2MW5MWh微网储能项目整体技术方案 2.docx

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1、2MW/5.11MWh微网储能项目2022-01-282MW/5J1MWH储能系统设计方案1、I2MW/5.11MWH储能系统集成方案4、1、1储能系统方案概述4、1、2储能系统构成、1、3电池储能系统功能说明51、22MW/5.UMWH储能系统技术参数2.1单体电池设计及参数电池箱设计及参数、2.3电池柜设计及参数8、2.4控制柜及高压电气汇流柜9、2.5电池柜布线设计101、a集装箱设计方案io1、3.1集装箱排布设计111、7C集装箱照明121、3.4集装箱热管理设计121、3.5集装箱防火系统设计141、3.（、集装箱接地及防雷设计1513.7集装箱安全逃生设计161、3用集装箱安装固

2、定181、3.9集装箱布线设计181、3.10集装箱供电设计1913.11视频监控系统设计191、3.12集装箱对外接口设计211、4电池管理系统（BMS）设计方案221、4.1电池监测电路（CSC）概述及功能221、4.2从电池管理单元（SBMU）概述及功能231、4.3主电池管理单元（MBMU）概述及功能241、4.4电池管理系统功能251、4.5BMS低压供电方案291、4.6电池监控系统功能与特点301、电池均一性控制方案351、5.1电芯生产过程控制352.1供货范围353.1方案说明362MW/5.11MWh储能系统设计方案1.1 2MW/5.11MWh储能系统集成方案1.1 J储

3、能系统方案概述1.1.1.1 储能系统方案简介本项目需求为2MW/5.UMWh（标称能量）储能系统，根据储能系统功率2MW、充放电倍率0.5C要求,本设计方案用了高安全性、高可靠性磷酸铁锂电芯进行系统设计。本方案共包含2套40尺集装箱储能系统，每套lMW/2.55MWh。每个集装箱单元包含2个1、279MWh电池单元，共包含12个电池柜、1个控制柜及2个汇流柜。每个电池柜由17个磷酸铁锂电池箱串联系统组成，由1套电池管理系统进行管理。每个电池箱由14个280Ah电芯通过1P14S方式进行成组，由1个SBMU电池监测单元来管理。2个子单元的高压直流总线汇流到2个高压电气汇流柜上。每个控制柜控制2

4、个子单元，为每个电池柜提供CAN通讯汇总接口，同时也可以向电站能源管理系统上传电池数据和信息。管理及监控系统配有UPS,能在电网断电时，维持系统监控运行一定时间。1.1.1.2 本设计方案主要特点本系统具有以下特点： 用磷酸铁锂电池，能量密度高，循环寿命长； 电池系统用标准化模块式设计，可灵活扩展，系统维护检修方便； 良好的散热管理系统，电池组寿命和可靠性有保障； 电池组用高效连接工艺，实现电池模块功率连接的高可靠、低阻抗及高相同性； 用高强度结构设计，保障电池系统在长途运输及极端情况下（如地震）的安全性； CATL自主研发的电池均衡控制策略，可有效保障储能系统的可用容量和使用寿命； 自主开发

5、的电池及系统监控软件，可实现储能系统的自动运行； 集装箱式储能系统用电柜双列布置设计，过道宽度50MM,便于日常维护和管理； 集装箱内设置手动自动一体化的全氟己酮气体灭火系统； 集装箱具有逃生门及逃生锁设计。1.1.2储能系统构成本项目2MW/5.11MWh储能系统由2个lMW/2.55MWh集装箱组成。1.1.2.1 lMW/2.55MWh储能单元电气图1.1.2.2 系统内部连接说明2个子单元共计12个电池柜的直流电缆连接到高压电气柜直流输入母排上;电池监测系统通过光纤以太网与储能电站监控系统连接；电池子单元的BMS与PCS通过CAN或RS485进行通讯。1、1、3电池储能系统功能说明1.

6、1.2.3 电池储能功能本系统用CATL成熟、可靠、大批量生产的磷酸铁锂方形铝壳280Ah的电芯，额定电压3.2V,最大持续倍率为0.5C。电池堆具有如下功能：1）提供一个设计需求的储能容量，根据系统需求存储能量或放出已储存的能量；2）具有自我维护与保护的管理系统，使电池在长期使用过程中，保持平衡，并自我保护，确保电池堆的长期可靠运行；3）具有良好、快速的数据采集及与PCS、上层监控设备保持实时通讯，使整个系统运作实现自动化控制，并可按要求存储必要的运行数据；4）模块化的设计，非常便于系统的安装、维护及系统的升级。1.1.2.4 系统保护功能电池储能系统具有完备的保护功能。系统保护功能主要分为

7、三类保护： 系统级保护； 设备级保护； 通讯异常保护；1）系统级保护储能系统就地监控系统具有实时数据分析功能。通过对系统各个部分的参数进行分析，监控系统可以发现诸如:设备多次保护告警、温度变化异常、电压变化趋势异常等与系统正常运行状态不符的异常与隐性故障，从而预先启动应对措施防止故障的发生或降低故障的影响。2）设备级保护系统内各个设备均具有自保护功能。如电池组都具有防雷保护、接地保护、电压异常保护、过电流保护、短路保护等。当故障出现时各设备实时进行保护，以最快速度将故障隔离出整个系统同时向就地监控单元报告故障。全部设备均能被完全隔离出系统的电气连接，不影响其它正常设备的运行，以确保故障影响最小

