储能电站总体技术方案.docx

储能电站总体技术方案2011-12-20书目1.概述32 .设计标准43 .储能电站（协作光伏并网发电）方案63.1 系统架构63.2 光伏发电子系统73.3 储能子系统7储能电池组83.3.2电池管理系统（BMS）93.4 并网限制子系统123.5 储能电站联合限制调度子系统144 .储能电站（系统）整体发展前景161.概述大容量电池储能系蜕在电力系统中的应用已有20多年的历史，早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用，国外也巳开展了肯定的探讨。上世纪90年头末镌国在HemeIMW的光伏电站和Bho1.t2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系铳，供应削峰、不中断供电和改者电能质量功能。从2003年起先，日本在Hokkaido30.6MW风电场安装了6MW6MWh的全钿液流电池（VRB）储能系统，用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个I1.KV配电网STATCOM中，用于潮流和电压限制，有功和无功限制。总体来说,储能电站（系统）在电网中的应用目的主要考虑“负荷调要、协作新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰境谷”等几大功能应用。比如：削峰填谷，改善电网运行曲段，通俗一点说明,储能电站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候再拿出来用，这样就削减了电能的奢侈；此外储能电站还能削减线损，增加鼓路和设备运用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。而储能电站的嫌色优势则主要体现在：科学平安，迂设周期短：绿色环保，促进环境友好：案引用地，削减资源消耗等方面。发电I输电I"E电I用电&II、I七'f-r电变电站4Tee电变电站!用户儡胃百2,设计标准GB21966-2008锂原电池和蓄电池在运拘中的平安要求GJB4477-2002锂离子的电池组通用规范QaT743-2006电动汽车用锂离子蓄电池GB/T12325-2008电镀质量供电电压偏差GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变GB,T14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T15543-2008电能用,三相电压不平衡GB/T2297-1989太阳光伏铉源系统术语D1.JT527-2002静杰继电爱护装置逆变电源技术条件GB,-T13384-2008机电产品包装通用技术条件GBZT14537-1993量度继电器和爱护装置的冲击与磁撞试验D1.ZT478-2001GBZT191-2008GB/T2423.1-2008A：低温GB,-T2423.2-2008B：高温GB,-T2423.3-2006Cab：恒定湿热试验GB,-T2423.8-1995Ed：自由跣落GBH2423.10-2008脸Fc：振动（正弦）GB/T14598.27-2008量度继电器和爱护装置第27部分：产品平安要求静杰继电爱护及平安自动装置通用技术条件包装储运图示标记电工电子产品环境试验第2部分：试毅方法试脸电工电子产品环境试验第2部分：试驶方法试脸电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试院电工电子产品环境试验第2部分：试驶方法试脸电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）GBZT17626-2006电磁兼容试验和测量技术GB14048.1-2006低压开关设备和限制设备第1部分：总则GB7947-2006或数字标识人机界面标记标识的基本和平安规则导体的颜色GB8702-88电度辐射防护规定D1./T5429-2009电力系统设计技术规程D1./T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程D1.TT620-1997沟通电气装置的过电压爱护和绝缘协作DUT621-1997沟通电气装置的接地GB50217-2007电力工程电缆设计规范GB2900.11-1988蓄电池名词术语IEC61427-2005求和试验方法光伏系统（PVES）用二次电池和蓄电池组1.般要Q/GDW564-2010储能系统接入配电网技术规定QCfT743-2006电动汽车用锂离子蓄电池GB/T18479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求GBH20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性GB2894平安标记（neqISO3864：1984）GB16179平安标记运用导则GB/T178830.2S和0.5S级静止式沟通有功电度表DUT448能计量装置技术管理规定DUT614多功能电能表DUT645多功能电能表通信协议D1.ZT5202电能量计量系统设计技术规程SJ/T11127光伏（PV）发电系统过电压爱护导则IEC61000-4-30电磁兼容第4-30部分试聘和测量技术一电能质量IEC60364-7-712建筑物电气装JE第7712部分：特别装置或场所的要求太阳光伏（PV）发电系统3.