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產(chǎn)品分類(lèi)
Products電(diàn)力監(jiān)控(kòng)與保(bǎo)護(hù)
技術文(wén)章/ ARTICLE
更新(xīn)時間:2024-11-11
瀏(liú)覽(lǎn)次(cì)數(shù):1546安科瑞 陳(chén)聰
1.概(gài)述
大容量電(diàn)池(chí)儲能係統(tǒng)在電力係統中的應用已有20多年的歷史,早期主要用(yòng)於孤(gū)立電網的(dí)調(tiáo)頻,熱(rè)備用,調壓和備(bèi)份等。電池儲(chǔ)能係統(tǒng)在(zài)新(xīn)能(néng)源(yuán)並網中的應用(yòng),國外(wài)也已(yǐ)開展了(liǎo)一定(dìng)的(dí)研究。上(shàng)世(shì)紀(jì)90年代末德(dé)國在(zài)Herne1MW的光伏電站和Bocholt2MW的風電(diàn)場分別(bié)配(pèi)置了容(róng)量(liáng)為1.2MWh的電池儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng),提(tí)供削(xiāo)峰,不中(zhōng)斷(duàn)供電(diàn)和改善電能質(zhì)量(liáng)功能(néng)。從2003年(nián)開始,日本(běn)在(zài)Hokkaido30.6MW風電場安裝了(liǎo)6MW/6MWh的(dí)全(quán)釩液流電(diàn)池(VRB)儲能(néng)係(xì)統,用(yòng)於(yú)平(píng)抑(yì)輸(shū)出功率(shuài)波(bō)動。2009年(nián)英國EDF電(diàn)網(wǎng)將600kW/200kWh鋰離(lí)子電(diàn)池儲(chǔ)能(néng)係(xì)統配置(zhì)在東(dōng)部(bù)一個11KV配(pèi)電網(wǎng)STATCOM中,用(yòng)於(yú)潮流和(hé)電壓控(kòng)製(zhì),有功和無(wú)功控(kòng)製。
總體(tǐ)來說,儲能電(diàn)站(係(xì)統)在電網中的應(yīng)用目的主要考慮“負(fù)荷調(tiáo)節,配合新(xīn)能(néng)源接(jiē)入(rù),彌(mí)補綫損,功(gōng)率補償(cháng),提高(gāo)電能(néng)質(zhì)量,孤(gū)網運行,削(xiāo)峰填穀”等(děng)幾大功能應(yīng)用。比如:削(xiāo)峰填(tián)穀(gǔ),改善電網(wǎng)運行(háng)曲(qū)綫,通俗一點(diǎn)解釋,儲能電(diàn)站就像(xiàng)一個儲電銀行(háng),可以把(bǎ)用(yòng)電低穀期富(fù)餘的電儲存起來,在用電(diàn)高峰的時候(hòu)再(zài)拿(ná)出(chū)來用,這(zhè)樣就減少(shǎo)了電(diàn)能的浪費(fèi);此外儲能電站還能(néng)減少綫損,增加(jiā)綫(xiàn)路和設(shè)備(bèi)使用壽命;優化係統(tǒng)電源布局(jú),改(gǎi)善電能(néng)質量。而儲(chǔ)能電站(zhàn)的綠(lǜ)色(sè)優(yōu)勢則主要體(tǐ)現在:科學安全,建設(shè)周期(qī)短;綠色(sè)環保(bǎo),促(cù)進環(huán)境友(yǒu)好;集約(yuē)用地,減(jiǎn)少(shǎo)資(zī)源消耗(hào)等方麵(miàn)。
2.設(shè)計標準(zhǔn)
GB21966-2008鋰原(yuán)電(diàn)池(chí)和蓄(xù)電池(chí)在(zài)運(yùn)輸中(zhōng)的安全要(yào)求
GJB4477-2002鋰離(lí)子蓄電池(chí)組通(tōng)用(yòng)規範
QC/T743-2006電(diàn)動汽車用鋰離子(zǐ)蓄電池
GB/T12325-2008電(diàn)能(néng)質量供電電壓(yā)偏差(chà)
GB/T12326-2008電能質量(liáng)電壓(yā)波動(dòng)和(hé)閃變(biàn)
GB/T14549-1993電(diàn)能(néng)質量公(gōng)用電網諧波(bō)
GB/T15543-2008電能質量(liáng)三相電(diàn)壓不平衡
GB/T2297-1989太陽光伏能源(yuán)係統術(shù)語(yǔ)
DL/T527-2002靜態(tài)繼電保護(hù)裝置逆變(biàn)電源技(jì)術條(tiáo)件
GB/T13384-2008 機(jī)電產品包裝(zhuāng)通用(yòng)技術條件
GB/T14537-1993 量度繼電器和保護(hù)裝置的衝擊與碰撞試驗(yàn)
GB/T14598.27-2008 量度繼電器和保護裝(zhuāng)置(zhì)*27部(bù)分(fēn):產品安全要求(qiú)
DL/T478-2001靜態(tài)繼電保護及(jí)安(ān)全(quán)自動裝置通用(yòng)技(jì)術條(tiáo)件
GB/T191-2008包裝(zhuāng)儲運(yùn)圖(tú)示標誌(zhì)
GB/T2423.1-2008 電工電子產(chǎn)品(pǐn)環境試(shì)驗(yàn)*2部分:試驗(yàn)方法試(shì)驗A:低(dī)溫
GB/T2423.2-2008 電(diàn)工電子產(chǎn)品環境試驗*2部分:試(shì)驗方法試驗B:高溫
GB/T2423.3-2006電工電子(zǐ)產品(pǐn)環境(jìng)試(shì)驗*2部分(fēn):試(shì)驗(yàn)方法試驗Cab:恒定濕熱試驗
GB/T2423.8-1995 電工電(diàn)子(zǐ)產(chǎn)品(pǐn)環境試(shì)驗*2部分:試(shì)驗方法試驗Ed:自(zì)由跌(diē)落
GB/T2423.10-2008電工(gōng)電子產(chǎn)品(pǐn)環(huán)境試驗*2部分(fēn):試驗方(fāng)法試驗(yàn)Fc:振(zhèn)動(正弦)
GB4208-2008 外殼(ké)防護等級(IP代(dài)碼(mǎ))
GB/T17626-2006 電(diàn)磁(cí)兼容試(shì)驗和測(cè)量(liáng)技術(shù)
GB14048.1-2006 低(dī)壓開關(guān)設備和控製(zhì)設(shè)備(bèi)*1部(bù)分(fēn):總則
GB7947-2006 人機界麵標(biāo)誌標識(shí)的基(jī)本(běn)和安全規則導(dǎo)體的顏(yán)色或(huò)數字標識(shí)
GB8702-88 電(diàn)磁輻(fú)射(shè)防(fáng)護(hù)規(guī)定(dìng)
DL/T5429-2009 電力係(xì)統設(shè)計技(jì)術規程
DL/T5136-2001 火(huǒ)力發(fā)電(diàn)廠(chǎng),變(biàn)電所(suǒ)二(èr)次(cì)接(jiē)綫設(shè)計(jì)技術規程(chéng)
DL/T620-1997 交流電氣裝置的過(guò)電(diàn)壓保(bǎo)護和絕緣(yuán)配(pèi)合(hé)
DL/T621-1997 交流電(diàn)氣裝置(zhì)的接地
GB50217-2007 電(diàn)力工(gōng)程(chéng)電纜設計規範
GB2900.11-1988 蓄(xù)電池名詞術語
IEC61427-2005 光伏係統(tǒng)(PVES)用二次電池(chí)和蓄(xù)電池(chí)組(zǔ)一(yī)般要求和試(shì)驗(yàn)方(fāng)法
