儲能系統的電氣設計

儲能系統原理

箱式儲能電站即超大型電池組組成的可管理、可調度、可并網、可黑啟的易運輸智能化儲能設備。系統主體由雙向變流器（以下簡稱PCS）、電池管理系統（以下簡稱BMS）、大規模電池陣列構成。PCS根據EMS或BMS提供的電池狀態、工作模式請求，穩定的對電池組充放；BMS對電池實時監控、自動均衡、自動巡檢保護、功率數據請求，保證電池一直運行良好；

黑啟動 系統在無電時用電池能量支撐起儲能電站工作，解決用戶用電困難。

系統原理拓撲圖

EMS：總電站能量調度系統，用于調度、監控、管理整個電站；

SCADA：電池管理系統上位機，可以遠程監控儲能箱狀態，修改某些BMS、BMU參數。

系統子單元介紹

PCS：雙向變流器，接受EMS或BMS請求，給電池充放電，具體操作及介紹參照調試步驟；

BMS：電池管理系統，對電池組監控、管理、保護、數據上傳、數據請求等，具體介紹參照BMS電源管理介紹；

BMU：BMS子單元，對電池模組監控、管理、均衡，數據上報給BMS；

電池組陣列：采用單體磷酸鐵鋰動力電池串、并聯組成，500KWH電池堆組成為：3.2V（單體電池電壓）*60AH（單體電池容量）*13（一個電池模組單體電池數）*15（一簇電池組電池模組數）*14（整堆電池電池簇數）≈500KWH；

匯流柜：電池組陣列匯流處，包含電氣分斷、分斷狀態顯示、絕緣保護、BMS觸摸屏等；

黑啟動系統：電網無電時用電池能量為整個儲能電站系統提供控制電源，保證儲能箱繼續運轉；

配電柜：儲能箱控制電柜，包含BMS、BMU、空調、消防、照明、匯流柜、黑啟動等電源控制；

溫控系統：儲能箱內部溫度平衡系統，用中央空調（默認密碼“1”）控制溫度范圍，經電池架風道、電池模組風道，對每一塊電池實現溫度均勻控制；

消防系統：當儲能箱發生意外失火情況，箱內自動啟動滅火裝置，有聲光報警器和消防控制器箱；

照明系統：日常照明采用雙聯控制，儲能箱前后門處均有開關，緊急照明配有應急燈。

1、PCS儲能變流器

可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令，根據功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現對電網有功功率及無功功率的調節。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊，獲取電池組狀態信息，可實現對電池的保護性充放電，確保電池運行安全。

儲能變流升壓一體機內設備一次拓撲圖

2.配電柜

配電柜把電能分配給就近的負荷。這級設備應對負荷提供保護、監視和控制。

3.匯流柜

匯流柜內包括；框架斷路器，UPS不間斷供電，斷路器，直流電源，交換機和通訊管理機，分閘按鈕指示燈，顯控屏幕以及進出線銅排。

3.1框架斷路器

框架斷路器是低壓配電系統中一種重要的電氣設備，它具有結構簡單、體積小、重量輕、分斷能力高和操作方便，額定電流大，分斷能力強等優點。

3.2 UPS不間斷供電

UPS即不間斷電源(Uninterruptible Power Supply)，是一種含有儲能裝置的不間斷電源。主要用于給部分對電源穩定性要求較高的設備，提供不間斷的電源。

3.3直流電源

可以為BMS顯控屏，通訊管理機提供所需的直流電壓。

3.4通訊管理機

溫濕度和空調的通訊數據，通過TCP轉發傳遞到EMS。

3.5分合閘按鈕和指示燈

手動操作，控制框架斷路器分閘和合閘，并且通過指示燈判斷斷路器狀態。

3.6顯控屏幕

是一款適用于儲能電池系統的堆級管理主機，對一級BMS(ESBMM)、二級BMS（ESBMM）上傳的電池實時數據進行數值計算、性能分析、報警處理及記錄存儲，此外，可實現與儲能變流器(PCS)、儲能調度監控系統（EMS）、PLC等進行聯動控制，根據輸出功率要求及各組電池的SOC優化負荷控制策略，保證所有電池系統安全穩定地運行。

來源：網絡

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