10MWh储能系统方案.doc

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10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
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5MW×2h储能系统
方案设计报告
中航锂电(洛阳)有限公司
2011年7月
5MW×2h储能系统
方案设计报告
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标检
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目次
1
主要技术参数与指标................................................
1
2系统功能简介......................................................
1
储能电池堆......................................................
1
电池管理系统....................................................
1
能量变换系统....................................................
1
储能电池柜......................................................
1
3储能电池堆系统配置................................................
1
储能电池........................................................
1
电池管理系统....................................................
4
储能电池柜......................................................
6
4
占地面积..........................................................
8
5
产品安全、防范措施...............................................
11
中航锂电(洛阳)有限公司
CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,LTD.
主要技术参数与指标
5MW×2h储能系统。
系统功能简介2
储能电池系统由储能电池堆、电池管理系统(BMS)、能量变换装置和后台监控
系统、储能电池柜及必备的电气元件和功率电缆组成。

依照用户系统可配置满足需求的锂电池型号、数量、成组方式等。使用时需遵
守浅充浅放的原则,以有效延长电池的使用寿命,设计时配置必然的能量冗余度。

电池管理系统可以完成以下功能,有助于提高电池组的使用寿命:
电池电压、电流和温度监控,防范过充、过放、过压、欠压等问题的发生;
能量均衡管理,战胜电池间的一致性差异,保证电池组的能量利用率。
量变换系统
能量变换系统用于锂电池储能系统中,内部采用PLC控制,拥有多种控制方式
和功能:
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
可依照电网负载情况,自动调治并网功率;
可自动实现锂电池充放电;
可在电网断电时,充当独立逆变电源。