Q/GDW564-2010儲能係(xì)統接(jiē)入配電(diàn)網(wǎng)技(jì)術(shù)規(guī)定(dìng)
QC/T743-2006《電(diàn)動汽車(chē)用鋰離子蓄電池(chí)》
GB/T18479-2001地麵(miàn)用光(guāng)伏(PV)發(fā)電(diàn)係統概述和(hé)導(dǎo)則
GB/T19939-2005光伏係統並網(wǎng)技術(shù)要(yào)求
GB/T20046-2006光(guāng)伏(fú)(PV)係(xì)統(tǒng)電網(wǎng)接(jiē)口特(tè)性
GB2894安(ān)全標誌(neqISO3864:1984)
GB16179安全(quán)標誌(zhì)使(shǐ)用導則(zé)
GB/T178830.2S和0.5S級靜止(zhǐ)式(shì)交流有功(gōng)電度表
DL/T448能(néng)計量裝(zhuāng)置技術管(guǎn)理(lǐ)規(guī)定(dìng)
DL/T614多(duō)功能電能表
DL/T645多功能電能(néng)表通信協(xié)議(yì)
DL/T5202電能(néng)量(liáng)計量(liáng)係統設(shè)計技術(shù)規程(chéng)
SJ/T11127光伏(PV)發(fā)電係(xì)統(tǒng)過電(diàn)壓保護——導則(zé)
IEC61000-4-30電磁兼容*4-30部分(fēn)試(shì)驗(yàn)和測量(liáng)技(jì)術——電(diàn)能(néng)質量
IEC60364-7-712建築(zhù)物電氣裝(zhuāng)置*7-712部分(fēn):
特殊裝置(zhì)或(huò)場所的(dí)要求(qiú)太陽(yáng)光伏(PV)發(fā)電係統(tǒng)
3.儲能(néng)電(diàn)站(配(pèi)合(hé)光伏(fú)並(bìng)網發電(diàn))方案
1,光伏組件(jiàn)陣列利用(yòng)太(tài)陽能電池(chí)板的(dí)光(guāng)伏(fú)效應(yīng)將(jiāng)光能(néng)轉換(huàn)為電(diàn)能,然後(hòu)對(duì)鋰(lǐ)電(diàn)池組充電(diàn),通過(guò)逆變(biàn)器將(jiāng)直(zhí)流電轉換為(wéi)交(jiāo)流電(diàn)對(duì)負載進(jìn)行供電(diàn);
2,智(zhì)能控製(zhì)器根(gēn)據(jù)日(rì)照強(qiáng)度及(jí)負載(zǎi)的變化,不斷(duàn)對蓄電(diàn)池組(zǔ)的工(gōng)作(zuò)狀(zhuàng)態(tài)進(jìn)行(háng)切(qiē)換和(hé)調節:一(yī)方麵(miàn)把調整後(hòu)的(dí)電能直接送(sòng)往直流或(huò)交流負(fù)載。另(lìng)一方麵把(bǎ)多(duō)餘(yú)的(dí)電(diàn)能送往蓄電池(chí)組(zǔ)存(cún)儲(chǔ)。發電量(liáng)不(bù)能滿(mǎn)足負載需要時(shí),控製(zhì)器(qì)把蓄電(diàn)池(chí)的電(diàn)能(néng)送(sòng)往(wǎng)負載,保證了整個(gè)係統工作(zuò)的連(lián)續性和穩定性;
3,並(bìng)網(wǎng)逆(nì)變(biàn)係(xì)統(tǒng)由(yóu)幾台(tái)逆變器(qì)組成(chéng),把蓄(xù)電池中(zhōng)的直流電(diàn)變(biàn)成(chéng)標(biāo)準的(dí)380V市(shì)電(diàn)接(jiē)入用(yòng)戶(hù)側低壓電網或(huò)經(jīng)升壓(yā)變壓器送(sòng)入高壓電網。
4,鋰(lǐ)電(diàn)池(chí)組(zǔ)在(zài)係(xì)統中(zhōng)同時起(qǐ)到能量(liáng)調(tiáo)節和(hé)平衡(héng)負(fù)載(zǎi)兩(liǎng)大作用。它將(jiāng)光(guāng)伏(fú)發(fā)電(diàn)係統輸(shū)出的(dí)電能(néng)轉化(huà)為(wéi)化(huà)學能儲(chǔ)存(cún)起來(lái),以備供電(diàn)不(bù)足(zú)時使用。
(1)電池(chí)選(xuǎn)型原(yuán)則
作(zuò)為(wéi)配合光(guāng)伏(fú)發(fā)電接(jiē)入,實(shí)現削(xiāo)峰填(tián)穀(gǔ),負荷補(bǔ)償(cháng),提(tí)高(gāo)電能質(zhì)量(liáng)應(yīng)用的儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站,儲(chǔ)能(néng)電池(chí)是非(fēi)常重要的一(yī)個部件(jiàn),須(xū)滿足以下要(yào)求(qiú):
容(róng)易實(shí)現(xiàn)多方式組合(hé),滿(mǎn)足較(jiào)高(gāo)的(dí)工(gōng)作電壓(yā)和(hé)較大(dà)工作(zuò)電(diàn)流;
電(diàn)池容(róng)量和(hé)性(xìng)能的(dí)可檢測和(hé)可(kě)診(zhěn)斷(duàn),使控製(zhì)係(xì)統(tǒng)可在預(yù)知電(diàn)池容量和(hé)性能(néng)的情況下(xià)實(shí)現對(duì)電站(zhàn)負荷(hé)的(dí)調度控(kòng)製(zhì);
高(gāo)安(ān)全(quán)性,可靠(kào)性(xìng):在正常使用情況(kuàng)下(xià),電池(chí)正常(cháng)使(shǐ)用(yòng)壽命不(bù)低於(yú)15年(nián);在*限情況下,即(jí)使(shǐ)發(fā)生(shēng)故障也在受控範圍,不(bù)應該(gāi)發生爆炸,燃燒等(děng)危及電站(zhàn)安(ān)全運行(háng)的故(gù)障;
具有良好的(dí)快(kuài)速響應和(hé)大(dà)倍(bèi)率(shuài)充放電能(néng)力,一(yī)般(bān)要(yào)求(qiú)5-10倍的充(chōng)放電能力;
較(jiào)高的充(chōng)放電(diàn)轉(zhuǎn)換(huàn)效率(shuài);
易於(yú)安裝和維護(hù);
具(jù)有(yǒu)較好的(dí)環境適應性,較(jiào)寬(kuān)的工作(zuò)溫度(dù)範(fàn)圍;
符合(hé)環(huán)境保護(hù)的(dí)要(yào)求,在電(diàn)池生產,使(shǐ)用,回收過(guò)程中不(bù)產(chǎn)生(shēng)對(duì)環境(jìng)的破(pò)壞(huài)和汙染;
(2)主(zhǔ)要電池類(lèi)型比較(jiào)
表(biǎo)1幾種電池性(xìng)能(néng)比(bǐ)較
| 鈉(nà)硫電(diàn)池(chí) | 全(quán)釩液流(liú)電池(chí) | 磷(lín)酸鐵(tiě)鋰電池 | 閥(fá)控鉛(qiān)酸電池(chí) | |
| 現有(yǒu)應用規(guī)模(mó)等級(jí) | 100kW~34MW | 5kW~6MW | kW~MW | kW~MW |
| 比較(jiào)適合的(dí)應用場(cháng)合 | 大(dà)規模削峰填穀,平抑(yì)可(kě)再(zài)生(shēng)能(néng)源發電(diàn)波動 | 大(dà)規模(mó)削峰填穀,平抑(yì)可再生能源(yuán)發電(diàn)波動 | 可選擇(zé)功率型(xíng)或能(néng)量(liáng)型,適用範圍廣(guǎng)泛 | 大(dà)規模(mó)削(xiāo)峰填穀(gǔ),平(píng)抑(yì)可(kě)再生能源(yuán)發(fā)電波(bō)動 |
