园区工商业配储项目储能系统技术方案.docx

园区工商业配储项目储能系统技术方案编制：审核：审批：20xx年XX月目录1W42储能系统总体方案42.1 储能系统总体设计40.5MW/1MWh磷酸铁锂电池储能系统电气拓扑结构如下：52.2 储能系统特点52.3 储能系统作用63电池舱设计方案61） 1.066MWh电池系统组成如下表：62） 1.066MWh电池储能系统整体布局如下图：73）储能电池系统拓扑图如下：73.1 电芯选型83.2 PACK设计103.3 电池簇设计1134电池管理系统（BMS）125、自诊断功能：电池管理系统具备自诊断功能，对电池管理系统与外界通13温度、烟雾、可燃气体探测+联动控制策略161）一氧化碳、氢气一体化探测器和烟雾探测器、温度探测器；163）使用空间淹没式消防（七氟丙烷）；16配备火灾和灭火剂释放的警铃及声光报警器173、在线监测系统1831解决方案1832安装方案18321装置介绍18322布局方式1933.系统简介203.3.2后台系统213.6温控系统214交流侧系统设计方案224.1 交流侧系统整体方案224.2 储能变流器介绍234.3 变压器254.4 逆变隔离变压系统参数264.5 STS负载自动切换系统275能量管理系统（EMS）285.1方案概述285.1 -1工商业储能EMS系统拓扑图295.2 方案特点295.3 1储能系统一次系统拓扑图305.4 组网架构305.5 EMS功能306集装箱及辅助系统336.1 集装箱箱体336.2 集装箱辅助系统347供货设备清单351概述本项目采用预装式结构，0.5MWlM½h储能系统，包括1套能量管理系统（EMS）和1套0.5MWlMWh储能子单元；每套储能子单元包含1套0.5三71MWh储能电池系统（直流侧），1套逆变变压电气系统。其中逆变升压主电气设备及辅助设备与储能电池系统（直流侧）一起集成在集装箱内部，采用物理墙的形式隔开。锂电池储能系统，可利用储能系统在用电低谷时储能，在高峰负荷时放电，从而降低整体负荷实现峰谷电价差套利，降低用电成本及容量费用管理的目的。当发生停电故障时，储能能够将储备的能量供应给终端用户，避免了故障修复过程中的电能中断，以保证供电可靠性。此系统由锂电池储能系统、控制系统、监控系统以及能量管理系统构成。储能系统配置：包含储能电池系统（磷酸铁锂电池）以及变流系统，集装箱内连接电缆、自动气体灭火，工业空调、视频监控、通讯系统、集中箱内的照明、动力配电。采用集装箱的形式，储能装置规格为05MWIMWh储能系统，通过隔离变压器、STS连接到0.4kV交流母线。EMS能量管理系统：根据储能情况及负载情况实现并离网切换控制，并网点电气参数监控，实现系统负载远程投切控制及电源能量均衡控制及系统的经济运行。2储能系统总体方案2.1储能系统总体设计0.5MWlMWh储能系统,包含1套能量管理系统（EMS）和1套0.5MWlMWh储能单元，每套0.5MWlMWh储能单元包含1套0.5MW0.5MVA逆变隔离升压系统和1套0.5MWlMWh储能电池系统（直流侧），本项目配置一个集装箱储能系统，其中包括1套逆变隔离升压系统和1套储能电池系统及相关设备。磷酸铁锂电池通过合理串并联组成电池簇，输出一定电压范围直流通过储能变流器逆变成380V交流，储能子系统通过隔离变压器、STS连接到0.4kV交流母线。O.5MWlMWh磷酸铁锂电池储能系统电气拓扑结构如下:电MAC4KV坦病离开味乐除 0.Mr.5M¾SookvaM育文伍 Acoovnam图2-1储能系统一次电气图2.2储能系统特点储能系统采用可移动集装箱式设计，易安装、运输、维护和系统扩容。集装箱储能系统由能量密度高、成本低廉、安全无污染的磷酸铁锂电池单元以一定的串并联方式进行连接，配置先进的电池管理系统组成，灵活、可靠，易扩展升级。