8、化。3）通讯异常保护整个电池储能系统的控制与调度是设在储能电站监控系统与就地监控系统的通讯的基础上的。所以当储能电站监控系统退出或意外中断运行时，电池储能系统将按上一次接收到的来自储能电站监控系统的控制指令继续运行一段时间，运行时间可设，设定时间到，通讯仍然没有正常则将电池储能系统停运，通讯恢复后系统与设备均能自动判断重新进入可运行状态。就地监控系统内部的通讯同样重要，所以系统内部全部设备均有通讯异常保护功能。当就地监控单元与电池管理系统，或变流器就地控制器通讯异常时，通讯异常设备，立刻停止运行。就地监控单元发现通讯异常后立刻将此设备从系统中隔离开来。同时将故障状态上报储能电站监控系统，通讯恢

9、复后系统与设备均能自动判断重新进入可运行状态。1.1.2.5 系统监控功能电池储能系统的监控功能主要包括以下部分： 电池管理系统对电池数据采集，运行控制和故障报警的功能 就地监控单元对电池管理系统、变流器就地控制器采集数据的接收，存储，数据处理和分析功能； 就地监控单元向电池管理系统、变流器就地控制器的控制命令下发功能； 就地监控单元向储能电站监控系统的数据上传功能； 就地监控单元接受储能电站监控系统控制指令功能； 实时显示当前运行数据和运行状态的功能，包括电池组，双向变流器的运行参数和运行状态及运行模式。并能够通过声光报警方式提示设备出现故障。还可以通过就地监控单元或储能电站监控系统查询历史

10、数据，分析故障原因。1.22MW/5.11MWh储能系统技术参数储能系统最终配置容量为：储能子单元O5MW/1、279MWh;储能单元（集装箱）:lMW/2.55MWh;储能系统总规模：2MW/5.11MWh;1.2.1 单体电池设计及参数本设计方案用CATL成熟的由全自动生产线生产的标准的280Ah磷酸铁锂（LFP）方形铝壳电芯，单体电池参数如下表：表1-1280Ah电芯参数表No.项目规格1标称容量280Ah2标称电压3.2V3工作电压范围2.8V3.6V4工作温度范围充电:055放电:2055c5存储温度-30-606电芯重量5.4+0.37电芯尺寸（W*D*H）173.9*71、65*

11、207.3MM图1-3电芯外观示意图122电池箱设计及参数电箱的设计是进行电池串联设计，根据电箱的尺寸和所选的电芯，电箱以14个电芯进行串联，串联后电箱为1P14S,电压为44.8V,具体参数如下所示：表1-2电箱参数表No.单体电池280Ah,LFP1电池串并联1P14S2标称电压44.8V3电压范围39.2V50.4V4标称能量12.54kWh5工作温度20556重量约95kg7尺寸(WxDxH)516*695*234MM图1-4电池箱的构成图1.2.3 电池柜设计及参数电柜内部主要安装电池箱、主控箱配套电线电缆，主控箱包括电池管理系统、高低压电器保护件等。电柜的设计用分组分层设计，机柜外

12、观用免维护技术。本项目电柜主要安装17个电箱、1个主控箱，电池柜具备完整的安装连接材料，并能完成电池输出端的接线。标准电池柜参数如下表：表1-3电柜参数表No.项目规格1标称电压761、6.V2标称容量280Ah8No.项目规格3电压范围666.4856.8V4标称能量213.25kWh5电池箱17pcs6主控箱Ipcs7重量约2T8尺寸(W*D*H)1200*725*2300MM参考示意图如下所示:1个主控箱图1-5电池柜构成示意图(具体以实物为准)1.2.4 控制柜及高压电气汇流柜每个lMW/2.55MWh集装箱设计配备1个控制柜及2个高压电气汇流柜，其主要功能如下：(1)高压电气汇流柜为

13、2个1、279MWh子单元提供高压直流总线并联汇流，并配置防雷保护器件及各汇流支路断路器短路保护；(2)高压电气汇流柜为12个电池柜共计2个子单元和总控柜内的电池监控系统提供系统紧急退出开关及功能；(3)控制柜提供12个电池柜共计2个子单元CAN总线汇总，集成一套单元系统电池管理系统，并通过电池监控系统把各电池柜信息转换成以太网协议发送给储能电站监控系统，并可独立完成电池系统的远程监控；(4)控制柜提供与PCS的通讯接口;（5）控制柜中的电池监控系统具备网络对时的功能；（6）待机状态下，通过储能电站监控系统对储能单元下发命令，能够完成系统调度功能。控制柜外观示意图如下:A图1-6控制柜及汇流柜

14、示意图（具体以实物为准）工电池柜布线设计1）电池柜内元器件安装及走线整齐可靠、布置合理，电器间绝缘符合相关标准。2）电池柜内内直流回路分布合理、清晰，进出线用魏德米勒及其它知名品牌接线端子，接线端子之间具有有隔离保护;主控箱内端子排的设计合理，检修、调试方便;3)电池柜设计有隔离开关，确保检修时能逐级断开系统;4)直流正负导线用不同色标;5)6)高低压及信号线分开不同线槽，进出线用下进下出的引线及连接线方式;强电、弱电的二次回路的导线分开敷设，每个接线端子只接一根导线。电流端子和电压端子明确区分;7）柜内元件位置编号、元件编号与图纸相同，并且全部可操作部件均有标识标明功能。内部接线根据接线图套圈和编号，全部面板上安装的设备用平面识别标志和功能标志标出。13集装箱设计方案本项目储能系统用集成化设计，将储能电池柜、电池管理系统集成到安装在一个40尺集装箱内，放置电池柜、汇流柜、控制柜、自动消防系统、空调系统等设备。集装箱拥有白己独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、消防系统、安全逃生