| 安全(quán)性(xìng) | 不(bù)可過(guò)充電;鈉,硫的滲漏,存(cún)在潛(qián)在(zài)安全隱(yǐn)患 | 安全(quán) | 需要(yào)單體(tǐ)監(jiān)控,安全性(xìng)能已(yǐ)有(yǒu)較(jiào)大(dà)突(tū)破(pò) | 安(ān)全(quán)性可接受(shòu),但廢(fèi)舊(jiù)鉛(qiān)酸(suān)蓄(xù)電(diàn)池(chí)嚴重汙(wū)染(rǎn)土壤和水源 |
| 能(néng)量(liáng)密度(dù) | 100-700Wh/kg | - | 120-150Wh/kg | 30-50Wh/kg |
| 倍率特性(xìng) | 5-10C | 1.5C | 5-15C | 0.1-1C |
| 轉換(huàn)效率 | >95% | >70% | >95% | >80% |
| 壽(shòu)命(mìng) | >2500次(cì) | >15000次 | >2000次 | >300次(cì) |
| 成(chéng)本(běn) | 23000元(yuán)/kWh | 15000元/kWh | 3000元/kWh | 700元(yuán)/kWh |
| 資源和環保(bǎo) | 資源豐(fēng)富;存(cún)在(zài)一定的(dí)環境風險(xiǎn) | 資(zī)源豐富 | 資源豐富;環境(jìng)友(yǒu)好(hǎo) | 資源豐富(fù);存(cún)在一定(dìng)的環境風險 |
| MW級係(xì)統占(zhān)地 | 150-200平米(mǐ)/MW | 800-1500平(píng)米/MW | 100-150平(píng)米/MW(h) | 150-200平米MW |
| 關注點 | 安全(quán),一致(zhì)性,成本(běn) | 可靠性(xìng),成熟性,成(chéng)本(běn) | 一(yī)致性(xìng) | 一(yī)致性(xìng),壽(shòu)命 |
(3)建議方案
從(cóng)初始投資成本(běn)來(lái)看,鋰(lǐ)離子(zǐ)電池(chí)有(yǒu)較(jiào)強的(dí)競爭(zhēng)力(lì),鈉硫電(diàn)池(chí)和全(quán)釩(fán)液流電池(chí)未(wèi)形(xíng)成產業化,供(gōng)應渠道受限,較昂(áng)貴(guì)。從運營(yíng)和(hé)維護成本(běn)來(lái)看(kàn),鈉(nà)硫需(xū)要(yào)持續供熱,全(quán)釩液(yè)流(liú)電池(chí)需要(yào)泵進行(háng)流體控製(zhì),增加了運營(yíng)成(chéng)本(běn),而(ér)鋰電池(chí)幾乎不(bù)需要維護(hù)。根據國(guó)內(nèi)外儲能電(diàn)站(zhàn)應用現狀和電池特(tè)點(diǎn),建議儲能電站電(diàn)池(chí)選(xuǎn)型主要為磷(lín)酸鐵(tiě)鋰電(diàn)池。
3.2.2電池(chí)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)(BMS)
(1)電池管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)的(dí)要求(qiú)
在儲能(néng)電(diàn)站中(zhōng),儲能(néng)電池往往(wǎng)由(yóu)幾十串甚至幾(jī)百串(chuàn)以(yǐ)上的(dí)電(diàn)池組(zǔ)構成。由(yóu)於電池在生(shēng)產過(guò)程和使用過(guò)程(chéng)中,會造成(chéng)電池內(nèi)阻,電(diàn)壓,容量(liáng)等參(cān)數(shù)的不一(yī)致。這(zhè)種差異表(biǎo)現(xiàn)為(wéi)電池組(zǔ)充(chōng)滿(mǎn)或放(fàng)完時串聯(lián)電芯之間的電(diàn)壓不相同(tóng),或能量(liáng)的不相同。這(zhè)種情(qíng)況會導(dǎo)致(zhì)部(bù)分過(guò)充,而在放(fàng)電(diàn)過程(chéng)中電(diàn)壓過(guò)低的電芯有可能(néng)被過放,從(cóng)而(ér)使電(diàn)池組的離(lí)散性明(míng)顯(xiǎn)增加(jiā),使(shǐ)用(yòng)時(shí)更(gēng)容易發(fā)生(shēng)過(guò)充(chōng)和過(guò)放現象,整體(tǐ)容(róng)量(liáng)急劇下降,整個電池(chí)組(zǔ)表現出來的容(róng)量為電池組(zǔ)中(zhōng)性能*差(chà)的電池芯的(dí)容量(liáng),*終導致電(diàn)池(chí)組提前(qián)失效。
因此,對(duì)於(yú)磷酸鐵鋰電池(chí)電池組(zǔ)而(ér)言(yán),均衡(héng)保護(hù)電路是須的。當然,鋰(lǐ)電池(chí)的(dí)電(diàn)池管(guǎn)理(lǐ)係統不僅僅是電(diàn)池的均(jūn)衡(héng)保(bǎo)護,還有(yǒu)更多的要求以(yǐ)保(bǎo)證鋰電(diàn)池儲能係統(tǒng)穩定(dìng)可靠(kào)的運行(háng)。
(2)電池管(guǎn)理(lǐ)係統BMS的具(jù)體功(gōng)能
1)基(jī)本保護(hù)功(gōng)能
單體(tǐ)電池電(diàn)壓(yā)均衡(héng)功(gōng)能(néng)
此(cǐ)功(gōng)能是(shì)為(wéi)了修正(zhèng)串(chuàn)聯電池(chí)組中由(yóu)於電(diàn)池單體(tǐ)自身工藝差(chà)異(yì)引(yǐn)起(qǐ)的(dí)電壓,或能(néng)量的(dí)離散性,避免個別單體電池(chí)因(yīn)過充或過(guò)放(fàng)而導(dǎo)致電池性(xìng)能(néng)變差甚(shèn)至損壞(huài)情(qíng)況的發(fā)生,使得所(suǒ)有(yǒu)個(gè)體電池電(diàn)壓差異都在一定的合理範圍內(nèi)。要(yào)求各(gè)節(jié)電(diàn)池之(zhī)間(jiān)誤差(chà)小(xiǎo)於±30mv。
電池組保護功(gōng)能
單(dān)體(tǐ)電池過(guò)壓,欠(qiàn)壓,過(guò)溫(wēn)報(bào)警(jǐng),電(diàn)池(chí)組過充,過(guò)放,過(guò)流(liú)報警保護(hù),切斷等。
2)數據采(cǎi)集功能
采集的數據(jù)主(zhǔ)要(yào)有:單體電(diàn)池電壓(yā),單體電(diàn)池溫度(dù)(實際為(wéi)每個電(diàn)池模組的溫(wēn)度),組(zǔ)端(duān)電壓,充(chōng)放電(diàn)電流,計算得到蓄電池(chí)內阻(zǔ)。
通訊接(jiē)口:采(cǎi)用數字化(huà)通訊(xùn)協(xié)議(yì)IEC61850。在儲(chǔ)能(néng)電站(zhàn)係統中(zhōng),需要和調度(dù)監控係統(tǒng)進行通(tōng)訊,上(shàng)送數(shù)據和執行(háng)指令。
3)診斷功(gōng)能