此外，集装箱储能系统还具有如下特点：全方位、多层次的电池保护策略、故障隔离措施，高安全性集装箱内配置自动火灾报警及自动灭火系统，并具有声光报警和上传功能，可有效保障极端情况下的防火要求集装箱内配置智能温湿度调节系统，内部设备工作环境受外部环境影响小，系统应用地域广泛集装箱内安装网络摄像头和红外距离感应器，用于实时监控和安全防护开放式以太网接口设计，可提供便捷的通讯接口。2.3储能系统作用自发自用，通过配置光伏组件可以更好地利用光伏电力，提高自发自用水平，降低用电成本。峰谷价差套利，在实施峰谷电价的电力市场中，通过低电价时给储能系统充电，高电价时储能系统放电，实现峰谷电价差套利，降低用电成本。能量备用，储能系统可以在电网不能正常情况下起备用和过度作用。容量费用管理，工业用户可以利用储能系统在用电低谷时储能，在高峰负荷时放电，从而降低整体负荷，达到降低容量电费的目的。3电池舱设计方案1.066MWh磷酸铁锂电池储能系统采用20尺集装箱集成，集装箱内包含电池系统、逆变升压系统、电池管理系统、监控系统、自动消防系统、自动空调系统、照明系统等，保证储能系统安全稳定运行。1) 1.066MWh电池系统组成如下表：表3-11.066MWh电池系统组成序号项目描述单元拓扑额定电压(V)额定容量(Ah)存储电量(kWh)备注1电池箱(含BMU)44.828012.544电芯1并14串组成1个电池箱2电池簇(含BCMU),l,761.6280213.24817个电池箱和1个主控箱串联组成一个电池簇3集装箱储能系统761.814001066.245个电池簇并联组成1.066MWh电池系统2) 1.066MWh电池储能系统整体布局如下图：储能系统采用20尺高柜集装箱，可布置5个电池簇,总容量L066MWh单簇17个电池模块，5簇汇流对应1台500kW的PCSo集装箱内部包含逆变升压系统、负荷自动切换系统、空调系统、消防系统、汇流系统、监控系统等及其它辅助部件。集装箱内部结构布置具备可维修性和可更换性，参考布置图如下：图3-1 20尺电池&电气舱平面布置图3)储能电池系统拓扑图如下:EMSBSMU电也图3-2储能电池系统拓扑图3.1电芯选型电芯采用磷酸铁锂方形铝壳电芯，型号为FP71173207-280Ah,容量为280Ah,标称电压3.2V,工作电压范围2.53.65V,该产品应用于电力储能系统电量存储,电池路线为磷酸铁锂电池铝壳；电池模组和电池簇均采用模块化设计，便于搬运、安装、维护。表3-2电芯参数表序号项目规格参数条件1电芯类型磷酸铁锂电芯2电芯型号LFP71173207280Ah3外形尺寸71.55*174.7*207.11+0.5含绝缘膜，含极柱尺寸4重量5.45±0.20kg包蓝膜后5出厂内阻(IkHz)0.18÷0.05m40%S0C,IkHz,以产线在线测试数据为准6额定容量280Ah0.5P,2.5-3.65V7额定电压3.2V8额定能量896Wh0.5P9工作电压2.53.65V温度>ooc102.03.65V温度oc11出货状态27%S0C12月自放电3.5%25±2C,40%S0C,新电芯存储3个月后13最大持续充放电功率IP25±2C14放电温度范围-3060C15充电温度范围060°C16常温充放电循环寿命26000CIS80%标称容量25±2,0.5C电芯外形尺寸如下图:go-Hss.Ugw=.