寧波XX產業園XX科技股份有限公司1、項目概況 32、儲能電池系統 6 84、熱管理系統 5、消防系統 6、隔離交流柜 9、儲能系統接入方案 10、業主收益分析 1、項目概況項目名稱：寧波XX有限公司屋頂光儲項目本項目儲能系統配置1套100kW/215kWh儲能系統，儲能系統為光伏配套，用于多發電未使用完情況下的存儲，用于用戶需要時使用。儲能電池采用3.2V280Ah高倍率磷酸鐵鋰高能量電芯，高效液冷電池系統。電芯串并聯1P48S,單個PACK規格153.6V/280Ah,額定容量43.008kWh。5個PACK串聯為一個電池總可用電量為203.18KWh。電池組額定放電倍率0.5C。電池系統充放電設計為2充2放。充電時段為6:00~8:00、11:00~13:00;放電時段為9:00~11:00、15:00~17:00,額定循環次數≥6000次。本方案采用1個215kWh液冷戶外柜為1個儲能單元，由5個液冷電池Pack和1個高壓箱1個100KWPCS組成。每個液冷Pack由48支電芯串聯而成，電芯額定容量為280Ah。高壓箱包含電池簇管理裝維護便利。本項目配置隔離變匯流柜2面。215kWh液冷戶外柜技術參數詳見掃碼查看更多內容序號項目參數1額定儲能容量2電池標稱容量3能量轉換效率4一體柜自用電計算負荷待機約110W,峰值約2.9kW5AC側接線方式3相3線6額定輸出電壓和頻率7額定放電功率8額定充電功率9充放電轉換時間成組方式標稱電壓電壓范圍高壓箱尺寸(W×D×H)運行環境溫度-20℃~50℃運行環境濕度≤95%相對濕度，無冷凝冷卻方式液冷設計壽命表1-1215kWh液冷戶外柜技術參數表圖1-2215kWh液冷戶外柜示意圖PCS1PCS1中圖1-3儲能單元接線原理圖1)采用一體化集成設計，能夠有效滿足國內工商業當前峰谷套利或者光伏配套削峰填谷的主要應用場景。一體化的方案運輸和部署成本低，現場安裝調試2)交直流一體柜采用分區布置，高低壓及信號線分開布置，強、弱電二次回路分開敷設，每個功率接線端子只接一根導線，最大程度減少各類電磁干擾；3)隔離變匯流柜內部設計電源為液冷系統、BMS、消防系統和通訊系統等輔助設施供電分配；無隔離變匯流柜的情況需要外接市電；4)控制回路采用交直流冗余供電設計，保證控制系統、信號系統、消防系統在交流系統斷電情況下能夠短時正常工作；5)電池管理系統(BMS)采用三級架構，通過BMS與液冷系統、消防系統及其他輔助系統通訊，監控交直流一體柜各個子系統的工作狀態，匯總處理各子系統的數據并上傳，同時提供多級故障報警；6)電池采用磷酸鐵鋰電池，能量密度高，循環壽命長。PACK采用標準化模塊式設計，可靈活更換；輔助供電和信號回路采用航空插頭方式，便于維護和檢間采用高效連接工藝，實現電池模塊功率連接的高可靠、低阻抗及高一7)液冷熱管理系統，并采用多模式精細化的熱管理控制策略，提升系統溫度一致性及壽命，降低輔助功耗，提升系統效率；8)戶外柜內設置全氟己酮氣體滅火系統，設計兼容PACK級消防需求；9)柜體采用高強度結構設計，保證一體機在長途運輸及極端情況下(如地震)的安全性。2、儲能電池系統本方案單體電芯采用國內知名一線品牌生產的磷酸鐵鋰方形鋁殼電芯，詳細規格參數詳見表2-1。表2-1單體電芯規格參數表掃碼查看更多內容序號項目規格備注1額定容量(Ah)280Ah2額定電壓(V)3.2V3充電工作電壓范圍(V)2.7～3.6V4充放電循環效率(%)25±2℃,0.5P5放電工作電壓范圍(V)2.7～3.6V6外形尺寸(長×深×高，mm)71.2×175.6×200.378體積比能量(kWh/L)0.3579重量比能量(kWh/kg)0.165一致性認證GB/T36276-2018圖2-2單體電芯示意圖電池PACK采用液冷設計，由48個280Ah電芯串聯組成，詳細規格參數詳見表2-3。