2MWh储能系统方案.pdf

******有 限 公 司2MWh 集 装 箱 储 能 系 统 项 目技 术 方 案 书 ******有 限 公 司2018 年 10 月 ******有 限 公 司目 录一 、 2WMh项 目 简 介 .3二 、 术 语 及 参 考 技 术 规 范 32.1 术 语 32.2 参 考 技 术 规 范 4三 、 储 能 系 统 配 置 特 点 5四 、 客 户 用 电 需 求 及 收 益 分 析 6五 、 系 统 方 案 设 计 7 5.1 系 统 拓 扑 结 构 75.1.1 电 池 组 拓 扑 图 75.1.2 储 能 系 统 单 元 .85.2 系 统 配 置 95.3 主 要 设 备 布 局 设 计 1 05.4 电 池 系 统 选 型 设 计 1 05.4.1 电 池 模 组 及 电 池 组 性 .1 05.4.2 电 池 箱 设 计 1 15.4.3 电 池 架 设 计 1 25.5 储 能 双 向 变 流 器 （ PCS） 选 型 设 计 1 3 5.6 散 热 方 案 设 计 1 45.6.1、 热 流 通 路 与 散 热 系 统 1 45.6.2、 电 池 箱 散 热 设 计 1 55.7 消 防 系 统 设 计 1 65.8 电 池 管 理 系 统 （ BMS） 1 75.9EMS能 量 管 理 系 统 2 0 ******有 限 公 司一 、 2WMh项 目 简 介随 着 社 会 的 发 展 和 人 民 生 活 水 平 的 提 高 ， 用 户 对 电 力 的 需 求 量 不 断 快 速 增 长 ， 用 电 结 构也 发 生 了 很 大 的 变 化 ， 导 致 电 量 需 求 的 谷 峰 差 值 逐 渐 增 大 ， 调 峰 问 题 突 出 。 单 独 依 靠 增 加 电力 基 础 设 施 建 设 ， 一 方 面 日 益 加 剧 了 电 网 的 谷 峰 差 问 题 ， 严 重 影 响 用 户 侧 的 供 电 质 量 ， 另 一方 面 也 给 国 民 经 济 带 来 很 大 损 失 和 浪 费 。得 益 于 电 力 电 子 技 术 的 快 速 发 展 以 及 节 能 减 排 和 智 能 电 网 的 发 展 浪 潮 ， 为 储 能 技 术 的 发 展 带 来 了 新 的 机 遇 ， 各 种 新 型 储 能 技 术 已 经 在 电 力 系 统 的 各 个 层 面 得 到 了 广 泛 的 应 用 ， 充 分参 与 到 电 力 系 统 的 发 、 输 、 配 、 用 各 个 环 节 ， 有 效 地 实 现 对 电 网 削 峰 填 谷 、 平 衡 负 荷 等 作 用 ，提 高 了 发 电 设 备 的 利 用 率 和 电 网 供 电 质 量 。合 理 可 靠 的 对 蓄 电 池 进 行 配 置 管 理 ， 有 效 的 提 高 蓄 电 池 的 使 用 寿 命 ， 达 到 保 障 通 信 设 备不 断 电 ， 节 约 维 护 资 金 的 目 的 ， 因 此 如 何 配 置 管 理 蓄 电 池 ， 在 建 设 维 护 管 理 蓄 电 池 工 作 中 占了 相 当 大 的 比 重 。 对 电 池 包 进 行 模 块 化 的 设 计 ， 能 够 大 大 提 高 电 池 利 用 率 ， 减 少 电 池 冗 余 ，降 低 成 本 ； 通 过 按 当 期 负 荷 配 置 电 池 ， 按 负 荷 变 化 扩 容 或 更 换 电 池 。 其 特 征 为 基 本 电 池 单 位小 容 量 化 ， 规 格 标 准 化 ， 使 用 积 木 化 。 在 能 量 管 理 系 统 的 控 制 下 ， 实 现 能 源 效 益 的 最 大 化 。二 、 术 语 及 参 考 技 术 规 范2.1 术 语 PCS(PowerConversion System)： 能 量 转 换 系 统 ， 即 换 流 器 ， 是 进 行 逆 变 和 整 流 的 双向 换 流 系 统 。SoC(State ofCapacity)： 电 池 剩 余 容 量 状 态 ， 用 百 分 率 表 示 。SoH(State ofHealth)： 电 池 组 健 康 度 状 态 ， 用 百 分 率 表 示 。