后图3-33.2V280Ah磷酸铁锂电芯尺寸图表3-3电芯安全与可靠性能表序号项目标准测试方法1过充测试不爆炸、不起火将电池单体充电至电压达到充电终止电压的1.5倍或时间达到Ih2过放测试不爆炸、不起火将电池单体放电至时间达到90min或电压达到OV3短路测试不爆炸、不起火按照GB/T36276-2018中A.2.14的短路试验步骤，将电池单体正、负极经外部短路IOmin4跌落测试不爆炸、不起火将电池单体的正极或负极端子朝下从L5m高度处自由跌落到水泥地面上1次5加热测试不爆炸、不起火将电池单体以5Cmin的速率由环境温度升至(130±2)C并保持30min6挤压测试不爆炸、不起火将电池单体挤压至电压达到OV或变形量达到30%或挤压力达到(13±078)kN7低气压测试不爆炸、不起火、不漏液将电池单体在低气压环境中静置6h8热失控测试不爆炸、不起火触发电池单体达到热失控条件9阻燃、防爆防爆，阻燃等级不低于V-O电池单体的壳体应采用阻燃材料，具备防爆功能，阻燃等级不低于V-O3.2PACK设计电池模块由14个280Ah单体电芯组成，成组方式为1P14S,电量为12.544kWh,标称电压为448V。电池模组配置采集模块BMU,用于模组的电压、温度等参数采集，并具有均衡、风扇智能控制等功能。电池PaCk内电芯采用激光焊接结构，安全可靠性高。图3-4电池Pack外观示意图表3-4电池Pack(1P14S)参数序号名称规格参数备注1单体电池额定容量(Ah)2802电池模块额定容量(Ah)280额定能量(kWh)12.544标称电压(V)44.8运行电压范围(V)39.249.7额定充放电电流（八）140O.5C最大可持续充放电电流（八）280IC尺寸(宽X深X高)(mm)420X645X235重量(kg)96±2允许工作环境温度5C45C序号名称规格参数备注BMU采集线出线方式前出线绝缘标准电池箱绝缘电阻2IG。(100OVDc)潮湿天气除外耐压标准3820VDC,无击穿现象漏电流VlOmA高压箱包含BMS主控单元以及必要的电气设备，包括负荷型隔离开关或断路器、高压直流继电器、熔断器等，负责每个对应电池簇的总状态采样、回路控制以及策略执行功能。3. 3电池簇设计电池簇由17个电池模块和1个高压箱组成，标称电压为761.6V,容量为280Ah,电量为213.248kWho电池簇在集装箱内靠侧壁面对面布置，采用顶部侧进风散热方式；高压箱放置于电池簇底部左下方，便于操作、维护。多个电池簇可以并联使用组成不同规模容量的储能系统。电池簇外观示意如下：图3-5电池簇外观示意图电池簇主要参数如下:表3-5电池簇参数表序号项目规格参数备注1组合方式1并238串17个电池模块2额定容量（Ah）2803额定能量（kWh）213.2484标称电压（V）761.65运行电压范围（V）666.4844.96额定充放电电流（八）1400.5C7最大可持续充放电电流（八）280IC8尺寸（宽X深X高）（mm）1000X685X2350深度含拉手9重量（kg）2100±1010允许工作环境温度5C45C11防护等级IP2012绝缘标准电池簇绝缘电阻满足GB36558-2018要求13耐压标准3820VDC,无击穿现象漏电流V20mA3.4电池管理系统（BMS）电池管理系统由电池组管理单元M、电池组串管理系统BCM、电池堆管理系统CCU组成。BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报，故障告警、上传和存储，电池保护，参数设置，被动均衡，电池组SOC定标和与其它设备信息交互等功能。3. 4.1BMS主要特点电池智能管理系统可对单体及整组电池进行实时监控、充放电、均衡、巡检、温度监测、电压监测、电流监测、SOC估算、SOH估算、SOE估算、能量统计等，采用诸如电压均衡控制、超温保护等智能化技术，可以管理多组电池，检测每组中所有单体电池电压、电池组总电流、多路环境温度等，是一套功能强大、技术指标完善的电池管理系统。4. 4.2BMS拓扑结构电池管理系统（BMS）由电池组管理单元BMM电池组串管理系统BCM、电池堆管理系统CCU三层架构组成。BMS系统的通讯拓扑如下：图3-6BMS通讯拓扑5. 4.3BMS具体功能1、模拟量测量功能：能实时测量电池簇电压，充放电电流、温度和单体电池端电压、电池极柱温度、漏电监测等参数，并通过计算实时给出单体电池的SOC值及SOH值。