储能系统配置方案.docx

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1、储能系统配置方案涉及主要专有名词(1)电池单体:也称单体电芯,实现化学能和电能相互转化的 最小 基本单元,由正极、负极、隔膜、电解质、壳体和端子等 组成;(2)电池模组:两个及以上的电池单体以一定的电气连接方式(串 联、并联或串并联)组成的单元,且只有一对正负极输出 端子;(3 )电池簇:由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式, 且与储能变流器及附属设施连接后能够实现独立运行的电池组 合体,还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯 接口部件;(4 )单元电池系统:与单台储能变流器对应的能独立进行充、 放电 的电池及其配套设备的系统,一般由若干个电池簇并联而 成;(5 )功率变换系统:

2、即储能变流器,简称PCS ,是实现储能 电池与电网之间双向能量转换的系统;(6 )储能单元:也称单元储能系统,是由电池组、电池管理系 统及其相连的功率变换系统组成的最小储能系统;(7 )电化学储能系统:以电化学电池为储能载体,通过储能变 流器进行可循环电能存储、释放的系统。一般包含电池系统、 储能变流器及相关辅助设施等,对于接入IOkV及以上电压等 级系统,通常还包括汇集线路、升压变压器等;(8 )电池管理系统:即BMS ,监测电池的状态(温度、电压、 电流、荷电状态等),为电池提供管理及接口的系统。电池系统集成设计1 :磷酸铁锂电池系统方案配置系统储能部件采用的磷酸铁锂电池(LFP )具有比

3、能量高、更长 的循环寿命、更大的充放电倍率和安全无污染等特点,已广泛 应用于电动汽 车、削峰填谷、调频、调峰、应急备用电源等储 能领域。储能电池一般采用模块化的组成方式,由电芯组成模组,模组放 于电箱内,电箱组成电池柜,成为一个储能单元。2.46MWh电池系统,由12个281.6kWh电池簇组成,每个 281.6kWh电池簇由19个电池插箱串联而成。2MWh电池系 统,由9个281.6kWh电池簇组成,每个281.6kWh电池 簇由19个电池插箱串联而成。2、电池簇集成设计2.46MWh电池系统,每19个电池插箱构成一个电池簇,每6 个电池簇接入1台63OkW的PCS。2MWh电池系统,每19

4、 个电池插箱构成一个电池簇,每4-5个电池簇接入1台 500kW的PCSo每一个电池簇通过一台高压箱(含BCU)控制 电池功率的输入输出。通过对电芯的合理配置封装实现了对电芯 的有效管理和充分利用。电池管理系统设计本工程单台2.46MWh电池集装箱内配置设计一套与电芯特性 相匹配的储能电池管理系统(BMS),每套BMS系统分三级管 理,分别为模组级BMU、电池簇级MBMS及单元电池系统级 BAMS ,每层级BMS主要功能如下:A. BMU (模组级,内置在模组内):监测单体电芯的电压、温度和 单个模组电流、总电压等,并通过CAN协议向上级BMS实时 传递以上信息能够控制单体电芯的电压均衡性;B

5、.MBMS(电池簇级,内置在中控箱内):检测整簇电池的总电压 总电流,并通过CAN协议向上级BMS实时传递以上信息。 能够显示电池充放电时容量、健康状态,对功率的预测、内阻的 计算。控制继电开关和电池簇电压的均衡性;C.BAMS(单元电池系统级):收集下层级MBMS信息,能够实时 对电池剩余容量、健康状况进行预估。通过RS-485或 Modbus-TCP/IP的方式与上位和外部系统进行通信BMS管理系统框架通用设计如下图中所示,具体待下阶段深化 设计。(D BMS管理系统功能A.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、温度、漏电监测等参数,并通过计算实 时给出

6、单体电 池的SOC值及SOH值。确保电池安全、可靠、 稳定运行,保证电池使用寿命要求;B.均衡:电池管理系统具备均衡功能,保证电池系统使用寿命 及可用容量;C.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;D.电池系统保护功能: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;E.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

7、中断、电池管理系统内部通信异常及模拟量采集异常等 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:F.热管理功能:电池模组在充电过程中,将产生大量的热能,使 整个电池模块的温度上升。因而,BMS系统具各热管理功能, 对电池温度讲行监控,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,该电池组能自动退出运行.G.本地运行状态显示功能:电

8、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.H.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。运行参数的修改、电池管 理单元告警保护动作、充电和放电开始/结束时间等均将有记录,事件记录具有掉电保持功能。每个报警记录包含所定义的限值、报警参数,并列明报警时间、日期及报警时段内的峰值:L操作权限管理:具有操作权限密码管理功能,任何改变运行方式 和运行参数的操作均需要权限确认。(2) BMS系统保护功能BMS实时监控以下项目,当超出设定的阅值,会启动相应的保 护。主要保护控制策略如下:A.在回路电流超过

9、告警阙值时,通过CAN总线上报BAMS , 在回路电流超保护阙值时,通过控制接触器切断电流回路:B.在直流端放电电流超过短路电流闯值时进行短路保护,通过控 制接触器切断放电回路,同时通过CAN总线上报BAMS:Cz当电池组中有任意电池欠压或过压时,当该值超过告警阙值 时,通过CAN总线上报MBMS ,当该值超保护阙值时,通过控 制接触器切断电流回路,同时通过CAN总线上报BAMS:D.当电池总电压超过告警阙值时通过CAN总线上报BAMS , 当总电压超过保护阅值时,通过控制接触器切断电流回路,同时 通过CAN总线上报BAMS;E ,当电池温度超过告警闽值时,通过CAN总线上报BAMS , 当电池温度超过保护阅值时,通过控制接触器切断电流回路,同 时通过CAN总线上报BAMS

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