DoD（ Depth ofdischarge） ： 电 池 的 放 电 深 度 ， 用 百 分 比 表 示 。BMS(BatteryManagementSystem)： 电 池 管 理 系 统 ， 负 责 储 能 系 统 中 电 池 部 分 的 管 理和 控 制 。EMS(EnergyManagementSystem)： 能 量 管 理 系 统 ， 是 对 整 个 系 统 进 行 监 控 和 控 制 的设 备 。 ******有 限 公 司2.2 参 考 技 术 规 范GB21966-2008 锂 原 电 池 和 蓄 电 池 在 运 输 中 的 安 全 要 求GJB4477-2002 锂 离 子 蓄 电 池 组 通 用 规 范GB/T12325-2008 电 能 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 质 量 三 相 电 压 不 平 衡GB2894 安 全 标 志 （ neq ISO3864： 1984）GB16179 安 全 标 志 使 用 导 则GB/T178830.2S 和 0.5S 级 静 止 式 交 流 有 功 电 度 表DL/T448 能 计 量 装 置 技 术 管 理 规 定DL/T614 多 功 能 电 能 表DL/T645 多 功 能 电 能 表 通 信 协 议DL/T5202 电 能 量 计 量 系 统 设 计 技 术 规 程IEC61000-4-30 电 磁 兼 容 第 4-30 部 分 试 验 和 测 量 技 术 — — 电 能 质 量 IEC60364-7-712 建 筑 物 电 气 装 置 第 7-712 部 分 ：GB/T17215.211-2006 交 流 电 测 量 设 备 通 用 要 求 、 试 验 和 试 验 条 件GB50034-2004 建 筑 照 明 设 计 标 准GB50052-1995 供 配 电 系 统 设 计 规 范GB50053-1994 10kV以 下 变 电 所 设 计 规 范GB50054-1995 低 压 配 电 设 计 规 范GB50060-2008 3～ 110kV高 压 配 电 装 置 设 计 规 范DL/T448-2000 电 能 计 量 装 置 技 术 管 理 规 程DL/T620-1997 交 流 电 气 装 置 的 过 电 压 保 护 和 绝 缘 配 合 DL/T621-1997 交 流 电 气 装 置 的 接 地DL/T856-2004 电 力 用 直 流 电 源 监 控 装 置GJB3855-1999 智 能 充 电 机 通 用 规 范JB/T5777.4-2000 电 力 系 统 直 流 电 源 设 备 通 用 技 术 条 件 及 安 全 要 求JJG842-1993 直 流 电 能 表 检 定 规 程 ******有 限 公 司GB50007-2002 地 基 基 础 设 计 规 范GB50016-2014 建 筑 设 计 防 火 规 范GB50037-1996 建 筑 地 面 设 计 规 范GB50140-2005 建 筑 灭 火 器 配 置 设 计 规 范GB51048-2014 电 化 学 储 能 电 站 设 计 规 范NBT31016-2011 电 池 储 能 功 率 控 制 系 统 技 术 条 件NBT32015 分 布 式 电 源 接 入 配 电 网 技 术 规 定 NBT33010-2014 分 布 式 电 源 接 入 电 网 运 行 控 制 规 范NBT33011-2014 分 布 式 电 源 接 入 电 网 测 试 技 术 规 范NBT33012-2014 分 布 式 电 源 接 入 电 网 监 控 系 统 功 能 规 范NBT33013-2014 分 布 式 电 源 孤 岛 运 行 控 制 规 范NBT33014-2014 电 化 学 储 能 电 站 接 入 配 电 网 运 行 控 制 规 范NB/T42089-2016 电 化 学 储 能 电 站 功 率 变 换 系 统 技 术 规 范NB/T42090-2016 电 化 学 储 能 电 站 监 控 系 统 技 术 规 范NB/T42091-2016 