2、均衡：电池管理系统具备被动均衡功能，均衡电流不小于100mA,保证电池系统使用寿命及可用容量。3、电池系统运行报警功能：在电池系统运行出现过压、欠压、过流、高温、低温、漏电、通信异常、电池管理系统异常等状态时，能显示并上报告警信息，通知PCS及后台监控系统，以及时改变系统运行策略。4、电池系统保护功能：包括：过充、过放、超温、短路、反接、过载等保护，且保护定值可整定。在电池系统运行时，如果电池的电压、电流、温度等模拟量出现超过安全保护门限的情况时，电池管理系统能够实现就地故障隔离，将问题电池簇退出运行，同时上报保护信息。5、自诊断功能：电池管理系统具备自诊断功能，对电池管理系统与外界通信中断，电池管理系统内部通信异常，模拟量采集异常等故障进行自诊断，能根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，并能够上报到监测系统。6、运行参数设定功能：电池管理系统运行各项参数能通过本地和远程两种方式在电池管理系统或储能监控系统进行修改，并有通过密码进行权限认证功能。7、本地运行状态显示功能：电池管理系统能够在本地对电池系统的各项运行状态进行显示，如系统状态，模拟量信息，报警和保护信息等。8、事件及历史数据记录功能：电池管理系统能够在本地对电池系统的各项事件及历史数据进行存储，记录不少于100ooO条事件及不少于30天的历史数据。9、通讯功能：具有以太网、RS485、光纤接口。电池监测系统通过光纤以太网与储能监控系统连接，电池单元的BMS与PCS的就地控制器通过CAN总线连接。10 .热管理功能：电池在充电或放电过程中，对电池的温度进行监控，如果温度高于保护值将开启温控设备强制冷却，若温度达到危险值，电池系统将停止工作。11 .计算统计功能：BMS能够估算电池的荷电状态，充电、放电电能量值(Wh),最大充电电流，最大放电电流等状态参数。BMS具有电池充、放电的累计充、放电量的统计功能，并具有掉电保持功能。具备上传监控系统的功能。表3-7电池管理系统主要参数表序号项目名称技术参数及指标1工作电源932V2单体电压采集范围1.54.5V3单体电压采集精度±0.1%FS+O.1%RD4电流采集范围500A5电流采集精度÷0.5%FS+0.5%RD6温度采集误差±C(-2565)7电压采集周期50ms8电流采集周期50ms9温度采集周期500s10被动均衡龟流云IooKA11SoC估算值512保护过充、JiSh超温、低血、过我等保护.且保护定值可整定13与PCS通信方式CAN/RS4S514与后台Ifi控通信方式Ethmet15事件记录存偌200000条16历史依据存储230天3.5消防系统储能系统采用智能化消防系统：BMS电池管理系统实现电池日常运维的参数测量，实现异常电气参数识别；通过热失控早期预警和灭火装备实现对火灾的防控.1 .多级旗根据电池热失控、电解液泄漏、电气火灾初期、电池热蔓延等不同严富程度进行分级，实现多级预警，方便运维操作储能电池系统的消防系统实行分级预警机制，采用多级消防处理控制，可有效降低储能系统大SiBl的起火风险,可有效保障储能系统的安全2、安全联动快速有效的检测出电池的热事故隐患和热失控状态，采取不同的预警信息如声光信息）出现热失控的状态下快速后动消防设施，实现有效灭火,储能集装箱内部信号如报警、故障、动作信号联动，在系统存在火灾确认信号或灭火装置处于异常状态时（延时、自动或放气），联动消防动作缝电器,BMS.PCS动作，停止充放电，同EMS等管控系统联动阳光工圆论坛,）光伏/储壁，觉源/电力货料下岐QQ群：312095674图3-7消防联动拓扑电池系统空间防护：温度、烟雾、可燃气体探测+联动控制策略D一氧化碳、氢气一体化探测器和烟雾探测器、温度探测器；2）通过消防主机实现预警信息与BMS、PCS、排风、空调等联动策略，内、外部断电策略；3）使用空间淹没式消防（七氟丙烷）；4）外部消防：同时提供了一个标准接口，在紧急情况下，可以接入消防车、消防栓，快速将消防水输送到火灾部位。