储能电站专项方案如东化工园施壮.doc

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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公司级峰谷储能电站系统解决方案编制：审核：批准： 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设计根据.............................................................................................................................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、系统配备方案...........................................................................................................................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公司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，在电力处在“谷”时段蓄电，在电力处在“峰”时段放电，实现电力削峰填谷，调节顾客侧需求响应，这不但可以减少电网峰值负荷，有助于电网安全运营，还能产生巨大经济效益。 1.2设计根据 Q/GDW 564-储能系统接入配电网技术规定 Q/GDW 676-储能系统接入配电网测试规范 Q/GDW 696-储能系统接入电网运营控制规范 Q/GDW 697-储能系统接入配电网监控系统功能规范 1.2设计概述当前江苏省电网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拟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。调峰储能带来经济效益是充放电时不同电价，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毕 2个充放电循环，即完毕在低电价区蓄电、高电价区放电过程。本项目峰谷储能电站装机功率为 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 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构造上完全杜绝了电池组并联，消除了由于并联也许导致电池组间环流产生。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括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）将采集到电池单体和电池组电压、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、系统配备方案本项目储能系统成组方案如下：名称成组单元设备构成详图容量采用 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构成一簇，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 h Wh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）安装在一种20呎集装箱柜里，集装箱重约9000kg。 2）BMS和电池构成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、安装改造方案环境规定：地面：水泥。支撑：槽钢（地沟），使用槽钢制作稳屏底架，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：2060×600×400mm 5 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：原则屏柜 5.0 （A）共计 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）共计 5.8 单位：万元其她有关费用（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 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）共计 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；循环一天阶段电量计算（电网侧）：双向逆变器充放电效率：98% 普通储能用铅酸电池充放电效率：90%（由于充放电区间均在转化效率最大区间，因此按 90%计算）（1）电站年度电费收益：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尚有 30% 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，即合计节约电费用以冲抵初期投资金额时间。（4）年静态投资收益率：16.5%（按七年计算）电池系统循环寿命>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

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