***有限公司綜合能源系統解決方案集裝箱式儲能電站9MW/36MWh***科技有限公司209年9月目錄一、項目概況 一、項目概況***集團有限公司（簡稱“***”）成立于1999年，是中國建材的核心企業，是集**、商品混凝土、砂石骨料、**制品等制造及研發、節能環境保護與綜合利用為一體的國家重點扶持的大型**企業集團。***有限公司于2002年12月25日在徐州市工商行政管理局登記成立。法定代表人孫建成，公司經營范圍包括**、熟料生產、倉儲、銷售及售后服務。徐州***堅持以專業化的制造技術、專家化的管理手段確保高品質產品的生產;堅持以完善的市場保障系統、專情化的服務理念對消費者負責。生產線全部用國際先進的新型干法工藝，按***統一的質量標準生產，使用統一的“CUCC”***牌商標。產品品種涵蓋了32.5、42.5、52.5、62.5等各種型號及性能的一般**和商品混凝土。徐州***生產的“CUCC”***牌**具有較高的安定性，凝結時間適中，早期、后期強度高，和易性、耐磨性、可塑性、均勻性優良，色澤美觀，堿含量低等特點。實物質量達到國際先進水平。廣泛應用于國防、交通、水利、工農業建設等復雜、要求高的工程。1、1項目名稱***有限公司綜合能源系統解決項目。1、2項目背景該項目位于江蘇省徐州市，用電池組作為儲能元件，在電力處于低價位時期蓄電，在電力處于峰時段放電，實現電力削峰填谷，調節用戶側需求響應，這不但可以降低電網的峰值負荷，有利于電網的安全運行，還能產生巨大的經濟效益。1、3建設內容1）建設內容:集裝箱式儲能電站;2）裝機容量:9MW/36MWh;1、4建設地點與占地面積*****初步估算需求占地面積為900m2，詳細選址需進一步調研后確認。二、項目建設可行性分析2.1產業政策國家發展和改革委員會2016年頒發《可再生能源發展“十三五”規劃》，明確提出推動儲能技術在可再生能源領域的示范應用，實現儲能產業在市場規模、應用領域和核心技術等方面的突破。國家發展改革委、財政部、科學技術部、工業和信息化部、國家能源局于2017年9月22日聯合頒布發改能源[2017]1701號《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》，明確指出鼓勵在用戶側建設分布式儲能系統，鼓勵通過配置多種儲能設備提高微電網供電的可靠性和電能質量，完善用戶側儲能系統支持政策。對于滿足要求的儲能系統，電網應準予接入。鼓勵和支持國家級可再生能源示范區及其他具備條件的地區、部門和企業，因地制宜開展各類儲能技術應用試點示范。在技術創新、運營模式、發展業態和體制機制等方面深入探索，先行先試，總結積累可推廣的成功經驗。江蘇輔助服務（調峰）市場主要開展深度調峰交易和啟停調峰交易兩類交易品種。市場建設初期，深度調峰交易參與主體為燃煤火電機組、核電機組，啟停調峰交易參與主體為燃煤火電機組和儲能電站。儲能電站建成后參與電網側輔助服務市場可再獲得部分收益。2.2項目意義儲能電站(系統)在電網中的應用目的主要考慮“負荷調節、配合新能源接入、彌補線損、功率補償、提高電能質量、孤網運行、削峰填谷”等幾大功能應用。比如:削峰填谷，改善電網運行曲線;此外儲能電站還能減少線損，增加線路和設備使用壽命。將儲能設施部署在用戶側，可解決電力生產與消費不匹配和電網通道不暢的問題，改變電力“產、運、消”瞬時同步完成的特性，實現消納清潔能源與滿足電力需求的雙重目的。1）儲能設施可發揮電力“倉儲”功能，改變電力產品的瞬時特性，使新能源發電機組供電穩定、安全，促進新能源技術的發展。2）當配電網中用戶所安裝的儲能容量總和達到一定時，能有效地延緩配電網增容擴建，提高配電網運行穩定性，減少用電高峰時電能長距離輸送所產生的損耗。