消防系统工作流程如下：储能集装箱内设计完善的智能消防系统。气体消防采用七氟丙烷自动灭火系统，由烟感温感检测装置、消防报警主机、灭火装置及辅助执行机构组成。灭火装置采用柜式七氟丙烷，柜式七筑丙烷气体灭火装置与火灾探测报警系统联动实现对防护区自动探测、报警、灭火保护功能。灭火剂七氟丙烷（FM200）,灭火效率高，对设备无污损，电绝缘性好，灭火迅速。消防系统具有自动、手动两种控制方式。保护区均设气体灭火保护且均设置光电感烟探测器和感温探测器。当气体灭火保护区内任一只感烟或感温探测器报警动作时，气体灭火控制器发出报警，提醒工作人员注意保护区现场情况：同时火灾报警信号送消防控制中心报警主机：当气体灭火保护区内感烟和感温二种探测器同时报警动作时，气体自动灭火控制器开始进行延时阶段（0-30秒可调），声光报警器报警和联动设备动作（关闭通风空调等），此阶段用于疏散人员。延时过后，气体灭火系统喷放七氟丙烷灭火剂实施灭火；点亮气体喷放指示灯。同时气体喷放信号送消防控制中心报警主机。当报警控制器处于手动状态，报警控制器发出报警信号，不输出动作信号。由值班人员确认火警后，按下报警控制面板上的应急启动按钮或保护区门口处的紧急启动按钮，即可启动系统喷放七氟丙烷灭火剂。消防系统主要特点：系统能自动检测火灾，自动报警，自动启动灭火系统有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式独立的应急手动操作机构如配备火灾和灭火剂释放的警铃及声光报警器如自检系统，定期自动巡查，监视故障及故障报警表3-8消防系统技术指标序号项目描述规格参数1气体纯度>99.6%（摩尔/摩尔）2酸度<3ppm3水含量<IOppm4不挥发残留物<0.01%5悬浮或沉淀物不可见序号项目描述规格参数6灭火浓度>9%7喷放时间<10s8系统供电220VAC/50HZ9后备电源具备10消防输出信号24V11工作环境温度-60C-50C12存储环境温度-60C-50C3、在线监测系统3.1. 解决方案电池舱的封闭区间设置温感、烟感探测装置及H2和CO可燃气体探测装置，通过设置在电池预制舱的探测器，火灾报警及灭火系统能实现对预制舱不间断的火情监测；当探测器检测到有火情时，通过系统总线，自动向火灾报警控制器报警。火灾报警控制器在接收到报警后，经过信息处理，在报警控制器的液晶显示屏上以汉字方式，显示出火灾的部位，同时根据火情发生的部位，经确认及延时后，可自动或手动对该部位及相关部位的防火排烟设备、灭火设备进行相应控制，实施灭火及火灾隔断等措施。3.2. 安装方案3.2.1 装置介绍监测装置由监测主机、温感探测器、烟感探测器及H2和CO可燃气体探测装置组成，如图21所示。可燃气体探测装置与监测主机连接，布置在储能集装箱的各区域，以主动采样的方式，将采样气体吸入到监测主机内进行光学分析探测，从而得出纳米微粒子的浓度，实现储能集装箱内全方位的纳米微粒子在线监测；可燃气体探测装置通过点式扩散的方式对多种特征气体进行监测，可燃气体探测装置通过信号线与监测主机连接，将数据传输至监测主机，结合纳米微粒子分析判断，提高整体的预警准确性。监测主机满足通信及联控要求，可通过无线/光纤/以太网等通讯方式，将监测数据发送至后台系统的服务器进行展示；同时，监测主机满足联动控制的要求，在系统有告警时可分别联动排风系统及消防报警主机。3.2.2 布局方式针对储能集装箱的设计结构和预留空间，本方案的安装与布置不会影响集装箱的原有设计，如图2-2所示。图2-2安装布局图监测装置的安装包含监测主机、烟雾探测器、温度探测器及可燃气体探测装置的安装。