱以铜排的形式向用户提供2个符合相关标准要求的接地点，接地点与整个箱式储能系统的非功能性导电导体形成可靠的等电位连接。（3）集装箱箱顶配置连接可靠的高质量防雷系统，防雷系统通过接地扁钢或接地圆钢连接至集装箱系统给用户提供的2个的接地铜排上，
21、接地系统中导体的有效截面积不小250mm2o（4）集装箱系统具备良好的防腐、防火、防水、防尘（防风沙）、防震、防紫外线等功能，保证集装箱系统20年内不会因腐蚀、防火、防水、防尘和紫外线等因素出现故障。主要设备清单表5主要设备清单序号名称数量品牌备注1电芯数量3840个XX单体3.2V86Ah2电池管理系统BMS1套/3500KWPCS1台/或250KW机型4BMS控制柜1个/5电池架8个/630英尺集装箱1个/加高型7能量管理系统EMS1套/或集成为1套8配电柜1个/IMWh集装箱式光伏铁锂储能系统方案编制：甜亥：批准页次：2of8生效日期：20xx07-2l1 .系统概述IMWh铁锂储能系统
22、包括两个50OkWh的储能子系统，每个储能子系统由1个50OkWh储能双向变流器及控制系统(PCS)、电池管理系统(BMS)x后台监控管理系缴口磷酸铁锂电池组组成。整套储能系统由一个监控管理系统控制，通过网络协调各组成部分的工作。磷酸铁锂电池组是由432只3.2VlOOAh单体电池通过216串2并联组成Ti,然后通过8簇并联组合而成。电站储能系统采用了科学的内部结构设计，先进的电池生产工艺，并配置较先进的电池管理系统以及能量转换系统，具有高比能量和长寿命、安全可靠、使用温度范围宽等特性，是风、光电储能、智能电网等行业理想的绿色储能电源产品。2 .系统外观图生效日期：2()xx-07-2l3.系
23、统结构示意图丸伏植件帙电控主机鼻电”一产一鬻IOKV并M变压器10KV/380V380V监控系统/后台控制PCS 1PCS2ndVbms电池组阵列1配置BMS电池组阵列2外把文漉接入设番Ii文波动力线第配电败露接埴线路版本：R2.0页次：4of8生效日期：2()xx-07-2l系统接入拓扑r1I外卷色控羸统I页次：5of8生效日期：20xx11-2l4.储能系统规格参数项目参数标称电压691.2V标称容量1600Ah（0.2C放电速率）标称储能能量1.OMWh放电正常工作电流320A可调整最大持续电流480(5min)放电截止总电压约604.8V放电截止单体电压2.5V充电充电截止总电压766
24、.85V充电截止单体电压3.65V充电电流320A最大持续电流480A(5min)充电截止电流5A充放最大脉冲电流640IOA(IOS)工作效率90%工作温度/湿度充电温度0C+45oC放电温度-20C+60C当环境温度大于45时，请注意通风散热充放电湿度RH85%,大于85%时注意防水存储温度/湿度温度0C40C（容量80%左右）长期存储温度在15C25C湿度RH50%,易氧化部件注意密封保存组装方式216串16并(3.2VlOOAh模块)重量33+0.5t外部尺寸供参考Q219210)mm*(245810)mm*(259110)mm*2标准40尺集装箱页次：6of8生效日期：2()xx)7
25、-21保护功能过充保护、过放保护、温度保护、均衡功能、通讯功能、监控等防水等级IP54额定输出电压AC380V(330V-410V)50Hz对外通讯方式以太网(modbus)5. BMS系统设备介绍电池监测模块BMM3.1该单元集电池运行信息监测采集、充电均衡管理、故障诊断等功能于一体。设计紧凑合理，高度集成，各单元间采用隔离技术绝缘性能好，可靠性、安全性高。每一个模块可对24串电池进行监测和维护，可连接多路温度传感器，储能电池管理模块之间及与储能系统管理单元之间采用RS485或CAN连接。1 .在线自动检测每节蓄电池电压、蓄电池组端电压、充放电电流和温度等；2 .实时报警功能，实现对电压、温
26、度、电流的超限报警；3 .现场报警，干节点输出闭合，可实现远端计算机报警并显示报警内容；4 .在线自动定期(周期可设)测试蓄电池内阻；5 .具有RS485/或CAN通讯接口，可接入监控系统或现场采集单元，实现数据和告警信息上送，达到远程监控蓄电池组的目的；6 .采用模块化设计，安装、使用和维护方便，且模块间相互隔离、可靠性高；7 .产品具有蓄电池组在线均衡维护功能，可通过对单体蓄电池在线小电流充电，提高蓄电池组电压一致性，达到延缓蓄电池失效的目的。储能电池监测模块BMM3.1电池组控制模块ESGU页次：7of8生效日期：20xx11-2lESGU主要是对整组电池的运行信息收集，采集整组电池的总
27、电压和电流，对电池组出现的异常进行报警和保护；能根据安全处理规则的要求对电池组进行保护，确保电池系统的安全、稳定运行，当电池严重过压、欠压、过流（短路）、漏电（绝缘）等异常故障情况出现时，储能系统管理单元发出命令至该单元，控制整组电池的开断，避免电池被过充、过放和过流。具体功能具备系统上电自检功能，主要包括所有传感器、系统状态等；具备电池组端电压、电流、温度等检测功能；具有电池正负极对机壳的绝缘检测功能；具有管理主接触器控制及主接触器反馈信号检测功能；异常报警及硬接点保护控制功能；具备CAN/RS485总线通讯功能。电池组控制模块ESGU储能系统管理单元ESNfU对BMM3.1上传的电池实时数
28、据进行数值计算、性能分析、报警处理及记录存储，此外，可一对一实现与PCS主机、储能调度监控系统等进行联动控制，根据输出功率要求及各组电池的SOC优化负荷控制策略，保证所有电池组的总运行时间趋于一致。具体功能a.监测显示数据1）监测显示单体电池电压数据。生效日期：20xx）7-2l2）监测显示电流数据。3）监测显示温度。温度包括：环境温度、BW3.1的数据。b.报警功能1）通讯连接报警。2）温度过高或者过低报警。3）单体电压过高及过低报警。4）组端电压过高或者过低报警。5）BMM3.1错误报警。c保护1）单体电压过低或者过高保护。2）温度过低或者过高保护。3）组端电压过高或者过低保护。d.参数设
29、置D电池组安装及运行参数的设置2）网络通讯参数设置3）接口协议参数设置4）ESGU参数设置储能系统管理单元BMS系统保护方式1、储能用BMS和PCS及后台都有数据通信，通信方式与PCS是以太网或RS485的方式，与后台监控是以太网的方式，采用的通信协议都是ModbUS或IEC61850（可选），确保当BMS和PCS间出现通信异常时，BMS、电池、后台能正常工作，能却把电池和BMS正常运行。2、电池管理系统BMS与后台通信采用标准ModbUS协议或IEC61850（可选），具有高性能、高可靠性、实时性的通讯能力，具有多种错误检测方式，保证庞大数据量上传及指令下发的准确性和及时性。3、BMS通过以太网（RS485）和两路硬接点两种方式与PCS进行联系，保证在电池组出现严重故障时及时停运。
