1储能电站方案V1-如东化工园施壮

分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 如东化工园施壮化工有限公司 企业级峰谷储能电站 系统解决方案 编制 审核 批准 2015年10月 浙江南都电源动力股份有限公司 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 目录 一 项目概述 3 1 1项 目背景 3 1 2设计依据 3 1 2设计概述 3 二 系统电气拓扑图 5 三 系统电气主接线 6 四 系统通信方案 7 五 系统配置方案 8 六 集装箱安装方案 10 6 1安装位置 10 6 2系 统设备安装 10 七 安装改造方案 13 八 项目投资概算 14 九 项目经济收益分析 16 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 企业级储能电站系统解决方案 一 项目概述 1 1项目背景 该项目位于江苏省南通市如东化工园区里 采用能量型铅炭电池组作为储能元件 在电 力处于 谷 时段蓄电 在电力处于 峰 时段放电 实现电力削峰填谷 调节用户侧需求 响应 这不但可以降低电网的峰值负荷 有利于电网的安全运行 还能产生巨大的经济效益 1 2设计依据 Q GDW 564 2010储能系统接入配电网技术规定 Q GDW 676 2011储能系统接入配电网测试规范 Q GDW 696 2011储能系统接入电网运行控制规范 Q GDW 697 2011储能系统接入配电网监控系统功能规范 1 2设计概述 目前江苏省电网的电力价格模型见下表 1 1 表1 1 江苏省电力价格政策 大工业非优待类10kV 时区 A B C D E F 每天时间 时 0 8 8 12 12 15 15 17 17 21 21 24 时间间隔 小时 8 谷 4 2 平 3 平 4 3 平峰 谷 峰 峰 销售电价 0 322 1 112 0 667 0 667 1 112 0 667 元 kWh 由电网价格政策可以确定本峰谷电站储能系统工作模式如下图 1 1所示 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 图 1 1峰谷电站系统工作模式 A时区 谷底区充电 工作8 小时 B时区 峰值区放电 工作4小 时 C时 区 平值区停止工作 D时区 平值区充电 工作2小时 E时区 峰值区放电 工作4小时 F时 区 平值区停止工作 设备检修 调峰储能带来的经济效益是充放电时的不同电价 如 电价峰值区 电价谷底区 1 112 0 322 0 790元 kWh 电价峰值区 电价平值区 1 112 0 667 0 445元 kWh 本峰谷储能电站每天完成 2个充放 电循环 即完成在低电 价区蓄电 高电价区放电的过 程 本项目的峰谷储能电站的装机功率为 500kW 装机容量为 4MWh 储能系统预期使用寿 命 5000 次 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 二 系统电气拓扑图 本储能电站系统的设计装机容量为 4MWh 装机功率为 500kW 本方案设计 500kW GES 500 500 4 125型 4通道的储能双向 变流器 1 台 每 1条通道分 别接入 1MWh单元储能模块 BMS系统 电池系统 总计 4MWh电池储能系统 该系统电气拓扑图如下图 2 1所示 AC 400V 隔离变 后台监控 RS485 500KW PCS 4通道 125kW通道 125kW通道 125kW通道 125kW通道 RS485 电池 BMS 电池 BMS 电池 BMS 电池 BMS 电池 BMS 电池 BMS 电池 BMS 电池 BMS 电池单元 1 电池单元 2 电池单元 3 电池单元 4 电池单元 5 电池单元 6 电池单元7 电池单元8 图 2 1峰谷储能电站系统拓扑图 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 三 系统电气主接线 本系统由 1套 在电气上完全独立的 500kW 4MWh 储能系在 400V 交流侧并联构成 8组 676V 1000Ah 储能型铅炭电池组通过电缆分2 路独立接入直流配 电柜 通过电池组的熔丝 断路器及直空接触器保护 然后分别独立接入 1个125kW 通道PCS直流侧 这一设计方案 在电气结构上完全杜绝了电池组的并联 消除了由于并联可能导致的电池组间环流的产生 储能系统整体联接方案 电池组间内部通过铜排连接 电池组至直流配电柜通过电缆连 接 电缆通过底部电缆沟进入直流配电柜 直流配电柜至 PCS采用电缆经由电缆沟接入PCS 直流侧输入断路器 图3 1储能电站系统电气主连接图 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 四 系统通信方案 设备间通信 每个BMM管理 24只单体蓄电池 每组电池共计 14台 BMM 每组蓄电 池管理系统包含一台蓄电池组控制模块和蓄电池组管理系统 BMM 和蓄电池组控制模块之 间通过 CAN总线联结 通信 蓄电池管理系统 BMS 将采集到的电池单体和电池组的电压 电流 温度 SOC SOH等信息通过 Modbus RS485通讯 接口以太网送至 PCS 与就地监控系 统 远程后台监控系统 PCS通过以太网与就地监控系统进行通信 就地监控系统与储能电 站监控中心通过光纤以太网进行通信 BMS系统弱电走线与直流线路分开 减少干拢 弱电线路通过铁质线管引至直流配电柜 或采用带屏蔽层电缆 BMS通信线缆经由电缆沟 通过铁质线管引入 PCS和储能系统就地 监控系统 图 4 1储能电站系统通讯方案 