500KW储能电站PCS系统设计方案与功能解析

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"500KW储能电站PCS系统方案书" 储能技术是现代电力系统中的重要组成部分,尤其在可再生能源并网、电网稳定和电力需求管理方面发挥着关键作用。本方案书着重介绍了500KW储能电站的核心部分——功率转换系统(Power Conversion System, PCS)。 功率转换系统是储能电站的关键设备,它连接电池组和公共电网,执行多种功能。首先,PCS在电网负荷低谷时将交流电转换为直流电,为电池充电;在电网负荷高峰时,它又将电池的直流电转换回交流电,回馈给电网,以此实现电力供需的平衡。此外,PCS还能提升电网质量,通过监控电网状态,提供有功功率和无功功率补偿,保证电能质量。在特定情况下,PCS可以离网运行,即在满足设定条件时与主电网断开,为局部负荷提供高质量的交流电。最后,PCS还具备接入新能源(如太阳能光伏或风力发电)的功能,将这些清洁能源转化为符合电网标准的交流电,缓解供电压力。 CP-ES-500KW是设计单位研发的一款500KW功率的双向换流系统,体现了该公司在储能技术领域的研发实力。该产品选用高品质元器件,如知名品牌的空气开关、继电器、IGBT模块和电解电容等,确保了系统的高效率和长寿命。控制主芯片采用TI公司的TMS320F28XX系列 DSP,该芯片具有强大的数据处理能力和丰富的外设,配合高级控制算法,保证了系统运行的精准和稳定性。 CP-ES-500KW支持并网运行和离网运行两种模式,可根据用户的实际需求灵活切换。这种灵活性使得该PCS系统能够适应不同的电网环境和应用需求,比如在没有主电网连接的偏远地区或者在需要独立电源保障的场合,都能发挥重要作用。 500KW储能电站的PCS系统是一个集能源存储、电能质量调节、离网供电和新能源接入于一体的综合性解决方案,对于优化电力系统运行、提高能源利用率和促进可再生能源发展具有重大意义。
2023-03-07 上传
2022-12-25 上传
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。 储能系统方案设计全文共5页,当前为第1页。   储能系统方案设计全文共5页,当前为第1页。   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。 储能系统方案设计全文共5页,当前为第2页。   储能系统方案设计全文共5页,当前为第2页。   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。 储能系统方案设计全文共5页,当前为第3页。   储能系统方案设计全文共5页,当前为第3页。   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。    储能系统方案设计全文共5页,当前为第4页。 储能系统方案设计全文共5页,当前为第4页。   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