装置主机布置在储能集装箱空余处；依据电池组排布方式及预留的空间，采样管线延伸至整个电池簇区域，沿管线在每个电池簇上方依次等距设置3.5mm直径采样孔；烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测装置（H2、CO）模块通过信号与主机连接，依次安装在中部上方支架处。烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测装置的监测数据传输至监测主机，由监测主机做分析及展示，监测主机满足通信及联控要求，可通过无线/光纤/以太网等通讯方式，将监测数据发送至后台服务器。监测主机采用220V交流供电。主机外接L5mm2规格电源线，末端使用三线插头与插座连接，整个电源线整理固定在线槽内。3.3. 系统简介3.3.1 系统架构储能系统安全在线监测系统的架构分为三层，如图3-1所示。数据采集层主要有监测主机及烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测器组成，实现特征参量的监测，其中烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测器的监测量传送至监测主机；同时，监测主机满足联动要求，在不同的告警等级下分别联动排风系统和消防报警主机。数据应用层主要用作监测预警数据的分析与展示，监测主机将特征参量进行硬件层处理后，将数据通过以太网/光纤/无线的方式发送至系统的后台服务器（选配），并在后台软件上完成展示、处理、查询等功能；同时，后台软件满足BMS监测数据的联合分析，将电池本体的关键监测量与监测主机上传的特征参量进行融合分析，以提高预警的准确率。用户层主要实现人机交互，后台软件完成分析后进行展示，并实现人机交互，然后将系统的数据、分析结果等上传至EMS系统，由EMS进行总体的控制与展示。储能系统主动式安全在线监赛系统¾5MBMi前防IS曾主机图3-1安全在线监测系统架构图3.3.2 后台系统后台软件系统主要包含实时监测状态、BMS数据联合分析、分级联动控制、历史数据查询等功能。后台软件的服务器可根据需求布设，并满足相应的网络、信息安全规定。图3-2后台系统界面3.6温控系统电池在充放电过程中会产热，并且工作环境有温度要求（一般最佳工作温度为20C30C）,在室内温度达到35C时，空调启用制冷。当室内温度小于0时，空调启动制暖，保证电池舱温度在0以上。空调风道的设计采用精确送风，普通回风，保证对每个电池簇都有同样的温控能力。电池PaCk内电芯间有散热风道，采用侧通风设计，电池PaCk前面板带有风扇前抽风设计。根据系统散热估算本项目温控系统采用工.业一体化空调，内部加送风风道，辅以排风道、扰流风机等设备，以保证储能系统运行在可控温度范围内。集装箱电池舱的温度控制系统是由2台工业级精密空调及风道系统组成。温控系统在控制系统的作用下，可实现集装箱内部的制冷、加热和除湿。控制系统根据室内回风温度、湿度自动控制和协调两个空调的制冷和加热。通过风系统来实现自然通风冷却、制冷剂相变冷却、加热、除湿等功能。O通过温控系统保障电池舱过道温度在1830°C、湿度50%70%最佳工况。空调系统通过RS485上传运行和告警信息给监控柜。表3-9温控系统技术指标序号项目描述规格参数1空调型式工业级精密空调2空调数量2台3运行噪音75dB（八）4制冷剂环保冷媒R410a5能效比N二级(EER3.06适用环境温度-60407相对湿度0100%8电池室内运行环境183050$70$RTH9IP等级IP3010供电电源三相3-phase,额定电压400V±10%,频率50Hz11工作年限大于10年4交流侧系统设计方案4.1交流侧系统整体方案本项目中PCS与隔离变压器采用分体式设计，与STS系统等组成交流侧系统，该系统具有损耗低、效率高、成本低、占地面积小、维护方便等优势。