电 化 学 储 能 电 站 用 锂 离 子 电 池 技 术 规 范NBT33015-2014 电 化 学 储 能 电 站 接 入 配 电 网 技 术 规 定 NBT33016-2014 电 化 学 储 能 电 站 接 入 配 电 网 测 试 规 程QGDW676-2011储 能 电 站 接 入 配 电 网 测 试 规 范QGDW677-2011分 布 式 电 源 接 入 配 电 网 监 控 系 统 功 能 规 范QGDW697-2011储 能 电 站 接 入 配 电 网 监 控 系 统 功 能 规 范QGDW1769-2012 电 池 储 能 电 站 技 术 导 则QGDW1884-2013 储 能 电 池 组 及 管 理 系 统 技 术 规 范QGDW1886-2013 电 池 储 能 电 站 集 成 典 型 设 计 规 范QGDW1887-2013 电 网 配 置 储 能 电 站 监 控 及 通 信 技 术 规 范QGDW11220-2014 电 池 储 能 电 站 设 备 及 系 统 交 接 试 验 规 程 QGDW11294-2014 电 池 储 能 电 站 变 流 器 试 验 规 程QGDW1564-2014 储 能 电 站 接 入 配 电 网 技 术 规 定三 、 储 能 系 统 配 置 特 点— — 使 用 ******的 磷 酸 铁 锂 电 池 ， 安 全 、 环 保 、 性 能 优 异 、 循 环 寿 命 长 ； ******有 限 公 司— — 使 用 ******的 电 池 管 理 系 统 （ BMS） ， 采 用 分 级 管 理 策 略 ， 系 统 配 置 灵 活 、 可 靠 ， 便于 拓 展 升 级 ， 能 够 实 时 监 控 电 池 系 统 的 电 压 、 电 流 、 温 度 等 运 行 参 数 ， 同 时 还 具 备 电 池 动 态均 衡 管 理 策 略 ， 可 以 自 动 快 速 完 成 电 池 维 护 ；— — 使 用 ******的 显 示 控 制 模 块 ， 显 示 界 面 采 用 液 晶 触 摸 屏 ， 查 看 数 据 更 直 观 、 操 作 更便 捷 ， 同 时 具 备 CAN、 RS485 等 通 讯 方 式 ， 方 便 客 户 进 行 电 脑 远 程 监 控 ；— — 使 用 专 属 设 计 的 智 能 消 防 系 统 ， 能 够 通 过 烟 感 、 温 感 等 装 置 实 时 监 测 系 统 内 部 温 度和 烟 雾 的 变 化 情 况 ， 在 必 要 时 启 动 火 灾 报 警 和 /或 灭 火 装 置 ， 确 保 储 能 系 统 消 防 安 全 ； — — 使 用 专 属 设 计 的 智 能 热 管 理 控 制 策 略 ， 优 化 风 道 设 计 和 热 交 换 设 计 ， 提 升 储 能 系 统运 行 安 全 和 使 用 寿 命 ；— — 使 用 模 块 化 和 标 准 化 设 计 方 案 ， 有 利 于 提 升 产 品 的 品 质 管 理 ， 进 一 步 提 高 系 统 安 全性 能 和 整 体 能 量 转 换 效 率 ， 且 便 于 安 装 和 维 护 ；四 、 客 户 用 电 需 求 及 收 益 分 析本 储 能 系 统 可 充 分 利 用 峰 谷 时 段 的 电 价 差 ， 在 用 电 低 谷 时 充 电 ， 用 电 高 峰 时 进 行 放 电 ，能 够 针 对 需 求 侧 电 量 进 行 有 效 管 理 ， 改 善 用 电 质 量 ， 降 低 用 电 成 本 。根 据 国 内 某 地 区 工 业 用 电 的 情 况 ， 储 能 系 统 工 作 模 式 可 设 置 如 下 表 4-1所 示 （ 按 系 统 效 率 90%计 算 ） ： 表 4-1工 业 用 电 需 求 分 析 以 及 储 能 系 统 工 作 模 式 控 制时 间 区 间 工 作 模 式 电 量 名 称 电 价 电 费 （ 元 ）00： 00-8： 00 充 电 2222 谷 0.2754 -611.98： 00-10： 00 休 息 0 平 0.5738 010： 00-12： 00 储 能 系 统 供 电 1000 高 峰 1.0328 