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 五 系统配置方案 本项目储能系统成组方案如下 名称 成组单元 设备组成详图 容量 采用 2V1000Ah REXC能量型 铅炭电池 2V1000Ah 2kWh单体 蓄电池 簇24只2V1000Ah REXC能量型 铅炭电池串联 组成一簇 配 备一台蓄电池 监控模块 48V1000h 48kWh电池簇 蓄电池 簇监控 单元 BMM 电池组 单元一组电池组单 元由14簇电 池组串联组 成 配备一台 蓄电池组控制 单元 672V 1000Ah 0 5MWh电池组单元 电池组 控制单 元BMU 8组电池组单 元独立分8路 接入一台500kW 4M 电池组 单元 500kW 4MW hWh储能系 500kW PCS构统单元 成一组储能单 元 配备一台 直流配电柜 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 电池管理系统 BMS 500kW PCS 直流配 电柜 BMS PCS 储能系 统单元1套 500kW 4MWh 500kW 4M 储能系统单元 Wh储能系 500kW 4MW h并联构成统 500kW 4MWh 储能系统 监控系 统 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 六 集装箱安装方案 6 1 安装位置 本项目南通市施壮化工有限公司 公司工厂的配电房附件大片空地可用于安装 4MWh 储能电站设备 目测尺寸可满足 图中 为项目安装位置 本项目安装 位置 图6 1厂区三维示意图 6 2 系统设备安装 6 2 1安装方式 1 PCS采用集装箱式安装 500kW PCS设备 功率柜和隔离变压柜 安装在一个20呎 集装箱柜里 集装箱重约9000kg 2 BMS和电池组成的电池系统采用集装箱式安装 安装在 4个 40呎集装箱柜里 集 装箱重约 6 2 2安装占地面积 承重 抗震 1 储能电站系统共5个集装箱 其中含4个电池集装箱和1个PCS集装箱 5个集装2 箱安装总重约73000Kg 总占地面积约为203m 2 抗震电池柜架设计 可承受8烈度以上地震 震后电池无变形 漏液 裂纹 电池 支架 连接系统等无明显变形 松动 6 2 3安装布局图详细见下图2 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 图6 2储能电站集装箱安装布局示意图 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 图6 2电站中电池系统集装箱安装布局示意图 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 七 安装改造方案 环境要求 地面 水泥 支撑 槽钢 地沟 使用槽钢制作稳屏的底架 有条件哇地沟 无条件直接 固定在水泥地面 配线 电缆 动力电缆穿管或槽钢 通风 自然通风 集装箱体设计时加装热管理系统时已考虑 消防 气体灭火剂 泡沫灭火器 动力母线 穿管 预埋 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 八 项目投资概算 设备材料及成本预算 A 序 单 价 价格 万 元 名称 规格 数量 备注号 PCS柜 含隔离 变压 规格 AC0 4kV 500kVA 储能双向逆变 器1 1台 50 0 铅炭电池 2688 个2 430 1 含连接线规格 GFM 1000RC 231 282 408 电池架 224 个3 规格 mm 8层 蓄电池连接电缆 规格 100mm 90mm 5376 个 200A 两端压 接线鼻子4 2 BMS控制柜 规格 2060 600 400mm5 6 7 8 9 4面 8个 4 8 8 0电池管理系统主控 型号 BMU 电池管理系统从控 型号 BMM 采 样 线112个 22 4 40 0 5m 24 80 集装箱 电池 规格 45呎 13716 2438 2896mm 4 个 含空调 配电 消防 交流配电柜 1 个规格 标准屏柜 5 0 A 合计 560 3 单位 万元 监控设备 B 价格 万 元 序号 名称 规格 单价 数量 备注 计算机1 2 1台 1套 0 8 5 规格 监控软件 规格 B 合计 5 8 单位 万元 其他相关费用 C 价格 万 元 序号 名称 规格 单价 数量 备注 1 施工费用 1项 20 0 设备费的 5 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 2 3 运营维护费 电池运费 1项 1项 2 0 2 0 每年 C 合计 24 0 单位 万元 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有 分布式能源与微电网储能系统解决方案领导者 九 项目经济收益分析 峰谷电站储能系统装机容量 500kW 4MWh 循环一天的阶段电量计算 电网侧 双向逆变器充放电效率 98 一般储能用铅酸电池的充放电效率 90 因为充放电区间均在转化效率最大区间 因 此按 90 计算 1 电站的年度电费收益 2631 5元 300天 78 945万元 年 2 设备残值收益 铅炭电池失效后废旧蓄电池还有 30 的残值可回收 即残值收 益为 129 03万元 即分 摊到年收益 为 18 43万元 年 3 静态投资回收期 ROI 590 1 78 945 18 43 6 0年 注 1 ROI 投资回收期 系统设备总投资 系统电费收益 即累计节约的电费用以冲 抵初期投资金额的时间 4 年静态投资收益率 16 5 按七年计算 电池系统的循环寿命 5000次 则使用年限 7 年 浙江南都电源动力股份有限公司 版权所有