1、 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.31.1项 目背景.31.2设计依据.31.2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.106.1安装位置106.2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
2、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：
3、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） 08 812 1215 1517 1721 2124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
4、；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= 1.1120.322 =0.790元/kWh电价峰值区电价平值区= 1.1120.667 =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 50
5、0kW。本方案设计 500kW GES-500/500-4125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RS485500KW 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
6、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
7、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
8、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2V1000AhREXC能量型铅炭电池2V1000Ah2kWh单体蓄电池簇24只2V1000AhREXC能量型铅炭电池串联组成一簇，配备一台蓄电池监控模块。48V1000h48kWh电池簇蓄电池簇监控单
9、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/1000Ah0.5MWh电池组单元电池组控制单元BMU8组电池组单元独立分8路接入一台500kW/4M 电池组单元500kW/4MWhWh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BMSPCS储能系统单元1套500kW/4MWh500kW/4M 储能系统单元Wh储能系500kW/4MWh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
10、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
11、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
12、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, 231282408电池架 224个3 规格： mm, 8层；蓄电池连接电缆规格：100mm，90mm5376个200A，两端压接线鼻子4 2BMS控制柜规格：2060600400mm56
13、7894面8个4.88.0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 22.440.05m2480集装箱（电池）规格：45呎, 1371624382896mm4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121台1套0.85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
14、案领导者23运营维护费电池运费1项1项2.02.0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