BMS應具有電池性能的分析診斷(duàn)功能,能(néng)根(gēn)據(jù)實時(shí)測(cè)量(liáng)蓄(xù)電池(chí)模塊(kuài)電(diàn)壓,充放電電(diàn)流(liú),溫度和(hé)單(dān)體電(diàn)池(chí)端(duān)電(diàn)壓,計算得(dé)到的電池(chí)內(nèi)阻等參數(shù),通(tōng)過分析診斷模型,得出(chū)單體電(diàn)池當前容量或剩餘(yú)容量(SOC)的(dí)診(zhěn)斷,單體電(diàn)池(chí)健康狀(zhuàng)態(SOH)的(dí)診斷,電池(chí)組(zǔ)狀(zhuàng)態評估,以及(jí)在放(fàng)電(diàn)時當(dāng)前狀(zhuàng)態下可持續(xù)放(fàng)電(diàn)時間的(dí)估算。根據電(diàn)動汽(qì)車相關標準的要求(qiú)《鋰離子蓄(xù)電池(chí)總成(chéng)通用(yòng)要求(qiú)》(目(mù)前儲(chǔ)能(néng)電站(zhàn)無相關標(biāo)準),對剩(shèng)餘容量(SOC)的(dí)診斷(duàn)精度為5%,對(duì)健康(kāng)狀(zhuàng)態(SOH)的診斷精度為8%。
4)熱(rè)管(guǎn)理(lǐ)
鋰電池模塊在充(chōng)電(diàn)過程(chéng)中,將(jiāng)產(chǎn)生大量的熱(rè)能(néng),使整個電池模(mó)塊的(dí)溫(wēn)度(dù)上升(shēng),因(yīn)而,BMS應具有熱管理的(dí)功(gōng)能。
5)故障(zhàng)診(zhěn)斷(duàn)和容(róng)錯
若(ruò)遇異常(cháng),BMS應給出故障(zhàng)診斷告警信(xìn)號(hào),通過監控網絡發送(sòng)給上(shàng)層(céng)控(kòng)製(zhì)係統。
對(duì)儲能(néng)電(diàn)池(chí)組(zǔ)每串(chuàn)電(diàn)池進行實(shí)時監控(kòng),通過電(diàn)壓,電流等(děng)參數的(dí)監測分析,計(jì)算(suàn)內(nèi)阻及電壓的變化率,以(yǐ)及(jí)參考相對溫升(shēng)等綜合辦(bàn)法(fǎ),即(jí)時(shí)檢查電池(chí)組中(zhōng)是(shì)否有某些已壞(huài)不能(néng)再(zài)用的或可(kě)能很快會壞的電池(chí),判(pàn)斷故障(zhàng)電池及(jí)定(dìng)位(wèi),給(gěi)出告警(jǐng)信號,並(bìng)對(duì)這(zhè)些電池采取適當(dāng)處(chǔ)理(lǐ)措(cuò)施(shī)。當故障(zhàng)積(jī)累到(dào)一定程度,而(ér)可(kě)能(néng)出現或開始出(chū)現惡性事(shì)故時,給(gěi)出(chū)重要(yào)告警信號(hào)輸出,並(bìng)切斷(duàn)充(chōng)放電回路(lù)母(mǔ)綫或者支路(lù)電(diàn)池堆(duī),從(cóng)而(ér)避免惡性(xìng)事故發生(shēng)。
采(cǎi)用(yòng)儲能電池的(dí)容(róng)錯技術,如(rú)電池旁路或能(néng)量轉移(yí)等(děng)技(jì)術(shù),當某(mǒu)一(yī)單體電池發生故(gù)障(zhàng)時,以避(bì)免對整組電池運行產(chǎn)生影(yǐng)響。
管理係統對係統自身軟硬(yìng)件具有自(zì)檢功能(néng),即使(shǐ)器件(jiàn)損(sǔn)壞,也不會影響(xiǎng)電池安全。確保(bǎo)不會因管(guǎn)理係(xì)統故(gù)障導致(zhì)儲能(néng)係統發(fā)生(shēng)故障(zhàng),甚至導致電池(chí)損壞或發(fā)生惡性事故(gù)。
6)建議(yì)方案
均(jūn)衡保(bǎo)護(hù)技術
建議(yì)能量(liáng)轉移法(fǎ)(儲能均(jūn)衡(héng))。
其它(tā)保護技(jì)術
對於(yú)電池的過壓(yā),欠壓(yā),過流(liú)等(děng)故(gù)障情況,采取(qǔ)了切斷(duàn)回路的方式(shì)進行保(bǎo)護。
對(duì)瞬間的短路的(dí)過流狀(zhuàng)態,過流保護的延(yán)時(shí)時(shí)間一般(bān)至少要(yào)幾百(bǎi)微秒至毫秒(miǎo),而短(duǎn)路保(bǎo)護的延時時(shí)間(jiān)是(shì)微秒(miǎo)級的,幾(jī)乎是(shì)短(duǎn)路(lù)的瞬(shùn)間(jiān)就切(qiē)斷了(liǎo)回路(lù),可(kě)以(yǐ)避免短路(lù)對電(diàn)池帶來(lái)的巨大(dà)損傷。
在母(mǔ)綫回路中(zhōng)一(yī)般(bān)采用快(kuài)速(sù)熔(róng)斷(duàn)器,在(zài)各個電(diàn)池模塊中(zhōng),采用高速功率(shuài)電子器件實現快速切(qiē)斷(duàn)。
蓄電池(chí)在綫(xiàn)容量評估(gū)SOC
在(zài)測量(liáng)動(dòng)態(tài)內(nèi)阻和(hé)真值(zhí)電壓(yā)等基(jī)礎上(shàng),利用(yòng)充電(diàn)特性與放電特性的(dí)對應關係,采用多(duō)種模式分段處理辦法,建(jiàn)立(lì)數學(xué)分析(xī)診(zhěn)斷(duàn)模型,來測量剩餘電量SOC。
分析(xī)鋰(lǐ)電池(chí)的放電(diàn)特性,基於積分法(fǎ)采用動態(tài)更(gēng)新電池電量的(dí)方(fāng)法,考慮(lǜ)電(diàn)池自放電(diàn)現象(xiàng),對電池的在(zài)綫電流,電(diàn)壓,放電(diàn)時(shí)間(jiān)進行測量;預(yù)測和計算電(diàn)池在(zài)不同放電情況下的(dí)剩餘電量(liáng),並根據(jù)電池(chí)的使(shǐ)用(yòng)時間和環(huán)境(jìng)溫度(dù)對電量(liáng)預(yù)測進行校(xiào)正,給出剩餘(yú)電量SOC的預(yù)測(cè)值。
為了(liǎo)解(jiě)決電(diàn)池電量變(biàn)化對測量的影(yǐng)響,可采(cǎi)用動態更(gēng)新(xīn)電池電量的(dí)方(fāng)法,即使用(yòng)上(shàng)一次(cì)所放(fàng)出的電量作(zuò)為本(běn)次(cì)放電的基準電量,這樣隨著(zhuó)電池(chí)的(dí)使(shǐ)用,電池電量減(jiǎn)小(xiǎo)體現為基(jī)準電(diàn)量的(dí)減(jiǎn)小;同(tóng)時基(jī)準(zhǔn)電(diàn)量(liáng)還(huán)需要根據(jù)外界(jiè)環境溫(wēn)度變(biàn)化進(jìn)行(háng)相應(yīng)修(xiū)正。
蓄電(diàn)池(chí)健康狀態評估(gū)SOH
對鋰(lǐ)電(diàn)池(chí)整(zhěng)個壽(shòu)命運(yùn)行(háng)曲(qū)綫(xiàn)充(chōng)放電特性的對應關係(xì)分析,進(jìn)行曲(qū)綫擬合和比對(duì),得(dé)出蓄(xù)電池(chí)健(jiàn)康狀態(tài)評(píng)估值SOH,同時根據(jù)運行環(huán)境對(duì)評估值進行修正(zhèng)。
蓄電池(chí)組(zǔ)的(dí)熱管理(lǐ)
在(zài)電(diàn)池(chí)選(xuǎn)型(xíng)和(hé)結構設(shè)計(jì)中應充分考慮熱管理(lǐ)的設計。圓(yuán)柱形電芯(xīn)在排(pái)布(bù)中的透氣孔(kǒng)設計(jì)及鋁殼封裝能(néng)幫(bāng)助電(diàn)芯更(gēng)好(hǎo)的散(sàn)熱(rè),可有效(xiào)防鼓,保證穩定。