3）用戶側儲能可為用戶平滑負荷、提高供電可靠性、改善電能質量。4）用戶側儲能可實現需求側管理，減小峰谷負荷差，并帶動新型電力消費和交易模式，降低用戶的購電費用。三、設計依據GB51048-2014電化學儲能電站設計規范GB/T36276-2018電力儲能用鋰離子電池GB/T36545-2018移動式電化學儲能系統技術要求GB/T34120-2017電化學儲能系統儲能變流器技術規范GB/T34131-2017電化學儲能電站用鋰離子電池管理系統技術規范GB/T36558-2018電力系統電化學儲能系統通用技術條件GB/T36549-2018電化學儲能電站運行指標及評價GB/T36547-2018電化學儲能系統接入電網技術規定GB/T33592-2017分布式電源并網運行控制規范GB/T33593-2017分布式電源并網技術要求NB/T33015-2014電化學儲能系統接入配電網技術規定、NB/T33014-2014電化學儲能系統接入配電網運行控制規范NB/T31016-2011電池儲能功率控制系統技術條件 NB/T33014-2014電化學儲能系統接入配電網運行控制規范NB/T33015-2014電化學儲能系統接入配電網技術規定 NB/T33016-2014電化學儲能系統接入配電網測試規程 NB/T42089-2016電化學儲能電站功率變換系統技術規范 NB/T42090-2016電化學儲能電站監控系統技術規范 NB/T42091-2016電化學儲能電站用鋰離子電池技術規范DL/T1815-2018 電化學儲能電站設備可靠性評價規程DL/T1816-2018 電化學儲能電站標識系統編碼導則NB/T33011-2014分布式電源接入電網測試技術規范、NB/T33010-2014分布式電源接入電網運行控制規范、NB/T33013-2014分布式電源孤島運行控制規范、NB/T33012-2014分布式電源接入電網監控系統功能規范Q/GDW1564-2014儲能系統接入配電網技術規定Q/GDW676-2011儲能系統接入配電網測試規范Q/GDW696-2011儲能系統接入電網運行控制規范Q/GDW697-2011儲能系統接入配電網監控系統功能規范Q/GDW/Z1769-2012電池儲能電站技術導則Q/GDW1884-2013儲能電池組及管理系統技術規范Q/GDW1886-2013電池儲能系統集成典型設計規范

四、用戶配電現狀4.1峰谷電價目前江蘇省徐州市電網的電力價格見下表41:表41江蘇省徐州市電網峰谷分時電價表時區ABCDE時間（時）00:0008:0008:0012:0012:0017:0017:0021:002:0024:00間隔（小時）84543峰/平/谷谷峰平峰平電價元/kWh)0.3091、0170.681、0970.684.2配電系統***配電網絡為2路110KV進線，一路郎螺778路進線下掛1#和2#主變，其中1#主變停運，2#主變為30000KVA110KV/6KV變壓器;另一路郎螺779進線下掛3#主變，其3#主變31500KVA110KV/6KV變壓器。目前正常運行狀態下2#主變下帶6KVⅠ段母線;3#主變下帶6KVⅡ段和Ⅲ段母線（兩條母線間母聯開關處于閉合）。同時6KVⅠ段母線接有一臺6KV18000KW余熱發電機，即為1#余熱發電機;6KVⅢ段母線也接有一臺6KV18000KW余熱發電機，即為2#余熱發電機;1#發電機發電在13000KW左右，2#發電機發電在16000KW左右。兩路進線都按其變壓器容量繳納基本電費。