1032.812： 00-18： 00 充 电 1111 平 0.5738 -637.518： 00-22： 00 储 能 系 统 供 电 2000 高 峰 1.0328 2065.6 22： 00-24： 00 休 息 0 平 0.5738 0总 收 益 （ 每 日 ） 1849根 据 表 4-1可 知 ， 在 每 天 的 谷 段 和 平 段 充 电 两 次 ， 在 高 峰 时 段 由 储 能 系 统 供 电 ， 既 能 满足 电 力 需 求 ， 还 能 得 到 较 高 的 收 益 ， 根 据 估 算 ， 每 日 大 约 可 节 省 1849元 电 费 。 一 年 按 360 ******有 限 公 司天 计 ， 每 年 的 收 益 可 达 1849× 360=665640元 （ 备 注 ： 上 表 中 的 充 放 电 时 段 和 电 价 仅 供 参 考 ，请 用 户 按 照 实 际 应 用 情 况 和 所 在 地 电 价 自 行 调 整 ） 。五 、 系 统 方 案 设 计5.1 系 统 拓 扑 结 构5.1.1 电 池 组 拓 扑 图 电 池 组 拓 扑 图 如 5-1所 示 ： B+接 汇 流 柜B-接 汇 流 柜电 池 箱 B中 间 断 路 器箱 内 保 险 丝电 池 箱 B中 间 断 路 器箱 内 保 险 丝 电 池 箱 A箱 内 保 险 丝电 池 箱 A箱 内 保 险 丝 电 池 箱 A箱 内 保 险 丝 电 池 箱 A箱 内 保 险 丝电 池 箱 A箱 内 保 险 丝电 池 箱 A箱 内 保 险 丝 图 5-1 电 池 组 拓 扑 图 ******有 限 公 司5.1.2储 能 系 统 单 元包 含 1套 配 电 开 关 柜 、 2套 250kW储 能 双 向 变 流 器 (PCS)、 1套 16通 道 汇 流 控 制 柜 、1套 锂 电 池 储 能 系 统 （ 含 16组 电 池 组 、 BMS系 统 ） ， 其 系 统 拓 扑 图 如 图 5-2。汇 流 控 制 柜1#双 向 变 流 器AC 400V配 电 开 关 柜500kW/2MWh储 能 单 元电 池 总 容 量 2433 kWh单 元 配 置 ：614.4V/247.5Ah 电 池 组 16组汇 流 控 制 柜 （ 16路 ） 1 台配 电 开 关 柜 1 台储 能 双 向 变 流 器 （ 250kW） 2 台0.4kV电 网 母 线 接 入 点变 压 器 1#电 池 组 2#电 池 组 3#电 池 组 7#电 池 组 16#电 池 组(PCS) 2#双 向 变 流 器(PCS) 图 5-2500kW/2MWh储 能 系 统 拓 扑 图 ******有 限 公 司5.2 系 统 配 置本 系 统 采 用 磷 酸 铁 锂 电 池 ， 单 套 系 统 配 置 电 池 的 最 大 总 容 量 约 为 2.4MWh， 主 要 零 部 件的 配 置 情 况 见 表 5-1。 表 5-1 单 套 500kW/2MWh储 能 系 统 的 配 置 清 单设 备 名 称 数 量 单 位 备 注单 体 电 芯 138240 节 3.2V， 5.5Ah， 145g 电 池 箱 128 个 76.8V247.5Ah（ 8箱 串 联 成 1组 ， 共 16组 ）主 机 BMS 1 套 监 控 电 池 电 压 、 温 度 、 电 流 等 数 据 ， 保 护 电 池 组 ，延 长 电 池 组 寿 命 。双 向 变 流 器 （ PCS） 2 台 单 机 250kW， 尺 寸 ： 1200*1850*935汇 流 控 制 柜 1 台 16 通 道 ， 尺 寸 ： 790*650*2100配 电 开 关 柜 1 台 尺 寸 ： 1000*500*1650， 带 断 路 器 、 计 量 电 表 等消 防 系 统 1 套 箱 外 消 防 系 统排 风 扇 1 套 根 据 使 用 场 地 选 择 是 否 配 备数 据 采 集 盒 （ 串 口 服 务 器 ） 1 台 供 整 个 电 站 EMS 数 据 采 集 、 监 控 、 调 度电 池 箱 架 16 套 单 个 电 池 架 尺 寸 ： 1038*697*2250mm， 见 图 5-7线 束 1 套 动 力 线 束 与 通 讯 线 束 各 一 整 套 。