储能电池柜用于存放电池和电池管理系统、规范电线电缆排布、保护设施等。
采用模块化分组分层设计,使储能电池系统雅观可靠。
储能电池堆系统配置
储能电池
依照系统负荷要求5MW使用2小时计算,共需能量10MWh。系统配置采用我公
司SE180AHA电池,电池外观尺寸如图1所示:1
中航锂电(洛阳)有限公司
CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,LTD.
图1SE180AHA外观及尺寸
整体5MW×2H储能系统由10个500KW×2h电池簇组成。
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
每个电池簇有一台额定功率500kW的PCS,下辖电池簇的容量为500kW×2h,
电池簇由5个100kW×2h的电池组组成。每个电池组由180Ah两并216串组成。电池组额定电压691V,~;额定电流为145A(),恒功率充放电时,电流范围121A~198A。配置的冗余度为80%。
一个电池组由1个BCMS和18个BMU组成,5个电池组用1个BAMS。
一个电池组用5个电池柜安装,每个电池柜分4层,每层装4个电池插箱,每
个电池插箱放2并3串共6支180Ah电池。
电池簇经过PCS侧独立的AC/DC单元实现并联,各单元相互隔断独立工作,即
满足500kW功率要求,又解决了环流问题,不存在均流均压问题。
10MWh系统,共用电池21600支,电池柜250台,BAMS10台,BCMS50台,BMU900台。断路器1000VDC250A共50台,直流接触器EV200共50台,直流熔断器DC1000V500A共300支。
2
中航锂电(洛阳)有限公司
CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,:
表1单体电池和电池组参数
名称序号项目技术参数备注
型号SE180AHA
规格(?)283×71×182
重量
额定电压
浮充电压
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
依照电池老化程度及工况单6充电截止电压等参数调整充电截
止电压体
电依照电池老化程度及工况
7放电截止电压池等参数调整放电截止电压
最大充电电流(A)3C
最大放电连续电流(A)4C(30S)
标准充放电电流
额定能量(Wh)576
1
数量(支)2蓄2
连接方式并联电
3
额定容量(Ah)360
池
模4额定电压、充放电截止电压
同单体电池参数
块5
储备能量
1
电池组能量要求100kW×2h
数量(支)432
连接方式2并216串储
4额定电压(V)691(2能
电5充电截止电压(V)735,820
池6放电截止电压(V)648,540组7放电电流(A)145()依照100kW满
负荷计算
储备能量
中航锂电(洛阳)有限公司
CHINAAVIATIONLITHIUMBATTERYCO.,LTD.
1电池堆能量要求500kW×2h
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
数量(支)2160储
连接方式5个电池组并联能
电4
额定电压、充放电截止电压同电池组参数
池5
放电电流(A)725()依照500kW满负荷计算簇
6储备能量
储1
电池堆能量要求
5MW×2h
能2
数量(支)21600
电3连接方式10个电池簇并联
池
堆4
额定电压、充放电截止电压
同电池簇参数
5储备能量
注:电池放电电流的大小依照于用户负荷需求,以上是基于满负荷条件下的计算数据,实质电流依照工况而定,工况不同样储能电池堆工作时间不同样。
电池组的充电电流大小由用户可用的充电时间确定。一般设计充电电流小于或等于放电电流。
电池管理系统
电池管理系统主要由以下模块组成:
BMU(BatteryManagementUnit):电池组管理单元,管理12节串通电池模块单
元,进行电压和温度的采集,对本单元电池模块进行均衡管理。
BCMS(BatteryClusterManagementUnit):电池组管理单元,管理一个串通回
路
,同时检测本组电池的电流,在必要时采用保护措施。中的所有BMU
BAMS(BatteryArrayManagementUnit):电池阵列管理系统,管理PCS下辖全
部BCMS,同时与PCS和后台监控系统通信,依照电池组状态央求PCS调整充放电功率。
电池管理系统与储能电池堆拓扑结构如图2所示:
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
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中航锂电(洛阳)有限公司
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保护测控、打印等数据备份主机操作员站
Ethernet
RS485/CAN
熔断隔断熔断隔断断路器断路器预充电阻预充电阻电流检测电流检测
电池组电池组
电池堆1电池堆5
图2储能系统拓扑结构
5
储能电池柜
储能电池机柜采用型材设计,该柜型的整体设计结构能最大程度地满足可靠
性,安全性、设施的散热要求及操作维修的方便性,柜体结构采用先进的免保护技
术。机柜结构采用模数化组合的装置式结构,保证柜体结构拥有优异的机械强度。
每个电池组使用5个机柜,每个机柜尺寸为1100×800×2260,分四层结构,每层可放置4个电池插箱,每个插箱可摆放2并3串共六支180ah电池。这种模块
化分组分层设计,大大增加了安装和操作的灵便性。单个柜体重约300KG,装入电
池整个柜体重量约为900Kg。电池柜外观如图3所示。
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
图3电池柜外观图4柜内电池排布表示图
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10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
图5柜内电池排布图
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
图6五连柜柜体排布图
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占地面积
储能系统占地面积需依照储能室场所结构进行排布。依照过去项目的建筑经
验,需储能室面积约为68×26m。
附上国家电网9MWh储能系统及南方电网4MWh储能系统平面部署图,以供参
考。
以以下列图所示:
8
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
图7国网9MWh储能系统平面部署图
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
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图8南方电网4MWH储能系统平面部署图
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产品安全、防范措施
电池柜防范办理
电池柜的外壳防范等级要依照安装环境及使用条件,按《GB4208-2008外壳防范等级(IP代码)》选择。电池柜在三级污染的条件下运行,即电池柜的防范等级达到IP30以上。
电池柜侧封板与柜体,柜门与柜体之间所有装有发泡成型的密封条。电缆引入孔均装有过线橡胶套,并且涂有防范密封胶。风扇进出口处装有高效的过滤装置,可有效防范灰尘进入,提高设施的防范等级。
电池柜散热采用的是低噪声的轴流风机,可以将电池柜的噪声控制在要求的范围内。
本储能系统装置为大型电力电子设施及大规模储能装置,拥有能量密度高,体积大,重量重,控制精美,结构复杂,专业性强的特点,同时也是高电压,大电流,高功率的电气设施。在运输,安装,调试,保护过程中,错误的接线,错误的操作,简单对设施造成损坏,严重的甚至威胁人身安全,因此需要采用各种安全措施降低甚至消灭事故发生的可能性。
安装措施内容
1、安全培训
10MWh储能系统设计方案
10MWh储能系统设计方案
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