*****配電系統如下:4.3用電統計2#主變用電量統計如下:2#主變月平均功率曲線如下:2#主變典型日負荷曲線如下:基于以上的曲線分析，2#主變整體負荷波動符合公司24小時連續生產特征，峰平谷時段在4000-13000kW區間內波動。考慮到基本電費按變壓器容量30000kVA收取，儲能系統具有充足的容量進行充電，因此2#變壓器主要限制為消納問題。為保障電量能充分消納，初步判斷儲能系統規模3MW/12MWh。3#主變用電量統計如下:3#主變月平均功率如下:3#主變典型日負荷曲線如下:基于以上的曲線分析，3#主變整體負荷波動符合公司24小時連續生產特征，峰平谷時段在7000-24000kW區間內波動。考慮到基本電費按變壓器容量31500kVA收取，儲能系統充電余量和消納均有一定限制。為保障電量能充分消納及充電不超容，初步判斷儲能系統規模6MW/24MWh。綜合上述分析，可確認*****儲能電站規模為9MW/36MWh，分2個并網點接入。其中，2#主變6kV低壓側接入3MW/12MWh，3#主變6kV低壓側接入6MW/24MWh。五、設計方案*****項目擬建設功率為9MW，儲能電量36MWh的儲能電站。系統由18個0.5MW/2MWh儲能單元構成，用磷酸鐵鋰作為儲能電池，分別通過2個并網點接入6kV母線。系統用3層電池管理系統BMS采集實時數據，經由RS485或CAN通信發送至EMS系統集中控制。EMS可由以太網與上位機進行通訊，實時監控儲能電站運行情況，并通過符合跟蹤裝置調整充放電功率，在谷段及平段進行充電，并在峰時段進行放電，實現峰谷套利。5.1并網接入*****項目由2個并網點共接入9MW/36MWh。其中，2#主變6kV低壓側接入3MW/12MWh，3#主變6kV低壓側接入6MW/24MWh。兩個并網點分別裝設雙向計量裝置，對儲能系統充放電量進行實時計量，且通過裝設逆功率保護裝置，保障儲能系統不向電網返送電。接入示意圖如下所示:5.2系統組成電池系統以2MWh組成一個集裝箱單元，一個集裝箱內有12個電池簇，單節電池用3.2V120Ah規格磷酸鐵鋰電池。集裝箱內包含電池、電池管理模塊，匯流開關，消防設施等，電池簇經直流匯流排匯流后接500kWPCS，經PCS變流后出線為0.4kV。每4個500kW的PCS通過1臺2500kVA6/0.4kV變壓器升壓至6kV后并入儲能系統6kV母線。5.3電池參數電芯用磷酸鐵鋰電芯-LFP48173170E，容量120Ah，標稱電壓3.2V，工作電壓范圍2.5~3.65V，電芯月自放電率≤3%，電芯通過GBT31484-2015、GBT31485-2015和GBT31486-2015國家強檢測試，及IEC62619、UN38.3、MSDS等認證，安全性能符合國家標準。基本特性參數備注一、電芯電芯型號LFP48173170E方形鋁殼電芯類型磷酸鐵鋰電芯容量120Ah0.5C標準充放電電芯額定電壓3.2V最大充電電壓3.65V最大持續放電電流120A重量≤2.86kg尺寸厚度:48±0.5MM寬度:173.9±0.5MM高度:170.2±0.6MM5.4電池成組方案:本項目由18個0.5MW/2MWh儲能單元構成，通過選型計算，選用單體電池為LFP48173170E（額定電壓3.2V、容量120Ah）的鋰離子電池。24只FE105A（額定電壓3.2V、容量120Ah）單體電池用2并12串方式構成電池PACK（額定電壓38.4V、容量240Ah），每簇電池由19個PACK串聯組成（額定電壓729.6V、容量175.104kWh）。