10MWh儲能系統設計方案

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1、10MW版能系統設計方案 密別 標記 5MWZ2h儲能系統 方案設計報告 中航鋰電（洛陽）有限公司 2011年7月 5MWZ2h儲能系統 方案設計報告 編寫 校對 審核 標檢 批準 會簽 目次 1主要技術參數與指標 12系統功能簡介 12.1儲能電池堆 12.2電池管理系統 12.3能量轉換系統 12.4儲能電池柜 13儲能電池堆系統配置 13.1儲能電池 13.2電池管理系統 43.3儲能電池柜 64占地面積 85產品安全、防護措施 11 中航鋰電（洛陽）有限公司 CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,L

2、TD. 1主要技術參數與指標 5MW2h儲能系統。 系統功能簡介2 儲能電池系統由儲能電池堆、電池管理系統（BMS）、能量轉換裝置和后臺監控系統、儲能電池柜及必備的電氣元件和功率電纜組成。 2.1 儲能電池堆 根據用戶系統可配置滿足需求的鋰電池型號、數量、成組方式等。使用時需遵守淺充淺放的原則，以有效延長電池的使用壽命，設計時配置一定的能量冗余度。 2.2 電池管理系統 電池管理系統能夠完成以下功能，有助于提高電池組的使用壽命： 電池電壓、電流和溫度監控，避免過充、過放、過壓、欠壓等問題的發生； 能量均衡管理，克服電池間的一致性差異，確保電池組的能量利用率。2.3能 量轉

3、換系統 能量轉換系統用于鋰電池儲能系統中，內部采用PLC控制，具有多種控制方式和功能: 可根據電網負載情況，自動調節并網功率； 可自動實現鋰電池充放電； 可在電網斷電時，充當獨立逆變電源。 2.4儲能電池柜 儲能電池柜用于存放電池和電池管理系統、規范電線電纜排布、保護設備等。 采用模塊化分組分層設計，使儲能電池系統美觀可靠。 3儲能電池堆系統配置 3.1儲能電池 根據系統負荷要求5MV?用2小時計算，共需能量10MWh系統配置選用我公 司SE180AHAI池，電池外觀尺寸如圖1所示： 1 中航鋰電（洛陽）有限公司 CHINAAVIATIONLITHIUM

4、BATTERYCO.,LTD. ■l 圖1SE180AH微卜觀及尺寸 整體5MW2H儲能系統由10個500KW2h電池簇組成 每個電池簇有一臺額定功率500kW勺PCS下轄電池簇的容量為500kW<2h,電池簇由5個100kW<2h的電池組組成。每個電池組由180Ah兩并216串組成。電池組額定電壓691V,電壓范圍604.8V-777.6V;額定電流為145A(0.4C)，包功率充放電時，電流范圍121A~198A配置的冗余度為80% 一個電池組由1個BCM羽18個BMU&成,5個電池組用1個BAMS 一個電池組用5個電池柜安裝，每個電池柜分4層，每層裝4個電池插箱，每個電池

5、插箱放2并3用共6支180Ah電池。 電池簇通過PCS側獨立的AC/DC單元實現并聯，各單元相互隔離獨立工作，即滿足500kW功率要求，又解決了環流問題，不存在均流均壓問題。 10MWIK統，共用電池21600支，電池柜250臺，BAMS1飴,BCMS5Q&,BMU90飴。斷路器1000VDC250破50臺，直流接觸器EV200共50臺，直流熔斷器DC1000V500Att300支。 2 中航鋰電(洛陽)有限公司 CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,LTD.成組參數如表1所示: 表1單體電池和電池組參數 名稱序號項目技術參數備注 1型號SE18

6、0AHA 2規格⑺283X71X182 3重量⑺5.6?0.1 4額定電壓(V)3.2 5浮充電壓(V)3.4 根據電池老化程度及工況單6充電截止電壓(V)3.4,3.8等參數調整充電截止電壓體 電根據電池老化程度及工況 7放電截止電壓(V)3.0,2.5池等參數調整放電截止電壓 8最大充電電流(A)3C 9最大放電持續電流(A)4C(30S) 10標準充放電電流(A)0.3C 11額定能量(Wh)576 1數量(支)2蓄2連接方式并聯電 3額定容量(Ah)360池 模4額定電壓、充放電截止電壓同單體電池參數塊5儲備能量(kWh)1.15 1電池組能量要求100k

7、W<2h 2數量(支)432 3連接方式2并216用儲 4額定電壓(V)691(2能 電5充電截止電壓(V)735,820 池6放電截止電壓(V)648,540組7放電電流(A)145(0.4C)按照100kW兩負荷計算 8儲備能量(kWh)248.8 3 中航鋰電(洛陽)有限公司 CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,LTD. 1電池堆能量要求500kW<2h 2數量(支)2160儲 3連接方式5個電池組并聯能 電4額定電壓、充放電截止電壓同電池組參數 池5放電電流(A)725(0.4C)按照500kW滿負荷計算簇 6儲備能量(M