储能电站（协作光伏并网发电）方案3.1 系统架构在本方案中，储能电站（系统）主要讲作光优并网发电应用，因此，整个系统是包括光伏组件阵列、光伏限制器、电池组、电池管理系统*BMS）,逆变器以及相应的储能电站联合限制调度系统等在内的发电系统。系统架构图如下：光伏组件储能电站（协作光伏并网发电应用）架构图1,光伏组件阵列利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对锂电池组充电，通过逆变器将直流电转换为沟通电对负载进行供电:2、智能限制器依据日照强度及负载的改变，不断对蓄电池组的二作状态进行切换和调整：一方面把调整后的电能干脆送往直流或沟通负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满意负载须要时，限制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性：4,并网逆变系统由几台逆变器组成,把蓄电池中的直流电变成标准的380V市电接入用户侧低压电网或经升压变压器送入高压电网。5,锂电池组在系统中同叶起到能量调整和平衡负我两大作用。它将光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时运用。3.2 光伏发电子系统喀。3.3 储能子系统硝酸帙保电湎组硝酸铁保电池烟3.3.1 储能电池组(1)电池选型原则作为协作光伏发电接入，实现削峰填谷、负荷补偿，提高电能质量应用的储能电站，储能电池是特别重要的一个部件，必需满意以下要求：简洁实现多方式组合，满意较高的工作电压和校大工作电流；电池容量和性能的可检测和可诊断,使限制系统可在预知电池容量和性能的状况下实现对电站负荷的调度限制：高平安性、牢拿性：在正常运用状况下，电池正常运用寿命不低于15年：在极限状瓦下，即使发生故障也在受控范围.不应当发生爆炸、燃烧等危及电站平安运行的故障；具有良好的快速响应和大倍率充放电实力，一段要求5-10倍的充放电实力；较高的充放电转换效率；易于安装和维护；具有较好的环境适应性，较宽的工作温度范围；符合环境爱护的要求，在电池生产、运用、回收过程中不产生对环境的破坏和污亵：(2)主臭电池类型比较表1、几种电池性能比较结班电池金机液流电池铁锂电池同控枪电池现有应用规慢等线100kWQMW5kW6MWkW-MWkWMW比较适合大规模削峰填谷,大规模削峰填可选择功率型或大规慢削峰填谷.的应用场平抑可再生能源谷、平抑可再生能量型,适用范围平抑可再生能源发合发电波动能源发电波动广泛电波动平安性不行过充电；钠、谎的渗漏.存在潜在平安照忠平安须要单体监控，平安性能已有较大突破平安性可接受，但废旧铅酸蓄电池产峻污染土壤和水源能量雷度100-700Wh/kg-120-150Wh'kg30-50Wh/kg倍率特性5-IOC1.5C5-15C0.1-1C转换效率>95%>70%>95%>80%寿命>2500次>15000次>2000次300次成本23000tkWh15000kWh3000元永Wh700元JkWh资源和环保资源丰富：存在育定的环境风险资源丰富堂岸丰富：环境友好资源丰富：存在肯定的环境风险MW级系统占地150-200平米JMW800-1500平米/MW100-150平米MW（三）150-200平米MW关注点平安、一样性、成本军笊性、成熟性、成本一样性一样也、寿命(3)竟议方案从初始投资成原来看,锂离子电池有较强的竞争力，钠硫电池和全乳液流电池未形成产业化，供应渠道受限，较昂贵.从运营和维护成原来看，钠碗纸要持续供热.全钝液流电池须要泵进行流体限制，增加了运营成本,而锂电池几乎不须要维护。依据国内外储能电站应用现状和电池特点，建议储能电站电池选型主要为磷酸铁锂电池.3.3.2 电池管理系统(BMS)(1)电池管理系统的要求在储能电站中，储能电池往往由几十串甚至几百串以上的电池组构成.由于电池在生产过程和运用过程中，会造成电池内阻、电压、容量等参数的不一样。这种差异表现为电池组充溢或放完时串联电芯之间的电压不相同，或能量的不相同。这种状况会导致部分过充，而在放电过程中电压过低的电芯有可能被过放，从而使电池组的离散性明显漕加，运用时更简洁发生过充和过敏现象,整体容量急剧下降.整个电池组表现出来的容量为电池组中性能最差的电池芯的容量，最终导致电池组提前失效.因此，对于硝酸铁锂电池电池组而言，均衡爱护电路是必需的。当然，锂电池的电池管理系统不仅仅是电池的均衡爱护，还有更多的要求以保证锂电池储能系统稳定牢靠的运行。(2)电池管理系统BMS的详如功能 基本爱护功能/单体电池电压均衡功能此功能是为了修正串联电池组中由于电池单体自身工艺差异引是的电压、或能量的离散性，避开个别单体电池因过充或过敏而导致电池性能变差甚至损坏状况的发生，使得全部个体电池电压差异都在肯定的合理范围内.要求各节电池之间误差小于±30mv,/电池组爱护功能单体电池过压、欠压、过温报瞽，电池组过充、过放、过流报警爱护，切断等。 数据果集功能采集的数据主要有：单体电池电压、单体电池温度(实际为每个电池模组的温度)、组端电压、充放电电流,计算得到蓄电池内阻。通讯接口：采纳数字化逋讯协议IEC61850.在储能电站系统中，须要和调度监控系统进行通讯，上送数据和执行指令。 步断功能BMS应具有电池性能的分析诊断功能,能依据实时测量蓄电池模块电压、充放电电流、温度和单体电池端电压、计算得到的电池内阻等参数，通过分析诊断模型，得出单体电池当前容量或剩余容量(SOC)的诊断，单体电池健康状态(SoH)的诊断、电池组状态评估.以及在放电时当前状态下可持续放电时间的估算。依据电动汽车相关标准的要求锂离子蓄电池总成通用要求(目前储能电站无相关标准),对剩余容量(SOC)的诊断精度为5%,对健康状态(SC)H)的诊断精度用8%。 热管理锂电池模块在充电过程中，将产生大量的热能，使整个电池模块的盅度上