儲能單元成組過程如下:名稱成組單元設備組成詳圖裝機容量電池單體用3.2V/120Ah鋰離子電池3.2V/120Ah電池PACK鋰離子電池用2P16S方式構成一個PACK，配備一臺電池監控模塊PACK38.4V/240Ah從控電池簇一個電池簇由19個PACK組成電池簇729.6V/240Ah175.104kWh主控500kW/2000kWh儲能系統12簇鋰離子電池并聯接入1臺500kWPCS，配備總控，高壓箱電池系統2000kWh總控高壓箱500kWPCS5.5電池管理系統（BMS）本次BMS系統是根據大規模儲能電池陣列的特點設計的電池管理系統，本系統使用鋰電池為儲能單元的儲能電池陣列，用于監測、評估及保護電池運行狀態的電子設備集合，包括:監測并傳遞理電池、電池組及電池系統單元的運行狀態信息，如電池電壓、電流、溫度、內阻及保護量等;評估計算電池的荷電狀態SOC、壽命健康狀態SOH及電池累計處理能量等;保護電池安全等。每個儲能電池單元（0.5MW/2MWh）配置BMS，BMS包括三層架構分別監測電芯、電池簇和電池堆的相關運行參數。一級BMS監測單體電芯的電壓、溫度，具備均衡功能，支持禁用均衡，自動均衡，手動均衡和指定均衡目標電壓等均衡模組。二級BMS監測整簇電池總電壓、總電流、絕緣電阻，采集外部急停信號，高壓控制盒內開關的狀態量，輸出故障和運行狀態，二級BMS向三級BMS實時傳遞信息。二級BMS保護基本要求:單體電池溫度超溫、低溫，電壓過壓、欠壓等均需具備告警和二級故障保護;電池簇電壓過壓、欠壓、過流、絕緣等均需具備告警和二級故障保護;電池簇配置短路保護。三級BMS收集系統的總電壓、總電流、總功率、二級BMS信息，能夠實時對電池系統電池SOC、SOH、循環次數進行準確計算，并與PCS和就地監控裝置通訊完成數據轉發及相關交互操作，三級BMS在本地對電池系統的各項事件及歷史關鍵變化數據進行存儲，記錄數據不低于國標要求，三級BMS具有全面管理電池系統功能。5.6運行策略結合目前江蘇省的電力價格時區ABCDE時間（時）00:0008:0008:0012:0012:0017:0017:0021:002:0024:00間隔（小時）84543峰/平/谷谷峰平峰平電價元/kWh)0.3091、0170.681、0970.68由電網價格政策可以確認本峰谷電站儲能系統工作模式如下:A時區:谷底區充電，工作8小時;B時區:峰值區放電，放電4小時;C時區:平值區在低用電量點時充電5小時左右，根據負荷曲線建議充電時間在12-17點間;D時區:峰值區放電，放電4小時;E時區:平值區停止工作及設備檢修。調峰儲能帶來的經濟效益為充放電時的不同電價差價。本峰谷儲能電站每天完成2個充放電循環。5.7電站布置*****儲能系統占地面積約為900m2，用集裝箱安裝安裝方式，其中儲能電池單元為雙層疊放安裝，基礎承重要求每平米超過2噸。電站詳細選址布局需進一步實地調研后確認。六、系統配置清單*****儲能系統主要設備清單:名稱規格型號數量備注1儲能電池2MWh18套含連接條、高壓插箱2儲能變流器500KW18套3就地監控系統EMS1套含硬件、軟件、UPS等4特種集裝箱40呎柜21臺含消防、暖通、照明等5電池管理系統BMS18套含控制柜及UPS66kV并網柜2套含進線、計量、PT等7其它2套電纜及其他附件等七、安全性保障措施7.1電站安全電力系統中保護為保障工作配合，都有預先嚴格規定的保護范圍，既保護分區。在保護區內發生各種類型的故障，保護應該能夠正確啟動并可靠動作。儲能系統一般用廣域保護方案，保護分區的劃分通常根據電網的拓撲結構，用中心站選取、邊界優先分區、區域交互分區等原則。電池儲能電站的保護分區，直流側分為直流儲能單元保護區、直流連接單元保護區和換流系統區;交流側分為交流濾波保護區和變壓器保護區。