湖南电网60MVA-120MWh AC10kV 储能系统cube解决方案  V1.0 - 简化版_34页_1mb

湖南综合能源 60MVA/120MWh AC10kV电池储能系统 Cube解决方案总结

核心内容

本文件为比亚迪（BYD）针对湖南综合能源项目提供的60MVA/120MWh AC10kV电池储能系统解决方案，涵盖系统设计、设备配置、项目范围及系统特点等内容。该方案采用Cube箱式储能系统，结合PCS+变压器一体机，实现高能量密度、高安全性、高可维护性及高效能的储能系统集成。

主要观点

• 系统设计：储能系统以2.5MVA/5MWh为基本单元，采用模块化设计，可灵活扩展，适用于多种应用场景，如新能源发电、调频、削峰填谷等。
• 设备配置：系统包含电池系统、配电通讯系统、液冷空调系统、消防系统、接地系统等，所有设备均符合国际及国家标准。
• 项目范围：卖方负责设备制造、出厂测试（FAT）及现场安装、调试、验收（SAT）等，买方负责现场基础设施建设、电气连接及系统运行管理。
• 系统特点：系统采用液冷设计、高防护等级、模块化结构、兼容性强、安全可靠、维护便捷，具备高能效比与高安全性。

关键信息

1. 系统设计与性能参数

• 运行工况：
  • 使用工况：平均SOC为50%，储能系统SOC为30%~60%。
  • 充放电循环：每天1.83次90% DOD循环，每年不超过667次。
  • 测试工况：一年一次，根据STC（标准测试条件）进行测试。
• STC定义：
  • 电池内部温度：10~25℃。
  • 电池初始温度：23~27℃。
  • 测试过程中，记录充放电电量（Q1和Q2），并计算循环效率（η = Q2/Q1 × 100%）。
• 储能单元参数：
  • 单体电池型号：C15FHNE-320Ah，额定电压3.2V，输出能量1024Wh。
  • 每个储能单元由2台电池Cube箱和1台PCS+变压器一体机组成。
  • 单个储能单元最大充放电功率为2.5MVA，额定能量为5MWh。
• 系统容量配置：
  • 储能电站总规模为60MW/120MWh，分为四个站点（7.5MW、10MW、20MW、22.5MW）。
  • 各站点初始配置为3、4、8、9套储能单元，分别在第2、5、8年末进行增补。
  • 增补方案采用成套Cube电池箱，确保系统容量持续满足项目需求。

2. 电池系统组成与技术参数

• 电池系统结构：
  • 包括电池Pack、电池串、电池管理系统（BMS）等。
  • 单体电池通过串联组成电池Pack，Pack再串联组成电池串。
• 电池Pack：
  • 由114节单体电池组成，额定电压364.8V，充电截止电压3.6V，放电截止电压2.8V。
  • 配备独立BMU，实现电池串的管理与监控。
• 电池串：
  • 每个串由3个Pack组成，额定工作电压为1094.4V。
  • 支持在线均衡管理，提高系统一致性。
• 电池管理系统（BMS）：
  • 采用三层结构：BMU（电池模组管理模块）、BECU（电池串管理模块）、BSMU（储能电池单元管理模块）。
  • 实现电池状态监视、运行控制、均衡管理、保护报警及通讯功能。
  • 支持NTP网络对时，SOC估算精度误差≤4%，SOH估算精度误差≤8%，电能量计算误差≤3%。

3. PCS+变压器一体机系统

• 配置：
  • 每个储能单元配备1台PCS（2500kVA）和1台升压变压器（10kV）。
• 产品特点：
  • 三电平拓扑结构，最高转换效率达98.08%。
  • 支持PQ、VF、SVG、VSG等功能，适应电网高/低穿越和频率穿越。
  • 防护等级为IP65（逆变器）和IP54（其他），适应高海拔和高温环境。
  • 冷却方式为风冷/自然冷却，通讯接口支持RS485、CAN、Ethernet。

4. 项目范围

• 卖方工作范围：
  • 提供设备制造、出厂测试（FAT）、现场安装指导、调试指导、SAT指导及培训。
  • 包含Cube系统、PCS+变压器一体机、增补Cube电池等。
• 买方工作范围：
  • 负责项目设计、土建、电气连接、接地系统、系统调试、验收、日常运维等。
  • 卖方仅提供技术指导。

5. 系统特点

• 电池：
  • 采用高容量磷酸铁锂电池，单体容量≥320Ah，循环寿命达8000次以上。
  • 通过UL9540A热失控测试，确保系统安全无起火、无爆炸、无蔓延。
• 液冷系统：
  • 温度范围：-30℃~55℃，温差控制在<3℃。
  • 主回路效率较风冷提升0.5%，综合效率提升2.2%。
  • 二次电耗节省50%，降低运营成本。
• 消防系统：
  • 采用气体灭火+水消防双重保护，具备可燃气体检测、主动通风及防爆阀设计。
• BMS系统：
  • 电压平台高达1500V，具备拉弧检测功能。
  • 支持新旧电池并联，提升系统灵活性。
• 系统设计：
  • 采用CTP设计，节省成本。
  • 电池Pack内部电芯分三段控制，降低运维电压<150V。
  • 系统等效能量密度达205kWh/m²，具备两层隔热设计，提升液冷系统能效比至2.7。
  • 箱体结构强度高，可支持1.6倍载荷整体起吊。

6. 储能应用与业绩

• 应用领域：
  • 与光伏、风电等新能源系统协同，实现能量转移、调频服务、削峰填谷、调峰等。
• 业绩：
  • BYD已在全球21个国家和96个城市提供超过100个工业储能解决方案。
  • 累计出货容量达750MWh，实现零安全事故。

总结

本方案为比亚迪在湖南综合能源项目中提供的60MVA/120MWh AC10kV电池储能系统，以Cube箱式结构为核心，结合PCS+变压器一体机，实现高效、安全、灵活的储能系统集成。系统支持多种运行模式，具备良好的扩展性与兼容性，适用于新能源发电、电网调频、削峰填谷等场景，同时满足严格的安全与性能标准，为项目提供了可靠的技术保障。