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:即储能变流器,简称PCS,是

2、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

3、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

4、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.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

5、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。(DBMS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

6、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

7、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

8、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:1.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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