相鄰保護區之間存在相互重疊的部分，保障了全部電氣設備均在保護范圍內。保護區的劃分與繼電保護的配置密切相關，一方面保護區內電氣設備的類型不同，發生故障后的電氣量及非電氣量的特征不同;另一方面，相鄰保護區間配合隨著保護區劃分的不同也存在巨大的差異。因此，儲能電站保護的配置及配合都設在保護分區的基礎上。儲能電站保護的基本配置:直流儲能單元保護配置:過欠壓保護、熱保護及過流保護、電壓電流變化速率保護、充電保護;直流連接單元保護配置:配置熔斷器、低壓直流斷路器、低壓直流隔離開關及中跨電池保護，對于多儲能單元，直流連接單元盡可能分開連接，防止發生故障時損失更多的供電容量;換流系統（PCS）保護配置:輸入及輸出側過欠壓保護、過頻及欠頻保護、相序檢測與保護、防孤島保護、過熱保護、過載及短路保護;變壓器保護:一方面將逆變器輸出電壓升至配電網電壓等級，另一方面電氣隔離儲能系統與配電網，降低儲能系統與配網相互干擾。基本上與傳統電力變壓器的保護相同，配置差動保護、過欠勵磁保護等。7.2異常響應頻率響應:A．并入380V配電網的儲能變流器，當接入點頻率低于49.5Hz時，應當停止充電;當接入點頻率高于50.2Hz，應停止向電網送電;B．并入10（6）kV及以上的電壓等級的儲能變流器應能具備一定的耐受系統頻率異常的水平，應能按如下要求運行。電壓響應:儲能變流器應檢測并網點的電壓，在并網點電壓異常時，應斷開與電網的電氣連接。電壓異常范圍及其對應的斷開時間響應要求如下:低電壓穿越:電力系統發生故障時，如果并網點考核電壓全部在儲能變流器低電壓穿越要求的電壓輪廓線及以上的的區域內時，如下圖所示，儲能變流器應保障不脫網連續運行;否則允許儲能變流器切出。儲能變流器低電壓穿越具體要求如下:A、儲能變流器并網點電壓跌至0時，儲能變流器能夠保障不脫網連續運行時間0.15S;B、儲能變流器并網點電壓跌至曲線1以下時，儲能變流器可以從電網切出;C、對電力系統故障期間沒有切出的儲能變流器，其有功功率在故障清除后應能快速恢復，自故障清除時刻開始，以至少30%額定功率/秒的功率變化率恢復至故障前的值。7.3蓄電池熱管理為了滿足項目現場地環境條件及系統運行工況下，電池組及配套設備的正常使用，集裝箱通過以下幾個方面進行熱管理控制，主要含空調、熱管理設計、保溫層等方面，熱管理系統使集裝箱內的溫度能保障電池組及配套電氣設備的正常運行。空調:通過計算，兩臺空調的制冷量為25KW，制熱量為8KW，可保障電池系統在1C工況下電池艙的溫度在15-30℃之間。空調用內置一體機，型號為MC125HCNC1A，單臺制冷量為12.5KW，制熱量為4KW，單臺制冷輸入功率為4.9KW，制熱輸入功率為4.3KW，供電電源為380V/AC，內循環風量為2900m3/h，安裝方式如下:上圖為空調在集裝箱內部的安裝方式，空調上部為出風口，下部為回風口。上圖為空調在集裝箱外側出風口百葉及回風口遮雨罩的示意圖。集裝箱內的溫度控制方案如下:通過溫度探頭實時監測集裝箱內各設定點的溫度，當設定點的溫度高于空調的設定啟動溫度時，空調運行制冷功能，并通過特制的風道對集裝箱內部進行降溫，溫度達到設定值的下限時，空調停止工作。當設定點的溫度低于空調的設定啟動溫度時，空調運行制熱功能，并通過特制的風道對集裝箱內部進行升溫，溫度達到15℃，空調停止工作。熱管理設計:鋰電池在運行過程中由于內部電化學反應存在和環境溫度升高的影響，會提升電池的內腔溫度而使反應加劇;而在高寒地區，由于環境低溫的影響，也會降低電池內的反應速度。前者可能導致熱失控而使電池提早失效并產生安全問題，后者也會降低電池的充放電水平和效率。