EMS主 机 1 套 一 套 EMS 主 机辅 助 设 备 若 干备 注 ： 以 上 参 数 为 我 司 配 置 技 术 参 数 ， 结 构 外 形 尺 寸 可 能 有 所 调 整 ， 但 不 影 响 性 能 ， 部 分 参 数 可 根 据 不 同客 户 项 目 要 求 进 行 调 整 。 ******有 限 公 司5.3 主 要 设 备 布 局 设 计下 图 为 45英 尺 标 准 集 装 箱 平 面 排 布 图 ， 系 统 总 容 量 为 2.4MWh， 可 用 电 量 为 2MWh，内 置 2台 PCS（ 总 功 率 500kW） ， 汇 流 柜 (16通 道 ） 、 配 电 柜 、 消 防 系 统 各 一 台 。 图 5-3 45英 尺 标 准 集 装 箱 平 面 排 布 图5.4 电 池 系 统 选 型 设 计本 系 统 拟 采 用 磷 酸 铁 锂 储 能 电 池 ， 单 体 规 格 3.2V/5.5Ah， 45个 单 体 电 池 并 联 成 一 个 电池 模 块 ， 24个 模 块 串 联 组 成 一 个 电 池 箱 ， 8箱 串 联 成 一 个 电 池 组 ， 整 个 电 池 系 统 由 16 个 电池 组 并 联 而 成 ， 总 容 量 约 2.4MWh。5.4.1电 池 模 组 及 电 池 组 性电 池 模 组 及 电 池 组 性 能 具 体 见 表 5-2。 表 5-2 电 池 模 组 及 电 池 组 性 能 参 数 及 运 行 参 数项 目 电 池 箱 参 数 电 池 组 参 数额 定 电 压 /容 量 76.8V247.5Ah 614.4V247.5Ah容 量 /kWh 19.008 152.064系 统 放 电 深 度 (DOD) 95% 90%以 上循 环 寿 命（ 0.25C， 常 温 ） 80%DOD下 大 于 6000次 80%DOD下 大 于 6000次储 放 温 度 25-45°C 为 最 佳 储 存 温 度 25-45°C 为 最 佳 储 存 温 度自 放 电 25°C， 每 月 ≤5% 25°C， 每 月 ≤5%防 护 等 级 IP67 IP67尺 寸 （ 长 *宽 *高 ） /mm 1000*725*285 - 重 量 /kg 175 -备 注 ： 以 上 参 数 可 能 因 版 本 升 级 而 有 所 变 化 ， 实 物 参 数 请 对 照 技 术 协 议 要 求 。 ******有 限 公 司5.4.2 电 池 箱 设 计一 个 电 池 箱 是 76.8V247.5Ah， 采 用 4个 6S45P电 池 模 组 组 成 ， 每 个 电 池 模 组 由 270PCS电 芯 组 成 ， 电 芯 参 数 为 32700-3.2V5.5Ah。 电 芯 、 电 池 模 组 、 电 池 箱 结 构 示 意 图 如 图 5-4、5-5、 5-6所 示 。 图 5-4 电 芯 结 构 示 意 图 图 5-5电 池 模 组 结 构 示 意 图 图 5-6 电 池 箱 结 构 结 构 示 意 图 ******有 限 公 司5.4.3 电 池 架 设 计一 套 电 池 系 统 使 用 16个 电 池 架 ， 每 个 电 池 架 可 以 安 装 2× 8=16PCS电 池 箱 ， 电 池 箱 通过 螺 丝 和 插 销 固 定 在 电 池 架 上 ， 线 束 从 电 池 架 顶 部 通 过 。 电 池 架 结 构 如 图 5-7所 示 。 图 5-7 电 池 架 结 构 示 意 图 ******有 限 公 司5.5 储 能 双 向 变 流 器 （ PCS） 选 型 设 计本 系 统 配 备 2台 250kW的 储 能 双 向 变 流 器 （ PCS） （ 可 根 据 用 户 实 际 功 率 需 求 进 行 选配 ） 。 PCS含 隔 离 变 压 器 ， 实 现 了 直 流 输 入 与 交 流 电 气 的 隔 断 ， 交 流 输 出 无 直 流 分 量 注 入 ，提 高 了 电 能 质 量 ， 变 压 器 可 以 减 小 电 磁 噪 声 ， 电 磁 兼 容 性 强 ； 直 流 端 无 电 网 电 压 ， 对 人 身 安全 有 利 ； 并 且 增 强 了 系 统 的 抗 冲 击 性 。 