8、Wh)1.244 儲1電池堆能量要求5MW2h 能2數量(支)21600電3連接方式10個電池簇并聯池 堆4額定電壓、充放電截止電壓同電池簇參數 5儲備能量(MWh)12.44 注：電池放電電流的大小依據于用戶負荷需求，以上是基于滿負荷條件下的計算數據，實際電流根據工況而定，工況不同儲能電池堆工作時間不同。 電池組的充電電流大小由用戶可用的充電時間確定。一般設計充電電流小于或等于放電電流。 3.2 電池管理系統 電池管理系統主要由以下模塊組成： BMU(BatteryManagementUnit):電池組管理單元，管理12節串聯電池模塊單元，進行電壓和溫度的采集，對本單元電池

9、模塊進行均衡管理。 BCMS(BatteryClusterManagementUnit):電池組管理單元，管理一個串聯回 路 ,同時檢測本組電池的電流，在必要時采取保護措施。中的全部BMU BAMS(BatteryArrayManagementUnit):電池陣列管理系統，管理PCS下轄全部BCMS同時與PCSffi后臺監控系統通信，*I據電池組狀態請求PCSSM整充放電功率。 電池管理系統與儲能電池堆拓撲結構如圖2所示: 4 中航鋰電（洛陽）有限公司 CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,LTD. 保護測控、打印等數據備份主機操作員站

10、Ethernet RS485/CAN 熔斷隔離熔斷隔離斷路器斷路器預充電阻預充電阻電流檢測電流檢測 電池組電池組 電池堆1電池堆5 圖2儲能系統拓撲結構 5 3.3 儲能電池柜 儲能電池機柜選用型材設計，該柜型的整體設計結構能最大程度地滿足可靠性，安全性、設備的散熱要求及操作維修的方便性，柜體結構采用先進的免維護技術。機柜結構采用模數化組合的裝配式結構，保證柜體結構具有良好的機械強度。 每個電池組使用5個機柜，每個機柜尺寸為110OX800X2260,分四層結構，每層可放置4個電池插箱，每個插箱可擺放2并3用共六支180ah電池。這種模塊化分組分層設計，大大增加了安裝和操作的

11、靈活性。單個柜體重約300KG裝入電 池整個柜體重量約為900Kg。電池柜外觀如圖3所示。 圖3電池柜外觀圖4柜內電池排布示意圖 6 圖5柜內電池排布圖 圖6五連柜柜體排布圖 7 4占地面積 儲能系統占地面積需根據儲能室場地結構進行排布。根據以往項目的建造經 驗，需儲能室面積約為68X26m 附上國家電網9MW儲能系統及南方電網4MW儲能系統平面布置

12、圖，以供參 考。 如下圖所示： 8 圖7國網9MW儲能系統平面布置圖 9 圖8南方電網4MW儲能系統平面布置圖 10 5產品安全、防護措施 5.1電池柜防護處理 電池柜的外殼防護等級要根據安裝環境及使用條件，按《GB4208-2008外殼防護等級（IP代碼）》選擇。電池柜在三級污染的條件下運行，即電池柜的防護等級達到IP30以上。 電池柜側封板與柜體，柜門與柜體之間全部裝有發泡成型的密封條。電纜引入孔均裝有過線橡膠套，并且涂有防護密封膠。風扇進出口處裝有高效的過濾裝置，可有效防止灰塵進入，提高設備的防護等級。 電池柜散熱選用的是低噪聲的軸流風機，可以將電池柜

13、的噪聲控制在要求的范圍內。5.2儲能系統裝置安全措施方案 本儲能系統裝置為大型電力電子設備及大規模儲能裝置，具有能量密度高，體積大，重量重，控制精密，結構復雜，專業性強的特點，同時也是高電壓，大電流，高功率的電氣設備。在運輸，安裝，調試，維護過程中，錯誤的接線，錯誤的操作，容易對設備造成損壞，嚴重的甚至威脅人身安全，因此需要采取各種安全措施降低甚至消滅事故發生的可能性。 5.3安裝措施內容 1、安全培訓 (1)安全思想教育 安全思想教育的主要目的是： ,通過提高現場施工與維護人員對錯誤接線，錯誤操作危害的認識，以增強現 場施工與維護人員保護自身和他人人身安全的意識； ,通過提高

14、現場施工與維護人員對安全施工，安全運行重要意義認識，以增強現場施工與維護人員保護設備的責任感。 (2)操作紀律教育 操作紀律教育使施工人員懂得嚴格執行勞動紀律對實現安全施工的重要性。遵守勞動紀律是貫徹安全生產方針，杜絕傷亡事故，保障安全施工的重要保證。 11 (3)安全知識教育 在施工之前須按照《鋰電池使用安全常識》、《儲能系統安裝手冊》、《儲能系統用戶使用書冊》對現場施工與維護人員進行全面培訓。 (4)安全技能培訓 安全技能培訓是指結合本工種，本專業特點，對現場施工與維護人員進行正確安全操作的培訓。每個現場人員都要熟悉本工種本專業的基本技能知識。凡進入現場進行特種作業人員均必須