该项目共需1套05MW0.5MVA的逆变（隔离）变压系统，每套系统包含1台50OkW储能变流器（PCS）、1台50OkVA干式隔离变压器、1套STS负载自动切换系统、1面0.4kV高压进线柜和1面低压配电及通讯柜。集装箱内并拥有供电系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、门控照明、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。电池舱中的5个电池簇汇流后与对应的电气舱1台500kW的PCS直流侧相连，PCS交流侧经隔离变压器连接至0.4kV交流母线。交流侧电气一次原理图如下：图4-1交流侧电气一次原理图交流侧设备集装箱内部布局如下图:电动白叶（中C高度1500）井口尺寸1310*310图4-2交流侧设备集装箱内部布局参考图4.2储能变流器介绍本储能系统选用50Okw非隔离型储能变流器（PCS）。设备拓扑采用三电平设计，相比较于两电平拓扑，三电平拓扑能够提高开关频率、转换效率和系统稳定性，降低输出谐波、开关损耗和变流器体积。储能变流器（PCS）是电网与电能存储设备之间的纽带，它实现了交流电能和直流电能相互变换，并监测储能变流器交流端、直流端的电压电流功率以及功率温度等数据，肩负着充电和电能回馈作用，是储能系统的关键设备之一，为分布式发电系统和微电网系统的大力发展提供了先决条件。同时，PCS作为微网中一个可控的储能电源，解决了电网与分布式电源间的矛盾，使微电网既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行，大大提高了微电网系统的安全性、稳定性、经济性。储能变流器PCS功能特点：颉支持三相10佻不平衡带载运行；支持离网、多机直接并联、VSG,并离网切换等多种功能；选配STS装置，支持并、离网运行模式在线无缝切换；具有短路支撑和自恢复功能（离网运行时）；具有有功、无功实时可调度和低电压穿越功能（并网运行时）；具备削峰填谷自动运行策略功能；支持多类型负载单独或混合接入（阻性负载、感性负载、容性负载）；具备完善的故障以及操作日志记录功能，可记录故障时高分辨率的电压、电流波形；优化的硬件及软件设计，转换效率可高达99%；直流侧可接入光伏组件，同样支持多机电压源并联，可作为离网光伏电站低温、无蓄电情况下的黑启动电源。储能变流器主要参数如下表：表4-1储能变流器主要参数表项目参数备注直流侧参数最大直流功率（kW）693降额500kw直流母线最高电压（V）850直流侧最大电流（八）1147直流电压工作范围（V）600850直流电压纹波系数（%）<2交流侧参数额定功率（kW）630最大输出功率（kW）693交流接入方式螺钉隔离方式无隔离无功范围（kVar）-500'500并网运行参数额定电网电压（V）400允许电网电压（V）320440额定电网频率（Hz）50/60允许电网频率（Hz±%）4753/57-63电流总谐波畸变率（%）3额定功率功率因数-l充放电转换时间（ms）50离网运行参数额定输出电压（V）400电压偏差±1%（线性平衡负载）电压不平衡度（盼2,短时不超过4电压总谐波畸变率（%）3（线性平衡负载）额定输出频率（Hz）50动态电压瞬变范围（%）10%（在阻性负载（平衡负载）条件下，负载从20%上升至100%或从100%下降至20%突变时）输出过压保护值（V）可设输出欠压保护值（V）可设通用参数最大效率（险99允许环境温度CC）-4055>40'C降容允许相对湿度（%）095无凝露噪声（dB）75尺寸（宽X深Xi）（mn）1000*800*2150重量（kg）800防护等级IP20冷却方式智能风冷绝缘电阻（MQ）>1其它人机界面触摸屏通信规约EMS:MODBLSTCPBMS:MODBUSRTU或CAN4. 