双 向 变 流 器 的 系 统 连 接 方 式 如 图 5-8 所 示 ， 具 体 性 能参 数 见 表 5-3。 汇 流 柜电 池 箱 1电 池 箱 2电 池 箱 8 双 向 PCS+-+- +-+- ABCNPE 配 电 柜 ABCNPE电 池 组 16#BMS 16# CAN通 信 网 络电 网 监 控 系 统 微 网 管 理 控 制 系 统电 池 箱 1电 池 箱 2电 池 箱 8电 池 组 1#BMS N# +-+- 图 5-8 双 向 变 流 器 系 统 连 接 示 意 图表 5-3 双 向 变 流 器 技 术 参 数直 流 侧 参 数最 大 功 率 （ kW） 275电 池 电 压 范 围 (V) 400~850稳 压 精 度 ＜ ±2%稳 流 精 度 ＜ ±2%交 流 侧 参 数 （ 并 网 模 式 ）额 定 输 出 功 率 （ kW） 250 输 出 过 载 能 力 （ kW） 275系 统 参 数最 大 转 换 效 率 97.0 %环 境 保 护 等 级 IP 20BMS 通 信 方 式 RS485， CAN尺 寸 （ m m ） 1200×1850×935重 量 （ kg） 1350 ******有 限 公 司5.6 散 热 方 案 设 计5.6.1、 热 流 通 路 与 散 热 系 统系 统 为 满 足 IP67要 求 ， 采 用 闭 式 内 循 环 空 气 冷 却 系 统 ， 空 调 内 机 置 于 集 装 箱 内 。 空 气与 内 机 冷 媒 热 交 换 ， 被 冷 却 的 空 气 由 电 池 箱 外 部 风 扇 鼓 入 外 部 散 热 翅 片 （ 送 风 ） ， 通 过 强 制对 流 吸 收 来 自 电 池 箱 内 部 的 热 量 ， 被 加 热 的 空 气 最 后 被 内 机 风 机 吸 入 （ 回 风 ） ， 如 此 往 复 循环 ， 热 量 最 终 由 空 调 外 机 排 出 至 环 境 。 热 流 通 路 如 图 5-9， 散 热 系 统 如 图 5-10。 图 5-9 热 流 通 路 图 5-10 散 热 系 统 图 ******有 限 公 司5.6.2、 电 池 箱 散 热 设 计 图 5-11(a) 电 池 箱 散 热 设 计 图 5-11(b) 电 池 箱 散 热 设 计 ******有 限 公 司5.7 消 防 系 统 设 计本 储 能 系 统 选 用 的 七 氟 丙 烷 （ HFC-227ea） 柜 式 灭 火 装 置 ， 由 火 灾 探 测 器 、 灭 火 控 制器 、 灭 火 装 置 等 组 成 独 立 式 的 全 淹 没 灭 火 系 统 ， 具 有 自 动 、 手 动 、 机 械 应 急 手 动 等 启 动 方 式 。整 个 储 能 电 站 内 根 据 空 间 容 量 安 装 一 套 或 几 套 柜 式 灭 火 装 置 对 应 一 个 保 护 区 域 ， 能 够 根据 传 感 器 探 测 到 的 烟 雾 和 温 度 状 态 迅 速 响 应 ， 启 动 灭 火 装 置 ， 及 时 抑 制 电 池 燃 烧 ， 减 少 和 消除 对 周 边 环 境 的 影 响 。 图 5-12（ a） 柜 式 灭 火 装 置 安 装 结 构 示 意 图 ******有 限 公 司 图 5-12（ b） 柜 式 灭 火 装 置 单 瓶 组 示 意 图5.8 电 池 管 理 系 统 （ BMS）BMS能 够 通 过 实 时 监 测 电 池 的 电 压 、 电 流 、 温 度 ， 了 解 当 前 电 池 的 使 用 环 境 、 可 使 用能 量 和 电 池 的 健 康 状 态 ， 提 供 给 储 能 系 统 控 制 器 是 否 正 常 运 行 的 重 要 依 据 。 其 具 有 以 下 功 能特 点 ：模 拟 量 测 量 功 能 ： 能 实 时 测 量 电 池 组 电 压 ， 充 放 电 电 流 、 温 度 和 单 体 电 池 端 电 压 、 漏 电监 测 等 参 数 ， 并 通 过 计 算 实 时 给 出 单 体 电 池 的 SOC值 。 