15、持有特種作業操作許可證。 2、安全規則需知 使用本儲能系統裝置之前，請仔細閱讀相關安全注意事項，以免造成不必要的 損害。 (1)系統的使用環境應滿足GB/T4798.3-2007(1EC60721-3-3:2002)中3C1和 3S1的要求，周圍不得有易燃、易爆、腐蝕性氣體或物品； (2)機箱外殼及接地端子一定要可靠接地，最好是直接與設備間專用的二次設備接地網相連(或通過屏柜的專用銅排)，并確保保護接地的連續性、可靠性。接地點應遠離一次設備的接地點，特別是要遠離避雷針(器)的接地點； (3)應使用合格的交流或直流工作電源供電； (4)產品運行時不得隨意觸摸相關零部件及按鍵、按鈕

16、等，絕對禁止帶電插拔插件?必要的操作應由專業人員按照裝置說明書及現場運行的作業規程的規定進行 (5)產品的某些端子帶有高電壓或大電流，正式投運前一定要確認連接無誤并擰緊端子；需要測量時，千萬要小心使用儀表和工具，避免出現短路、接地、開路等事故； (6)嚴禁非專業人員打開柜門。專業人員檢修時，需注意柜內有高壓電容，當 斷開外部一切電源后，必須等候30分鐘以上，待電容完全放電后才能打開柜門進行檢修或者更換配件。 3、現場安裝施工安全方案措施 (1)安裝團隊指定一名現場設施工安全員； (2)安裝調試施工人員必須進行上崗安全培訓，熟讀安裝調試安裝指南； 12 (3)要有嚴格的總體施工安

17、全技術方案和安全措施，對各種危險點要有充分預 想，要有具體預防措施； (4)開好班前班后會，每天的開收工都要開，缺一不可，要有記錄，若不開班前班后會，不認真研究制定安全技術措施的，一經發現不論后果與否，都將嚴懲不貸； (5)嚴格停電、驗電、掛地線程序，拉開低壓開關施工的一律掛”禁止合閘有人工作"標示牌，停送電工作要專人負責，操作時要使用合格的安全工器具 (6)現場施工人員必須戴安全帽，安全帽必須系帶，無安全帽保護的一律不準 進入施工現場； (7)全部高壓操作，必須佩戴絕緣手套，穿著絕緣鞋進行； (8)安裝工具必須有絕緣膠帶纏繞或其他絕緣措施； (9)在電池組進行串聯前，先用萬用

18、表檢測是否漏電，如有漏電，必須檢查并 排除漏電故障； (10)線路安裝時要嚴格核對線號和色標，防止誤接線； (11)安裝施工現場配備干粉滅火器，防止出現火災事故。 4、操作人員要求 (1)為了防止人為誤操作而導致的安全事故，本儲能系統裝置只允許受過培訓的合格電氣工作人員進行操作。 (2)系統操作人員應配有足夠的安全設備并具備基本的急救能力。 (3)系統操作人員要求熟悉本手冊相關內容的所有說明及安全警告。 5、注意事項 (1)系統運行時，運行人員應盡可能的在后臺進行相關操作，盡量避免直接接觸裝置本體； (2)系統運行過程中，嚴禁任何人員帶電插撥端子或碰觸PCS內部元件及接觸

19、 點； (3)系統運行過程中，嚴禁任何人員在柜門上的液晶面板上進行隨意操作； 13 (4)系統運行過程中，如出現異?，F象需停機檢修時，操作人員應從就地監測系統操作臺或站級監控系統下達停機指令，盡量避免在柜門前拍急停按鈕來使系統停機； (5)系統運行過程中，任何人員不得隨意打開前/后柜門; (6)系統運行過程中，避免觸摸接近熱源的外殼零件以免燙傷； (7)系統在運行過程中，任何人員不得有意或無意手動斷開上級電源開關，應 有相應的監護機制； (8)系統內PCSft需要停電檢修時，裝置停電并確認斷開一切外部電源后，由 于內部高電壓電容的存在，技術人員需最少等待30分鐘后才能打開柜門進行檢修 (9)在電池柜進行高壓操作時必須帶絕緣手套、絕緣鞋、絕緣帽； (10)安裝或檢修工具必須有絕緣膠帶纏繞或其他絕緣措施； (11)在電池組進行串聯前，先用萬用表檢測是否漏電，如有漏電，必須檢查并 排除漏電故障； (12)在進行電池組用故障排查時，必須遵循下列流程： 1)斷開該電池組用的總正總負接觸器以及斷路器，確保該電池組用與其他電池 組申沒有任何電氣連接； 2)定位問題電池組，斷開該電池組與其他電池組的連接； 3)斷開該電池組與電池管理系統的電壓采集連線和溫度采集連線，進行故障排查。 (13)運行現場配備干粉滅火器，防止火災事故發生。 14