BMS含(hán)有(yǒu)溫度(dù)檢測,對電池的溫(wēn)度進(jìn)行監(jiān)控,如果(guǒ)溫度高於保(bǎo)護值(zhí)將(jiāng)開(kāi)啟風機強製冷卻(què),若溫(wēn)度達到危(wēi)險(xiǎn)值,該電池堆能自動退出運行(háng)。
本(běn)子係統包括(kuò)儲能電(diàn)站(zhàn)內將(jiāng)直(zhí)流(liú)電(diàn)變(biàn)換(huàn)成交流電的設(shè)備。用(yòng)於將(jiāng)電能(néng)變換成適(shì)合於電網(wǎng)使(shǐ)用(yòng)的(dí)一種或多種形式的(dí)電能的電(diàn)氣(qì)設備(bèi)。*大(dà)功(gōng)率跟蹤控製器,逆變器和(hé)控製器(qì)均(jūn)可屬(shǔ)於本子係統(tǒng)的(dí)一部(bù)分。
(1)大功率PCS拓撲
設(shè)計原則(zé)
符合(hé)大容量(liáng)電池(chí)組(zǔ)電壓(yā)等(děng)級和(hé)功(gōng)率(shuài)等級(jí);
結(jié)構簡單,可靠(kào)穩(wěn)定,功(gōng)率(shuài)損耗(hào)低;
能夠(gòu)靈活進行整流(liú)逆變(biàn)雙(shuāng)向切換(huàn)運行;
采(cǎi)用常(cháng)規功(gōng)率開關器(qì)件(jiàn),設(shè)計模塊化(huà),標準(zhǔn)化;
並(bìng)網(wǎng)諧波含量低(dī),濾波(bō)簡(jiǎn)單;
發(fā)展現狀(zhuàng)
低壓等級(2kV以下(xià))電池(chí)組的(dí)PCS係(xì)統早期一般是(shì)采(cǎi)用基於(yú)多(duō)重化技(jì)術的多(duō)脈(mài)波變換器,功(gōng)率管采(cǎi)用晶閘管或(huò)GTO。隨(suí)著(zhuó)新型電池技術的出現(xiàn),功(gōng)率(shuài)器件和(hé)拓(tuò)撲技術(shù)的(dí)發展(zhǎn),較(jiào)高(gāo)電(diàn)壓等級(5kV~6kV)的(dí)電池組的(dí)PCS係(xì)統一般采用多電(diàn)平(píng)技術,功(gōng)率(shuài)管(guǎn)采用IGCT或IGBT串(chuàn)聯。
另外(wài)一種方案是采(cǎi)用DC/DC+DC/AC兩級變換(huàn)結構,通過(guò)DC/DC先(xiān)將電(diàn)池組輸出(chū)升壓,再(zài)通過DC/AC逆(nì)變。適(shì)合大功(gōng)率(shuài)電(diàn)池(chí)應用的(dí)DC/DC變換(huàn)器拓撲主(zhǔ)要(yào)采用非隔離(lí)型雙向Buck/Boost電路(lù),多(duō)模(mó)塊(kuài)交(jiāo)錯並(bìng)聯實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容(róng);DC/AC部(bù)分主(zhǔ)要包括多(duō)重化,多電平,交(jiāo)錯(cuò)並聯等大(dà)功率(shuài)變(biàn)流技(jì)術,以(yǐ)降(jiàng)低(dī)並網(wǎng)諧(xié)波,簡(jiǎn)化並網接口(kǒu)。
建議方(fāng)案
大容量電(diàn)池儲能(néng)係統(tǒng)可采用電壓源型(xíng)PCS,並聯接(jiē)入(rù)電網,PCS設(shè)計成四象(xiàng)限運(yùn)行(háng),能獨立(lì)的(dí)進行(háng)有(yǒu)功(gōng),無功控(kòng)製。目前(qián)電池組電(diàn)壓等級一般低(dī)於(yú)2kV,大容量電(diàn)池(chí)儲能(néng)係統具有低(dī)壓大(dà)電流特點(diǎn)。考慮(lǜ)兩級(jí)變換(huàn)結(jié)構損(sǔn)耗大(dà),建議采(cǎi)用單(dān)級DC/AC變(biàn)換結(jié)構(gòu),通過升(shēng)壓(yā)變(biàn)接入電(diàn)網。利(lì)用多變流器單(dān)元並(bìng)聯技術進行擴容,采用(yòng)移相(xiāng)載(zǎi)波(bō)調製和環流(liú)抑*實現單元間的(dí)功率(shuài)均(jūn)分。結(jié)構簡(jiǎn)單,易(yì)控製,模塊化(huà),容錯性(xìng)好和(hé)效(xiào)率高。
(2)PCS控製策略(lüè)
控(kòng)製要(yào)求(qiú)
高(gāo)*安全電(diàn)池充放電;
滿足(zú)電網(wǎng)相關(guān)並網導(dǎo)則;
進(jìn)行有(yǒu)功,無功(gōng)獨(dú)立(lì)調(tiáo)節;
能夠(gòu)適(shì)應電網(wǎng)故(gù)障(zhàng)運(yùn)行。
研(yán)究現(xiàn)狀(zhuàng)
國內外對分布式發(fā)電中並(bìng)網(wǎng)變流(liú)器控製策略已經(jīng)展開了廣(guǎng)泛(fàn)研(yán)究,常采用雙(shuāng)閉環(huán)控製(zhì),外(wài)環根(gēn)據(jù)控製目標的(dí)不同(tóng),提出了PQ控(kòng)製(zhì),下(xià)垂控(kòng)製,虛擬(nǐ)同(tóng)步機控製等,內環一般(bān)采用電流環,提(tí)出了(liǎo)自(zì)然(rán)坐標係,靜(jìng)止坐(zuò)標係和(hé)同(tóng)步坐(zuò)標(biāo)係下的控製(zhì)策略。電(diàn)池(chí)儲能係統PCS控(kòng)製(zhì)除(chú)了滿(mǎn)足(zú)常規的並網變(biàn)流器(qì)要求,更(gēng)重要的要(yào)滿足(zú)電池(chí)充(chōng)放電(diàn)要求(qiú),尤其(qí)是電網故(gù)障(zhàng)情況(kuàng)下(xià)的(dí)控製(zhì)。
建議(yì)方(fāng)案
采(cǎi)用(yòng)多(duō)目(mù)標的(dí)變流器控製(zhì)策略,一(yī)方(fāng)麵精(jīng)*控(kòng)製(zhì)充(chōng)放電過(guò)程中的電(diàn)壓(yā),電流,確(què)保電(diàn)池(chí)組高*,安全(quán)充放電;另一方麵根據調度指令,進(jìn)行有功,無功控(kòng)製(zhì)。
低電(diàn)壓穿越能力強(qiáng),逆變(biàn)器(qì)對電網電壓應始終工作在恒流(liú)工作模式(shì),輸(shū)出端(duān)壓(yā)跟(gēn)隨(suí)市電,可(kě)以(yǐ)在很低電(diàn)壓下運行,甚至(zhì)在輸出(chū)端(duān)短(duǎn)路時仍可輸出,此(cǐ)時逆(nì)變器(qì)保持額定的輸(shū)出(chū)電流(liú)不變。
實現電網故(gù)障(zhàng)狀態下電池(chí)儲能係(xì)統緊急(jí)控製,以(yǐ)及電網恢(huī)復(fù)後電池儲能(néng)係(xì)統(tǒng)的重(zhòng)新(xīn)同步控(kòng)製。