确 保 电 池 安 全 、 可 靠 、 稳 定 运 行 ，保 证 电 池 使 用 寿 命 要 求 和 满 足 对 单 体 电 池 、 电 池 组 的 运 行 优 化 控 制 的 要 求 来 确 定 电 池 管 理 系 统 的 具 体 测 量 值 及 测 量 采 样 周 期 、 采 样 精 度 等 ；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 ； 我 司 锂 电 池 采用 主 动 均 衡 ， 在 工 作 电 压 的 充 放 电 均 衡 和 开 路 电 压 的 静 态 均 衡 ； 以 同 步 整 流 控 制 的 方 式 ， 采用 目 前 最 优 的 多 绕 组 平 面 隔 离 变 压 器 为 硬 件 基 础 ， 实 现 能 量 的 转 移 ， 提 升 电 池 的 一 致 性 。 通过 充 电 阶 段 的 顶 部 均 衡 和 放 电 阶 段 的 底 部 均 衡 防 止 单 体 电 池 过 充 过 放 ， 最 终 使 所 有 单 体 电 池的 能 量 差 异 在 一 定 范 围 内 。 ******有 限 公 司电 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 ， 操 作 人 员 及 时 改 变 系 统 运 行 策 略 ；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 组 退 出 运 行 ，同 时 上 报 保 护 信 息 ；多 级 架 构 的 电 池 管 理 系 统 ： 一 级 管 理 单 元 。 成 组 后 的 电 池 箱 内 除 安 装 BMU外 ， 母 线 出 线 部 分 还 有 熔 断 器 、 接 触 器 等 一 级 保 护 装 置 ， 直 接 保 护 切 断 的 执 行 策 略 由 各 子 系 统 的 响 应 速度 和 电 池 各 条 件 告 警 时 的 严 重 程 度 决 定 ， 当 电 池 箱 内 任 意 一 串 电 芯 电 压 和 温 度 、 动 力 接 插 件温 度 超 过 极 限 保 护 参 数 且 未 收 到 上 级 系 统 的 切 断 指 令 时 ， 采 集 模 块 作 为 一 级 子 系 统 由 于 需 要处 理 的 信 息 量 少 ， 可 以 快 速 切 断 动 力 接 触 器 ， 使 其 停 止 工 作 并 主 动 上 传 故 障 信 息 。多 级 架 构 的 电 池 管 理 系 统 ： 二 级 管 理 单 元 。 本 系 统 主 要 负 责 接 收 各 BMU 模 块 的 电 池 信息 ， 计 算 整 个 电 池 组 当 前 的 荷 电 状 态 （ SOC） ， 同 时 监 控 整 组 电 池 运 行 时 的 工 作 电 流 和 温 度等 ， 接 受 上 级 系 统 的 调 度 ， 准 确 判 断 的 同 时 ， 也 能 快 速 响 应 电 池 组 本 身 、 子 系 统 内 部 、 子 系统 之 间 的 保 护 策 略 。多 级 架 构 的 电 池 管 理 系 统 ： 三 级 管 理 单 元 。 针 对 更 为 复 杂 的 系 统 设 计 （ 多 电 池 组 汇 流 ） ， 三 级 架 构 的 电 池 管 理 系 统 则 更 好 的 将 数 据 流 划 分 不 同 的 通 信 信 道 ， 将 内 外 系 统 的 信 息 进 行 分级 处 理 ， 保 证 系 统 复 杂 化 的 同 时 也 能 快 速 处 理 数 据 ， 执 行 策 略 。自 诊 断 功 能 ： 电 池 管 理 系 统 将 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 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 ， 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 ；故 障 诊 断 ： 若 遇 异 常 ， BMS给 出 故 障 诊 断 告 警 信 号 ， 通 过 监 控 网 络 发 送 给 上 层 控 制 系统 。 