序號項目參數1成組方式2標稱電壓3標稱容量4電壓范圍5額定能量6最大充放電倍率0.5P7工作溫度-20℃~55℃8重量9尺寸(W×D×H)800×1092×240mm環境溫度-20℃-45℃環境濕度≤95%相對濕度，無冷凝冷卻方式液冷防護等級圖2-4電池PACK示意圖本設計方案的電池管理系統(BMS)采用三級架構。第一級為Pack級電池管理單元BMU,布置在每個電池Pack,負責對電池進行單體電壓、溫度采集，均衡三級為系統及電池管理單元BSU,負責對BCU上傳的電池信息進行匯總處理，具有顯示、參數設置、故障報警、數據記錄等功能；同時負責與PCS和EMS通訊。議、61850或104通信協議。掃碼查看更多內容電池管理系統框圖如圖3-1所示。通訊架構圖云大數據平臺直流PCS1PCS4a電壓主控模塊1a電壓，絕綠主控模塊1斷Hall電池PCAKCaoCao電池PCAK一體柜1液冷單元液冷單元485總線高壓箱火電壓Ball電池PCAKPCAK液冷單元液冷單元BCU主控模塊4485總線一體柜4圖3-1電池管理系統框圖示意圖本方案的采用的電池管理系統具備以下功能：1)檢測電池在熱和電方面相關的數據，實時測量電池簇電壓，充放電電流、單體電池溫度和端電壓等參數。2)對電池的荷電狀態(SOC)、電池健康度(SOH)進行估算，并進行自動校準。能夠計算、就地實時顯示并上報循環次數、DOD、SOC、SOH。3)根據電池的荷電狀態對電池的充放電進行控制，如電池過壓或過流，系統立即停止電池工作。4)對電池進行故障診斷，可根據具體故障內容進行相應的故障處理，具備但不限于以下的保護功能：過充保護、過放保護、短路保護、反接保護、過載保掃碼查看更多內容護、過溫保護。如果電池的電壓、電流、溫度等超過安全保護閾值時，電池管理系統能夠實現就地故障隔離，上報故障信息并實時告警。4、熱管理系統本項目電池熱管理系統采用液冷系統，由液冷主機、輸回液管路、電池液冷板組成，同時采用多模式化精細化的熱管理控制邏輯，保證系統溫度及溫差，提升系統一致性及壽命。柜體由5個1P48形式pack組成，其中單體電芯(0.5P,280Ah)功耗為9.3W (假設單體電芯之間無熱功耗差異),插箱總熱耗為446.4W,系統熱耗約2.3KW,考慮系統漏熱及效率，選擇冷量不小于4KW(40℃)液冷機組。根據pack仿真計算，單個pack流量要求不小于5LPM,總流量要求大于等于40LPM。液冷系統主要設計參數如表4-1所示。水冷柜尺寸限制≤W275×D1190×H1100(mm)冷卻液50%乙二醇的水溶液額定制冷量額定加熱量使用環境溫度-20℃~+50℃(室外)相對濕度不大于95%(20℃)使用地點最高海拔單電池包壓降動力電源通訊接口表4-1液冷系統主要設計參數表液冷主機端與電池布置空間采用完全獨立的結構布置方式，提升系統安全性。液冷管路采用塑形軟管，兼具保溫、防凝露、排氣功能。電池液冷板內部流道通過全工況熱流仿真分析，采用非均布流道設計，確保流場分布均勻，無流體死區。系統通過各層級溫度溫差等判據，進行細分溫區化控制，智能切換運行模式，在確保系統溫度溫差的基礎上，降低輔助功耗，提升系統效率。經驗證，在設計工況下，本方案電池最高溫度≤35℃,溫差≤2.5℃。掃碼查看更多內容267672561724.46723.317SwdTempedue'℃)圖4-2液冷系統熱量分布示意圖0.764020.764020.666990.573950.476930.39390-0.298870.D037814圖4-3液冷系統框架示意圖5、消防系統一體柜采用以全氟己酮為滅火劑的全淹沒滅火系統。包括對防護區域內火災的自動檢測報警和氣體滅火裝置等系統和設備的消防聯動。消防報警控制器與保護區主控系統之間采用硬接線方式。消防系統設備按照不同規格主要包括氣體滅火裝置、感煙火災探測器(以下簡稱煙感)、感溫火災探測器(以下簡稱溫感)、火災聲光警報器(以下簡稱警報器)等；1)火災探測系統火災探測系統由具備干接點輸出功能的煙感、溫感組成，無需配置消防主2)滅火系統當保護區的溫度達到爆破溫度(根據消防系統供應商設計方案),滅火裝置會爆破，釋放滅火劑，對柜內進行全淹沒滅；同時反饋一個干接點信號至上位煙霧探測器滅火劑釋放滅火傳輸干接點信號至EMS傳輸干接點信號至EMS釋放反饋裝置反饋信單臺隔離變匯流柜最多支持4臺一體柜，隔離變匯流柜結構緊湊、布局合離變壓器輸出端集中對外輸出，統一對外接口，方便外部接線。