常(cháng)規的(dí)儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)控製係統(tǒng)使用的產品來(lái)自於不同的(dí)供應(yīng)商(shāng)。幾乎(hū)每個(gè)產(chǎn)品(pǐn)供應商都具(jù)有一(yī)套(tào)自己(jǐ)的標準(zhǔn),整(zhěng)個儲(chǔ)能電站(zhàn)裏運行的(dí)規約(yuē)就可能(néng)達到(dào)好幾(jī)種(zhǒng)。於(yú)是當(dāng)一個(gè)儲能電站(zhàn)需(xū)要(yào)將(jiāng)不(bù)同(tóng)廠商的(dí)產(chǎn)品集(jí)成(chéng)到一個係統(tǒng)時(shí),就(jiù)不(bù)得(dé)不(bù)花很大的代價做通信(xìn)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置,這樣(yàng)做(zuò)一方(fāng)麵增加(jiā)了(liǎo)係統(tǒng)的(dí)復(fù)雜性降(jiàng)低(dī)了可靠性,另一方(fāng)麵增(zēng)加(jiā)了(liǎo)係統成(chéng)本(běn)和維(wéi)護(hù)的復(fù)雜(zá)性。因此本方案建(jiàn)議采用(yòng)基於IEC61850的(dí)係統方案。
IEC61850是關於變(biàn)電(diàn)站(zhàn)自(zì)動化係統(tǒng)的(dí)通(tōng)訊(xùn)網(wǎng)絡(luò)和(hé)係(xì)統的(dí)國(guó)際標(biāo)準。製定IEC61850主(zhǔ)要目的就(jiù)是使(shǐ)不同(tóng)製(zhì)造(zào)廠商的(dí)產品(pǐn)具(jù)有(yǒu)互(hù)操(cāo)作性,使它們(mén)可(kě)以方便地(dì)集成到一個係統中去,能夠在各(gè)種自動化(huà)係統(tǒng)內(nèi)部(bù)準確,快(kuài)速地交換數據,實現無縫集(jí)成和互操作(zuò)。由於(yú)聯合發電(diàn)智(zhì)能(néng)監(jiān)控係統(tǒng)采(cǎi)用(yòng)IEC61850協議(yì),所以在(zài)儲能電站(zhàn)也(yě)采用(yòng)基於(yú)IEC61850的控製係統有利(lì)於(yú)處理並傳送從儲能電站控(kòng)製(zhì)係(xì)統到(dào)聯合發(fā)電智(zhì)能監(jiān)控(kòng)係統各種實(shí)時信息。
儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站控製(zhì)係統采(cǎi)用(yòng)模(mó)塊化,功(gōng)能集(jí)成(chéng)的(dí)設計思(sī)想(xiǎng),分(fēn)為(wéi)係統層(céng)和(hé)設(shè)備(bèi)層(céng)兩層結構(gòu),全站監控雙網(wǎng)采(cǎi)用100M光纖(xiān)以太網(wǎng)作為(wéi)通(tōng)信(xìn)網(wǎng)絡(luò),采用星(xīng)型(xíng)網絡結構(gòu)。
係統(tǒng)層(céng)配(pèi)置:
係統層主(zhǔ)要(yào)實現(xiàn)實時(shí)數據(jù)采(cǎi)集(jí),與(yǔ)聯合發電(diàn)智(zhì)能監控(kòng)係統通(tōng)信(xìn)等功能(néng)。
實(shí)時(shí)數據采集
通(tōng)過子係(xì)統(tǒng)的智能組件(jiàn)從功率調節(jié)係統(tǒng),電池係(xì)統,配(pèi)電(diàn)係統獲取(qǔ)數(shù)據(jù),這(zhè)些數(shù)據包(bāo)括電池(chí)容(róng)量,綫路狀(zhuàng)態,電流,有(yǒu)功(gōng)功(gōng)率,無功(gōng)功率(shuài),功率係數(shù)和平均(jūn)值。
與聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)通(tōng)信:
在(zài)儲能(néng)電(diàn)站和變(biàn)電(diàn)站之(zhī)間鋪設光纖,將(jiāng)儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站的(dí)實(shí)時數據(jù),故障信(xìn)息(xī)等上傳(chuán)到聯合發(fā)電智(zhì)能監控係統;同時接(jiē)受聯(lián)合發電智(zhì)能監控(kòng)係(xì)統(tǒng)下(xià)發的控製(zhì)命令。
設(shè)備(bèi)層(céng)配置:
設(shè)備(bèi)層(céng)由電池(chí)管理係統(BMS)及其智能(néng)組(zǔ)件(jiàn),能量管理係統(PCS)及(jí)其智(zhì)能(néng)組件(jiàn),配電係統(tǒng)保(bǎo)護測控(kòng)裝(zhuāng)置(zhì)等(děng)。
電池管(guǎn)理(lǐ)係統(BMS)及其智(zhì)能組件:
電(diàn)池管理係統(tǒng)(BMS)對整(zhěng)個儲能係統的安全運行,儲能係統(tǒng)控製策略的選(xuǎn)擇(zé),充電模式的選(xuǎn)擇(zé)以(yǐ)及(jí)運(yùn)營(yíng)成(chéng)本都有很大(dà)的影(yǐng)響(xiǎng)。電池管(guǎn)理係(xì)統無論是在電(diàn)池的充電過程(chéng)還是(shì)放電(diàn)過程(chéng),都(dū)要(yào)可靠的完(wán)成(chéng)電(diàn)池狀態(tài)的實(shí)時監控和(hé)故障診(zhěn)斷(duàn)。並(bìng)通過(guò)智(zhì)能組件將相(xiāng)關信(xìn)息轉化為IEC61850協議(yì)通(tōng)過光(guāng)以(yǐ)太網上(shàng)送到(dào)監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng),以便(biàn)采用更(gēng)加合理的控製策略,達(dá)到(dào)有效且高(gāo)*使(shǐ)用電池的(dí)目(mù)的。
能量(liáng)管理係統(tǒng)(PCS)及其智能(néng)組(zǔ)件(jiàn):
能量管理(lǐ)係統(PCS)實現(xiàn)對電池充放電(diàn)的(dí)控(kòng)製,滿足儲(chǔ)能係統並網(wǎng)要求。研究多(duō)目(mù)標的變流(liú)器控製策略,一方(fāng)麵精(jīng)*控製(zhì)充放電過(guò)程中的電(diàn)壓(yā),電(diàn)流,確(què)保(bǎo)電(diàn)池組高*充(chōng)放(fàng)電;另(lìng)一方(fāng)麵根(gēn)據調度(dù)指令,進(jìn)行雙(shuāng)向平(píng)滑切(qiē)換(huàn)運行(háng),實現(xiàn)有功(gōng),無(wú)功獨(dú)立控(kòng)製。另外,在(zài)電(diàn)網(wǎng)故(gù)障條(tiáo)件下(xià),研(yán)究多儲能PCS單(dān)元的(dí)協調控製,實現對局(jú)部電網的(dí)安(ān)全(quán)運(yùn)行。智(zhì)能組件(jiàn)將(jiāng)PCS需(xū)要(yào)上(shàng)傳(chuán)的(dí)開(kāi)關(guān)量,模(mó)擬量,非電量,運行(háng)信息等(děng)轉換(huàn)為IEC61850協議(yì)通(tōng)過(guò)以(yǐ)太(tài)網上傳給監(jiān)控係(xì)統(tǒng),同時將監(jiān)控係統下發的(dí)模式(shì)切換命(mìng)令(líng)及定值設定(dìng)轉發給PCS。
配電(diàn)係統(tǒng)保(bǎo)護(hù)測控裝置:
采用數(shù)字化保護(hù)測控(kòng)一(yī)體化(huà)裝置(zhì),采(cǎi)用(yòng)直接(jiē)對常規互感器采樣的方式完(wán)成電壓(yā),電(diàn)流(liú)的測(cè)量;斷路(lù)器(qì),刀閘位(wèi)置(zhì)等開關(guān)量(liáng)信息通過硬接點直接(jiē)采(cǎi)集(jí);斷路器的(dí)跳合閘(zhá)通過硬(yìng)接(jiē)點(diǎn)直(zhí)接控製方(fāng)式完(wán)成。具(jù)備IEC61850協議的(dí)以太網通信(xìn)方式(shì)與(yǔ)監控(kòng)係統(tǒng)相連(lián)。
4.儲(chǔ)能(néng)電站(係(xì)統)整體發展(zhǎn)前(qián)景
全球能源(yuán)緊缺,新(xīn)興能源產業的發(fā)展勢(shì)在必(bì)行,但(dàn)風能,太陽(yáng)能等清潔(jié)能(néng)源(yuán)受環(huán)境影響較大,功率不(bù)穩(wěn)定,致(zhì)使傳統(tǒng)電(diàn)網無(wú)法承載,大(dà)量(liáng)能(néng)量被(bèi)浪(làng)費。主(zhǔ)要原(yuán)因之一(yī)就是(shì):儲(chǔ)能技(jì)術(shù)落後,現有儲能(néng)電站無法實現(xiàn)功率(shuài)補償,無法(fǎ)滿足功(gōng)率(shuài)平滑(huá)的(dí)需求。可(kě)以(yǐ)說(shuō),儲能電站(zhàn)的(dí)發展已成(chéng)為新能(néng)源(yuán)開(kāi)發(fā)的核心(xīn)之一。
除光伏(fú)發電係統(tǒng)外,儲能(néng)電站(zhàn)也(yě)廣泛適(shì)用於如下場合(hé):
(1),負荷波動大(dà)的工廠(chǎng),企業,商(shāng)務中(zhōng)*等(děng);
(2),需要(yào)具(jù)備“黑啟(qǐ)動”功能的(dí)發電(diàn)站;
(3),發電質(zhì)量(liáng)有波動(dòng)的風能和潮(cháo)汐能發(fā)電(diàn)站(zhàn);
(4),需(xū)要夜間儲(chǔ)存(cún)能(néng)量(liáng)以(yǐ)供白天使(shǐ)用(yòng)的核能,風能等(děng)發(fā)電設(shè)施(shī);
(5),因環(huán)保(bǎo)原因(yīn)限製(zhì)小(xiǎo)型(xíng)火力調峰(fēng)發(fā)電站(zhàn)或其它(tā)高汙(wū)染發電站(zhàn)發展(zhǎn)的區域(yù);
(6),戶外臨(lín)時大型(xíng)負(fù)荷中*。
采用(yòng)磷(lín)酸鐵鋰電(diàn)池這一儲(chǔ)能技(jì)術(shù)為核(hé)心(xīn)的儲能電(diàn)站(zhàn),相比(bǐ)於抽(chōu)水(shuǐ)蓄(xù)能,壓縮(suō)空氣(qì)儲能等(děng)現有(yǒu)儲能(néng)技術(shù),具有(yǒu)明(míng)顯的成本(běn)和運(yùn)行壽命優勢,經(jīng)濟(jì)效益突出,需(xū)求巨(jù)大,應用前(qián)景廣闊(kuò)。隨(suí)著全(quán)球(qiú)電(diàn)力需(xū)求逐年增長(cháng),用電(diàn)高峰和低(dī)穀的負荷差(chà)距(jù)越來(lái)越(yuè)大(dà),磷酸(suān)鐵鋰(lǐ)電池(chí)儲能電(diàn)站(係統(tǒng))作為一(yī)項新(xīn)興(xīng)技(jì)術,將給電(diàn)網(wǎng)儲能領域(yù)帶來革命性的技術更新(xīn),具有巨大(dà)的社(shè)會效應和經濟(jì)效(xiào)應。
5.Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理係統(tǒng)
5.1平台(tái)概(gài)述(shù)
安(ān)科(kē)瑞(ruì)Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量(liáng)管理(lǐ)係統具有(yǒu)*的儲能監(jiān)控與管理功能,涵(hán)蓋(gài)了(liǎo)儲能(néng)係統設(shè)備(PCS,BMS,電(diàn)表,消(xiāo)防,空(kōng)調等(děng))的詳(xiáng)細信息(xī),實現了(liǎo)數據(jù)采集,數據處(chǔ)理(lǐ),數據存(cún)儲,數(shù)據(jù)查詢與分析(xī),可視化監(jiān)控,報警管理,統(tǒng)計報表(biǎo)等功(gōng)能。在(zài)*級(jí)應用上(shàng)支(zhī)持能(néng)量(liáng)調(tiáo)度,具備計劃(huá)曲(qū)綫,削(xiāo)峰(fēng)填穀(gǔ),需(xū)量控(kòng)製,備用電(diàn)源等控製(zhì)功(gōng)能(néng)。既(jì)可以用於(yú)儲(chǔ)能一(yī)體櫃,也可(kě)以用(yòng)於儲(chǔ)能(néng)集(jí)裝箱,是專門用於設備管理的一套軟(ruǎn)件係統平(píng)台。
5.2係統結(jié)構圖

5.3係(xì)統功(gōng)能
係統人機界(jiè)麵友好,能夠(gòu)顯示儲(chǔ)能(néng)櫃的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài),實時監(jiān)測(cè)PCS,BMS以及環境(jìng)參數信息(xī),如電(diàn)參(cān)量(liáng),溫度(dù),濕度等。實時顯(xiǎn)示有(yǒu)關(guān)故(gù)障(zhàng),告(gào)警(jǐng),收(shōu)益(yì)等(děng)信(xìn)息(xī)。

係統能夠實(shí)時(shí)監測PCS,BMS,電(diàn)表(biǎo),空(kōng)調(tiáo),消(xiāo)防,除濕(shī)機(jī)等(děng)設備(bèi)的(dí)運行狀(zhuàng)態及運行(háng)模式。





PCS監控(kòng):滿足(zú)儲能(néng)變流器的參(cān)數與(yǔ)限值(zhí)設(shè)置(zhì);運(yùn)行模(mó)式設置(zhì);實現(xiàn)儲(chǔ)能(néng)變流器交直流側電(diàn)壓(yā),電(diàn)流,功率(shuài)及充放電量參數的采集(jí)與展(zhǎn)示;實現PCS通(tōng)訊狀態,啟(qǐ)停(tíng)狀態(tài),開關(guān)狀(zhuàng)態,異(yì)常告警等狀態(tài)監測。


BMS監控(kòng):滿(mǎn)足電(diàn)池管(guǎn)理係統的參(cān)數(shù)與限(xiàn)值設(shè)置;實現(xiàn)儲能電池(chí)的(dí)電芯,電(diàn)池簇的溫度(dù),電壓,電(diàn)流的監測;實現電池充放電狀態,電(diàn)壓(yā),電流及溫(wēn)度異(yì)常狀態的(dí)告警。


空(kōng)調監控(kòng):滿(mǎn)足(zú)環(huán)境溫度的監測(cè),可根(gēn)據(jù)設置的(dí)閾(yù)值進行空調溫度(dù)的聯(lián)動(dòng)調(tiáo)節(jié),並(bìng)實時監測空調(tiáo)的運(yùn)行(háng)狀態(tài)及溫濕(shī)度數據(jù),以曲綫形式進(jìn)行展示。


UPS監控(kòng):滿(mǎn)足(zú)UPS的(dí)運行(háng)狀態及(jí)相關電(diàn)參量(liáng)監(jiān)測(cè)。
係(xì)統能夠(gòu)對PCS充放電(diàn)功率曲綫,SOC變換曲(qū)綫,及電壓,電(diàn)流,溫(wēn)度等歷史曲綫(xiàn)的查詢(xún)與展示。