在提高電池的性能和溫度適應性的同時，經過大量的試驗，設計了一套電池熱管理系統，確保電池能在合適的溫度下工作，從而提高了充放電效率，延長了壽命。在一些微網儲能項目的實際應用中，不僅能使電池的工作溫度嚴格地控制最佳工作溫度范圍之內，而且電池之間的溫差也能控制在5℃以內，取得了明顯的效果。保溫層:集裝箱內鋪設50MM厚巖棉保溫材料，減少內部熱量的散失，巖棉為阻燃材料，同時巖棉內側鋪設彩鋼板，保障集裝箱的保溫性能、阻燃性能。7.4消防安全探測控制器安裝 探測控制器的安裝原則應選擇靠近電池組位置（圖1），結合實際機架的結構（圖2），可以選擇電池柜上頂部空間進行安裝。 圖1圖240呎儲能電站，電池柜高度距離頂部剩余130MM（2630-2500），并網柜等也參考該剩余空間。由于探測控制器厚度為28MM，探測控制器可在電池柜上方分布部署。滅火裝置本項目中，滅火器裝置用柜式七氟丙烷滅火器和氣溶膠滅火裝置。其中，柜式七氟丙烷安裝在電池室內，氣溶膠滅火器安裝在電器室內。柜式七氟丙烷滅火器七氟丙烷滅火設計用量應按下式計算:W=K?W?滅火設計用量或惰化設計用量（kg）CS?滅火劑過熱蒸氣在101KPa大氣壓和防護區最低環境溫度下的質量體積（V?防護區凈容積（K?海拔高度修正系數滅火劑過熱蒸氣在101kPa大氣壓和防護區最低環境溫度下的質量體積，應按下式計算:S=0.1269+0.000513?TT?防護區最低環境溫度（℃） 40呎電池室使用七氟丙烷的設計用量時，按電池室的容積60m3，海拔高度修正系數1、0，滅火設計濃度9，防護區最低環境溫度20℃，則計算出的藥劑用量約為45公斤。鋰電儲能集裝箱消防預警系統圖示規格型號參數CW1160-02探測控制器用戶開關防護等級IP54，集自動手動、強制啟動、緊急停止、消防指示燈一體，安裝在疏散通道門外。尺寸:150MM*230MM*50MM消防控制主機尺寸:400MM*320MM*150MM;液晶屏尺寸:9.7寸，備用電源DC24V/7Ah，啟動板放氣指示燈安裝在集裝箱外部，疏散通道處。外形尺寸為:長300MM*寬135MM*厚30MM氣溶膠滅火裝置QRR2.0GW/S-QH:懸掛式，藥劑重量:2kg，尺寸:Ф219MM×235MM，重量9.8kg;柜式七氟丙烷滅火裝置GQQ70/2.5，70L儲氣鋼瓶，充壓2.5MPa，藥劑45kg，尺寸500MM×500MM×1450MM站內聲光報警器尺寸:144MM×90MM×60.5MM;重量:258g;泄壓口泄壓面積0.12，開孔尺寸415MM×405MM，泄壓口尺寸470MM×460MM站外聲光報警器工作原理系統具有自動和手動工作模式，可通過用戶開關和報警顯示器進行切換;能夠進行分級預警，手動/自動啟動滅火裝置;數據備份（黑匣）等功能。探測控制器探測器也稱探測控制器，型號對應煙臺創為CW1160-02。探測功能探測器具備火災全周期監測功能。實時采集環境氣體、煙霧、溫數與火焰數據，通過多傳感器復合判斷方式，有效識別火災信號，實現早期火災發現和預警的功能。根據火情過程分為1~4級別報警。1級為警戒級別，4級為火災報警。控制功能探測控制器具有滅火器啟動功能，可響應消防主機下發的滅火器啟動命令啟動滅火器。其他功能此外，系統具有硬件診斷、傳感器故障診斷、故障保護、滅火器連接狀態診斷、異常數據備份和離線下載等功能。系統預警及控制策略手動啟動當消防控制主機連續檢測到手動啟動開關按下2秒后，視手動啟動信號有效，啟動站內/站外報警裝置，并進行相應的設備聯動，延遲30秒后對全部防護區的探測控制器下發滅火器啟動命令，打開放氣指示。自動啟動當預警消防系統處于自動模式下，消防主機檢測到某一探測控制輸出4級預警，并且該保護區的其他探測器，至少一個輸出2