3变压器本项目选择三相隔离50OkVA干式风冷变压器，主要参数如下:表4-2变压器主要参数表序号指标参数1变压器型号SCB11-500KVA/0.4/0.38KV2工作温度范围-10C>50C3额定容量500kVA4额定电压0.4±3%0.38+3%kV5调压方式无励磁调压6额定频率50Hz"60Hz7联结组标号Dyll序号指标参数8短路阻抗24%9冷却方式AN/AF10绝缘等级ClassH11声功率级70db,距离变压器Im处，满负荷12空载电流满足国标要求13空载损耗满足国标要求14负载损耗满足国标要求15重量1600kg+10%16尺寸1100*800*21OOmm(W*D*H)4.4 逆变隔离变压系统参数逆变变压系统技术参数如下表：表4-4逆变隔离变压系统主要参数表产品型号630K0.4kV直流便参数直流电压范围600-850V最大直流功率693kW最大直流电流1147A电池支路数量1交力KO.4kV侧参数额定输出功率630kW交流最大功率693kW额定电网电压400V输出THDi3%并网功率因数交子E0.38kV侧参数交流电压380V交流电压可调节范围+15%交流频率50Hz60Hz输出THDi3%系统参数中压变压器类型干式变压器变压器出线侧保护开关类型负荷开关STS隔离方式环氧树脂浇注干式电力变压器冷却方式智能强制风冷噪声75dB温度范围-or>5c防护等级IP54海拔2000m湿度范围095%通讯方式显示方式触摸屏上位机通信方式ModbusTCP/IP4.5 STS负载自动切换系统STS负载自动切换系统又名静态切换系统（STS）,在两路交流电源构成的双总线供电系统中承担着检测、切换的核心任务，应用于要求极高供电可靠性的高端不间断供电领域，如计算机中心，互联网数据中心，电信、金融数据中心及工业过程控制中心等。STS负载自动切换系统功能特点：如自动完成并离网切换与并网同期功能，无需手动操作；如柜内配置智能电表记录市电用电量、负载用电量数据；主动式并网转离网时间Oms,被动式并网转离网小于20ms；系统可视化操作，可直观展示并离网工况。表4-5STS负载自动切换系统参数产品型号PWD-800K电网侧参数额定功率800KVA接线方式三相四线允许电网电压380/400（75%15%可配置）Vac允许电网频率50/60（-55可配置）HzPCS侧参数额定功率500kVA输入路数1路负载侧参数额定功率500kVA输出路数1路系统参数并网转离网切换时间主动式Oms/被动式V20ms离网转并网切换时间无缝同期最大转化效率99.5%尺寸（宽*高*深）800*2160*800mm重量450kg噪声<55dB防护等级IP20允许环境温度-2060°C（大于45C降额）冷却方式强制风冷允许相对湿度095%（无凝露）允许海拔高度3000m（大于3000m降额）通讯参数通讯接口RS485,Ethernet通讯协议ModbusTCP/RTU5能量管理系统（EMS）5.1方案概述储能监控及能量管理系统采用跨平台调控一体化能量管理系统，实现了实时监控、诊断预警、全景分析、高级控制功能，满足电网运行监视全景化、安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求，保证微电网安全、可靠、稳定运行。储能监控及能量管理系统采用面向服务的软件体系架构，遵循IEC61970/IEC61968规范，具有良好的开放性，能很好地满足系统集。成和应用不断发展的需要；系统采用中间件技术，有效屏蔽了异构系统的差别，满足跨平台的需要，支持Unix/Linux/Windows等操作系统；选用先进、成熟的硬件设备，关键设备采用冗余配置，构建了一个安全可靠、标准开放、资源共享、易于集成的主站系统，并完全兼容国产硬件设备、操作系统及数据库。5.1-1工商业储能EMS系统拓扑图5.2方案特点实时接收并监控电池电压、电流、温度、均衡等信息；颉分层、分级、分类报警管理，实时监控；实时诊断PCS系统、BMS系统、辅助系统以及内部监控系统状态，自