滿(mǎn)足儲能(néng)係統設(shè)備(bèi)參(cān)數的配(pèi)置(zhì),電價(jià)參數與(yǔ)時(shí)段(duàn)的設(shè)置(zhì),控(kòng)製(zhì)策(cè)略的(dí)選擇(zé)。目前支持的控製(zhì)策略包含計(jì)劃(huá)曲綫,削峰填穀(gǔ),需(xū)量控(kòng)製(zhì)等。



儲(chǔ)能能量(liáng)管理係統具有(yǒu)實(shí)時告警功能,係統能夠對儲能(néng)充放(fàng)電越限(xiàn),溫(wēn)度越限(xiàn),設備(bèi)故障(zhàng)或(huò)通信故障等事(shì)件發(fā)出(chū)告警。

儲能(néng)能量管(guǎn)理(lǐ)係統能(néng)夠(gòu)對遙信變位,溫(wēn)濕度,電壓(yā)越(yuè)限(xiàn)等(děng)事件(jiàn)記錄進行存(cún)儲和管理,方便用戶對係(xì)統事(shì)件(jiàn)和報警進行(háng)歷(lì)史追溯,查詢統(tǒng)計(jì),事(shì)故分析。

可(kě)以通過(guò)每個設備下麵的(dí)紅色(sè)按(àn)鈕(niǔ)對(duì)PCS,風機,除(chú)濕機,空調控製器(qì),照(zhào)明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控製(zhì),但是當(dāng)設(shè)備(bèi)未通信上(shàng)時(shí),控(kòng)製(zhì)按(àn)鈕會顯示無(wú)效狀態。

儲能能量管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)為保(bǎo)障(zhàng)係統安全(quán)穩(wěn)定(dìng)運(yùn)行(háng),設置(zhì)了用(yòng)戶權限管理功能。通過用(yòng)戶(hù)權限(xiàn)管理能夠(gòu)防(fáng)止(zhǐ)未經授(shòu)權(quán)的(dí)操(cāo)作(如遙控的操(cāo)作(zuò),數據庫(kù)修改等)。可以定義(yì)不同(tóng)級別(bié)用戶的登(dēng)錄名,密(mì)碼(mǎ)及(jí)操(cāo)作(zuò)權限(xiàn),為(wéi)係(xì)統運行,維護(hù),管理提(tí)供(gōng)可(kě)靠(kào)的(dí)安全(quán)保障(zhàng)。

6相(xiāng)關(guān)平(píng)台部(bù)署(shǔ)硬件選型清單(dān)
| 設備 | 型號 | 圖(tú)片 | 說明 |
| 儲能(néng)能(néng)量管理係(xì)統 | Acrel-2000ES |
| 實現(xiàn)儲能設(shè)備的數據(jù)采集(jí)與監控,統(tǒng)計分析(xī),異常(cháng)告警(jǐng),優化控製,數(shù)據轉發(fā)等; 策略(lüè)控製:計(jì)劃曲綫,需(xū)量控製(zhì),削峰填穀,備用電源等。 |
| 觸摸屏電(diàn)腦 | PPX-133L |
| 1)承接(jiē)係(xì)統(tǒng)軟(ruǎn)件 2)可(kě)視化展示(shì):顯(xiǎn)示係(xì)統運(yùn)行信息(xī) |
| 交流計(jì)量表(biǎo)計 | DTSD1352 |
| 集成(chéng)電(diàn)力(lì)參量(liáng)及電(diàn)能(néng)計(jì)量及考核(hé)管理(lǐ),提(tí)供各(gè)類(lèi)電能數據統(tǒng)計(jì)。具(jù)有諧(xié)波(bō)與總(zǒng)諧波(bō)含量檢測,帶有(yǒu)開關(guān)量輸入和(hé)開(kāi)關(guān)量(liáng)輸(shū)出(chū)可實現“遙信”和(hé)“遙(yáo)控(kòng)”功能(néng),並(bìng)具備報警輸出。帶(dài)有RS485 通(tōng)信(xìn)接(jiē)口,可選用MODBUS-RTU或 DL/T645協(xié)議(yì)。 |
| 直流(liú)計(jì)量表(biǎo)計(jì) | DJSF1352 |
| 表可測量直(zhí)流係(xì)統(tǒng)中的電壓,電(diàn)流,功率(shuài)以及正反(fǎn)向(xiàng)電(diàn)能等;具有(yǒu)紅(hóng)外(wài)通(tōng)訊接(jiē)口(kǒu)和RS-485通訊(xùn)接(jiē)口,同(tóng)時(shí)支(zhī)持Modbus-RTU協議和DLT645協議;可(kě)帶繼電器(qì)報警(jǐng)輸(shū)出和(hé)開關(guān)量輸(shū)入(rù)功能。 |
| 溫度在(zài)綫(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置(zhì) | ARTM-8 |
| 適(shì)用於(yú)多路(lù)溫度(dù)的(dí)測量(liáng)和控製,支持測量8通(tōng)道溫度(dù);每一(yī)通道溫度測量對應2段(duàn)報警(jǐng),繼電器輸出可(kě)以(yǐ)任意(yì)設置(zhì)報警方向及(jí)報(bào)警(jǐng)值。 |
| 通(tōng)訊(xùn)管理機(jī) | ANet-2E8S1 |
| 能夠根據不(bù)同的采集規約(yuē)進行(háng)水表,氣(qì)表,電(diàn)表,微(wēi)機(jī)保護等設備(bèi)終(zhōng)端的數據采集(jí)匯總(zǒng);提供規約轉(zhuǎn)換,透(tòu)明轉發(fā),數據加(jiā)密(mì)壓縮,數據轉換,邊緣計算(suàn)等(děng)多(duō)項功(gōng)能(néng);實時多(duō)任務(wù)並(bìng)行(háng)處理數(shù)據(jù)采集(jí)和數(shù)據(jù)轉發,可多鏈路(lù)上送平(píng)台(tái)據(jù)。 |
| 串口服務器 | Aport |
| 功能:轉換“輔(fǔ)助係(xì)統(tǒng)”的狀(zhuàng)態(tài)數(shù)據(jù),反饋(kuì)到(dào)能(néng)量(liáng)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)。1)空(kōng)調的開關,調溫(wēn),及(jí)完*斷電(diàn)(二次開關實現);2)上傳(chuán)配(pèi)電櫃各(gè)個空(kōng)開信(xìn)號;3)上傳UPS內(nèi)部電(diàn)量信息(xī)等;4)接入(rù)電表(biǎo),BSMU等設備(bèi) |
| 遙信模(mó)塊 | ARTU-KJ8 |
| 1)反饋各個(gè)設備(bèi)狀(zhuàng)態,將相關(guān)數(shù)據到(dào)串(chuàn)口(kǒu)服務器;2)讀(dú)消防1/0信號(hào),並轉(zhuǎn)發(fā)給(gěi)到(dào)上層(céng)(關(guān)機,事件(jiàn)上(shàng)報等);3)采集水浸(jìn)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)信息,並(bìng)轉發給到上層(水(shuǐ)浸(jìn)信號事件(jiàn)上(shàng)報);4)讀取門(mén)禁程傳感器(qì)信(xìn)息(xī),並(bìng)轉發給到上(shàng)層(céng)(門(mén)禁(jīn)事件上(shàng)報(bào))。 |
參(cān)考(kǎo)文獻
劉(liú)鳳.儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站(zhàn)技術(shù)方案設(shè)計
安科瑞(ruì)企業(yè)微(wēi)電(diàn)網設計與(yǔ)應(yīng)用手冊.2022.05版