对 储 能 电 池 组 每 串 电 池 进 行 实 时 监 控 ， 通 过 电 压 、 电 流 等 参 数 的 监 测 分 析 ， 即 时 检 查 电 池 组 中 是 否 有 某 些 已 坏 不 能 再 用 的 或 可 能 很 快 会 坏 的 电 池 ， 判 断 故 障 电 池 及 定 位 ， 给 出 告 警信 号 ， 并 对 这 些 电 池 采 取 适 当 处 理 措 施 。 当 故 障 积 累 到 一 定 程 度 ， 而 可 能 出 现 或 开 始 出 现 恶性 事 故 时 ， 给 出 重 要 告 警 信 号 输 出 、 并 切 断 充 放 电 回 路 母 线 或 者 电 池 组 ， 从 而 避 免 恶 性 事 故发 生 。 管 理 系 统 对 系 统 自 身 软 硬 件 具 有 自 检 功 能 ， 即 使 器 件 损 坏 ， 也 不 会 影 响 电 池 安 全 。 确保 不 会 因 管 理 系 统 故 障 导 致 储 能 系 统 发 生 故 障 ， 甚 至 导 致 电 池 损 坏 或 发 生 恶 性 事 故 ； ******有 限 公 司在 线 剩 余 电 量 评 估 （ SOC） ： 在 测 量 真 值 电 压 基 础 上 ， 利 用 充 电 特 性 与 放 电 特 性 的 对 应关 系 ， 采 用 多 种 模 式 分 段 处 理 办 法 ， 建 立 数 学 分 析 诊 断 模 型 ， 来 测 量 剩 余 电 量 SOC。 分 析锂 电 池 的 放 电 特 性 ， 基 于 积 分 法 采 用 动 态 更 新 电 池 电 量 的 方 法 ， 考 虑 电 池 自 放 电 现 象 ， 对 电池 的 在 线 电 流 、 电 压 、 放 电 时 间 进 行 测 量 ； 预 测 和 计 算 电 池 在 不 同 放 电 情 况 下 的 剩 余 电 量 ，并 根 据 电 池 的 使 用 时 间 和 环 境 温 度 对 电 量 预 测 进 行 校 正 ， 给 出 剩 余 电 量 SOC的 预 测 值 ；运 行 参 数 设 定 功 能 ： 电 池 管 理 系 统 运 行 各 项 参 数 将 能 通 过 本 地 方 式 在 电 池 管 理 系 统 或 储能 站 监 控 系 统 进 行 修 改 ， 并 有 通 过 密 码 进 行 权 限 认 证 功 能 ； 本 地 运 行 状 态 显 示 功 能 （ 选 配 ） ： 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 ；监 控 后 台 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 ；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 ； ******有 限 公 司5.9EMS能 量 管 理 系 统能 量 管 理 平 台 是 为 满 足 新 能 源 领 域 储 能 设 备 监 控 需 求 而 开 发 的 运 维 管 理 平 台 ， 可 监 控PCS、 电 能 表 等 各 种 设 备 ， 还 可 以 对 环 境 量 进 行 监 测 。 EMS系 统 具 有 良 好 的 开 放 性 ， 支 持基 于 RS485、 RS232和 RS422 接 口 的 各 种 设 备 自 定 义 协 议 接 入 。 EMS 主 要 功 能 如 下 ：1） 简 单 快 捷 的 安 装 ， 默 认 windows平 台 ， 支 持 跨 操 作 系 统 运 行 。2） 智 能 化 托 盘 管 理 。 3） 告 警 通 知 。4） 远 程 控 制 。5） 环 境 监 测 功 能 。6） 强 大 的 人 员 管 理 功 能 ， 三 级 用 户 权 限 设 置 。7） 可 以 设 置 充 放 电 时 间 段 ， 使 PCS按 设 定 的 时 间 段 进 行 充 放 电 。8） 支 持 各 种 常 用 的 电 力 规 约 ， 让 智 能 电 网 进 行 监 控 ， 并 且 接 受 电 网 调 度 。EMS能 量 管 理 系 统 拓 扑 图 如 图 6-2： 图 5-13 能 量 管 理 系 统 拓 扑 图