匯流輸出端配置主斷路器和浪涌保護器等器件對設備和線路提供保護，本項目不需要隔離變隔離變匯流柜示意圖如圖6-1所示。微信：76935圖6-1隔離變匯流柜示意圖(長×寬×高),內圖7-1所示：Pack冷水機組Pack柜體高壓箱PCS圖7.1215kWh液冷一體柜布置一式圖柜體整體防護等級IP54,門板與外界連通的部位采用密封條防護，防止在柜體內部預留集中接地點，與整個一體柜的非功能性導電導體可靠聯通。柜體固定方式采用螺栓固定，將一體柜底部四個固定點與預埋鋼板螺栓固定。固定點如圖7-2所示：圖7-2固定點示意圖柜體內配置有水浸、溫濕度傳感器，對柜內的運行環境進行實時監控，對漏液進行及時的預警，同時能與其它子系統進行報警聯動，滿足運行管理對安全、巡視的要求。設備：儲能變流器、電池管理系統(BMS)、環境監測設備、消防系統、空調或門禁系統等均接入監控系統。WEB煙霧傳感器門禁開關攝像頭智能電表電池ModbusRTU電池圖8-1EMS系統示意圖監控主機完成現場測控系統之間的網絡連接、轉換、數據采集、數據本地處理、協議轉換和命令的交換、本地用戶畫面監視操作、控制策略、WEB服務器功能，實現大容量實時數據的高速匯集傳輸，確保主站系統能夠快速、準確地得到所有監測及監控信息，并及時反饋網絡檢測的系統異常與故障，確保快速定位與恢復。EMS功能設計：(1)運行情況實時監控系統能對所有被監控的運行參數和狀態進行實時和定時數據采集，對重要歷史數據進行處理并存入數據庫。包括：限值、單節最值電池電壓、單節最值電池溫度、故障及報警信息、歷史充放電電量、歷史充放電電能等常用信息。PCS的相關參數，包括：直流側各分支的電壓/電流/功率等、交流側的各相有功功率、無功功率、電壓、電流、功率因素、頻率和溫度、機柜溫度、運掃碼查看更多內容行狀態、報警及故障信息等常用信息，以及日充電量、日放電量、累計充電量、累計放電量(需加電表)等。負荷的各相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等信息。監控畫面詳見圖8-2所示。11xPCS功率曲線風口想賞參數信泉電地最低功豐因數電流(A)系統留相電壓M直灣調度井網南網無功kVan)視在kVA)工作狀態2mPCS圖8-2監控畫面示意圖(2)運營數據顯示系統可根據用戶要求，進行實時數據、歷史數據的查看，并導出報表；(3)實時調度、遠程調度。根據現場監控層和總控中心對系統需求數據的不同，微網電站現場設備層可自由配置數據分別上傳到現場監控層和中控中心，也可由現場監控層處理、篩選后上傳到總控中心。協議支持MODBUS。(4)電站能量管理系統根據當前時段、當前負荷、當前上網電價、儲能電池SOC,自動控制潮流方向，確定微網系統充放電時段。(5)故障報警系統提供故障及狀態事件的記錄和導出功能。(6)實時曲線、能量流動顯示系統提供實時曲線記錄、分析和查詢功能，自由選擇所需記錄和分析的數據，以曲線展現實時數據、歷史數據及歷史數據統計值，統計數據間隔為1分鐘、15分鐘。系統目前采用C/S架構軟件操作和B/S架構Web發布功能；(8)Web運維(選配)遠程運維采用Web發布方式。Web運維具備實時數據查詢、統計功能，支持遠程控制和遠程升級功能。9、儲能系統接入方案至光伏低壓并網柜400V母線，在儲能低壓并網點安裝1塊符合電網要求的雙向考核計量電能表，用以計量并網點儲能系統充放電電量。在一期并網柜進線側以及二期箱變低壓側均預留開關，作為后續儲能接入時擴展。最終接入方案以實際接入系統批復為準。10kV母線用戶內部負荷380V母線并網點儲能電站光伏電站用戶內部負荷圖9-1儲能接入系統方案示意圖10、業主收益分析收益測算條件如下：·儲能系統每天兩充兩放，