储能系统方案设计

商用 300KW 储能方案 1 技术要求及参数 放电倍率 0 5C 储能系统配置容量 300kWh 2 电池系统方案 2 1 术语定义 电池采集均衡单元 管理一定数量串联电池模块单元 进行电压和温度的采集 对本单元电池模块进行均衡管理 在本方案中管理 5 并 12 串共计 60 支的电池 电池簇管理单元 管理一个串联回路中的全部电池采集均衡单元 同时检测本组电池的电流 在必要时采取保护措 施 在本方案中管理 17 台电池采集均衡单元 电池阵列管理单元 管理 PCS 下辖全部电池簇管理单元 同时与 PCS 和后台监控系统通信 根据电池组状态请求 PCS 调整充放电功率 在本方案中管理 2 个并联的电池簇 电池模块 由 10 支 5 并 2 串的单体电池组成 图 1 电池成组示意图 2 2 电池系统集成设计方案 2 2 1 电池系统构成 按照系统配置 300kWh 储存能量的技术需求 本储能系统项目方案共使用 1 台 150kW 的 PCS 储能单元由一台 PCS 和 2 个电池簇组成 并 配备一台电池阵列管理单元设备 每个电池簇由一台电池簇管理设备和 17 个电池组组成 2 2 2 电池系统计算书 项 目 单体 电池模块 电池组 电池簇 电池阵列 单体电池数目 1 10 60 1020 2040 标称电压 V 3 2 6 4 38 4 652 8 652 8 容量 Ah 55 275 275 275 额定能量 kWh 0 176 1 76 10 56 179 52 359 04 最低工作电压 V 2 5 5 30 510 510 最高充电电压 V 3 6 7 2 43 2 734 4 734 4 系统配置裕量 359 04kWh 300 kWh 300 kWh 19 68 基于以上各项分析设计 300kWh 电池系统计算如下 2 2 3 电池柜设计方案 电池机柜内部主要安装电池箱和 BMS 主控管理系统 配套电线电缆 高低压电气保护部件等 机柜采用分组分层设计 机柜外观美观大 方 机柜采用免维护技术 模数化组合的装配式结构 保证柜体结构具有良好的机械强度 整体结构能最大程度地满足整个系统的可靠性 安全性 其中 三个电池架组成的示意图如图 3 所示 尺寸为 3600mm 700mm 2300mm 图 3 电池架及插箱 2 2 4 集装箱设计方案 整个储能系统放置在 20 英尺集装箱中 集装箱尺寸为 6058mm 2438 mm 2896mm 系集装箱外部结构如图 4 所示 2 3 BMS 系统管理配置方案 2 3 1 系统架构 本项目所用 BMS 采用三层架构进行设计 分别是电池采集均衡单元 电池簇管理单元 电池阵列管理单元 图 5 电池管理系统结构图 电池采集均衡单元 CABU 负责管理 12 支串联电池 主要功能包括监测单体电池电压 温度以及均衡管理 以 CAN 总线方式与 BCMU 进 行通信 电池簇管理单元 BCMU 主要负责管理单个串联回路中的电池采集均衡单元 CABU 和电池电量标定单元 BFGU 主要功能 RS485 通信 CAN 通信 串联回路各组电池状态显示以及估算电池的 SOC 等 在异常出现时采取报警或保护措施 并将相关采集的电池信息 异常信息 SOC 上传至 BAMU BCMU 与 BAMU 通信 通过 CAN 总线将采集的单体电池电压 温度 电流 总电压和绝缘检测等级等上传至 BAMU 并上传如表 1 所 列系统参数至 BAMU MU 与 BFGU 通信 通过 RS485 总线接收 BFGU 上传的电流 总电压 绝缘检测等级 I O 状态以及对外部状态进行控制 BCMU 与 CABU 通信 通过 CAN 总线接收 CABU 上传的单体电池电压 温度 均衡状态 电池阵列管理单元 BAMU 负责管理一个 PCS 下辖的 BCMU 同时与 PCS 后台监控系统通信 主要功能包括记录 PCS 下辖的所有电池状 态信息 控制状态信息 异常数据或事件信息并创建相应的文件 根据各组电池的 SOC 信息以及电池组状态调整充放电功率 与 PCS 储能站 测控系统通信 完成对整个电池阵列的管理 BAMU 与 BCMU 通信 接收 BCMU 发送的单体电池电压 温度 总电压 电流和绝缘检测等级 计算电池堆的最高 最低电压 最高 最 低温度 显示 I O 状态 同时设置 BCMU 的参数 控制电池组均衡状态和 I O 状态 BAMU 与 PCS 通信 通过 CAN 总线将单体电池的电压 可充 可放电量 电池组状态 I O 状态 最高 最低电压 最高 最低温度等信 息上传 PCS BAMU 与后台通信 通过 Internet 将单体电池的电压 单体温度 电池组状态 I O 状态 可充 可放电量等信息上传后台监控系统 电池电量标定单元 BFGU 以 RS485 总线方式与 BCMU 进行通信 主要功能包括电池组总电压 充放电电流监测 绝缘电阻检测 继电器 控制及开关量检测等 LCD 用于显示电池状态信息 包括单体电压 单体温度 均衡状态 回路电流 接触器状态 SOC 告警信息 参 数信息等 同时用于对电池参数进行设置以及手动控制回路接触器