50KW储能系统技术方案_15页_1mb
报告摘要
50KW储能系统技术方案总结
核心内容概述
本技术方案介绍了50KW储能系统的设计与运行，旨在实现市电与储能系统的无缝切换，保障负载持续供电，并通过储能技术实现电费节省、系统稳定运行和参与需求响应等多重效益。系统采用磷酸铁锂电池作为储能介质，配合储能变流器（PCS）、智能切换柜、隔离变压器和监控系统，形成完整的储能解决方案。
主要观点与关键信息
系统简介
- 系统采用储能与市电联合供电模式。
- 在市电正常时，由市电供电，同时通过储能变流器对电池充电。
- 在市电断电时，系统切换为离网运行，由电池供电。
- 负载容量为50KW。
系统设计
2.1 系统一次图
- 系统包含电池组、电气汇流柜、储能变流器（PCS）、隔离变压器和智能切换柜。
- 系统结构清晰，具备并网与离网运行模式切换功能。
2.2 电池选型与串并联设计
- 电池类型：磷酸铁锂电池，单体参数为3.2V/100Ah。
- 电池子系统：采用195节单体电池串联，形成624V/100Ah的电池子系统。
- 系统容量：62.4kWh（略低于设计需求62.5kWh）。
- 电池系统配置：1套电池子系统及BMS，通过汇流柜接入PCS。
2.3 电池管理系统（BMS）
- 主要功能：
- 实时监测电池组串电压、电流、温度、漏电等参数。
- 提供报警、保护、自诊断、均衡、参数设定、运行状态显示等功能。
- 支持本地和远程参数修改，并具备通信规约和命令字格式。
- 可记录超过10000条事件及至少30天的历史数据。
- 支持电池组串的接入/退出运行功能。
- 可配合PCS进行容量和SOC标定。
2.4 电气汇流柜选型
- 选用1面电气汇流柜，用于2组电池的直流汇流接入。
- 直流输出汇流至汇流柜，再连接至PCS直流侧。
2.5 储能变流器（PCS）选型
- 型号：PWS1-50K
- 技术参数：
- 直流电压范围：500~800V
- 直流最大电流：110A
- 最大直流功率：55kW
- 交流额定功率：50kW
- 额定电网电压：380V/400V
- 电网电压范围：±15%
- 电网频率范围：50/60Hz ± 2.5Hz
- 冷却方式：强制风冷
- 尺寸：1200mm800mm2160mm
- 重量：450KG
- 通讯方式：网口、RS485、CAN
2.6 隔离变压器选型
- 型号：集成在PCS柜体内。
- 技术参数：
- 额定电压：0.4kV
- 额定容量：50kVA
- 过载能力：1.35In
- 连接组别：YnD11
- 绕组变比：400V/290V
2.7 智能切换柜选型
- 型号：PW-STS-100K-M
- 技术参数：
- 额定输出功率：100kW
- 额定电网电压：380V/400V
- 输入/输出电压范围：±15%
- 额定频率：50Hz/60Hz ± 4.5Hz
- 并离网切换时间：0/80ms
- 整机最高效率：99.5%
- 冷却方式：强制风冷
- 安装方式：模块式
- 噪音：70dB
- 通讯接口：RS485、CAN
2.8 监控系统方案
- 监控系统包括就地监测系统、PCS监控和BMS监控三部分。
- 就地监测系统负责采集电池和变流器的遥信、遥测数据，并下发控制指令。
- 通讯方式为工业以太网，实现与上层监控系统的数据交换和指令传递。
系统运行说明
3.1 市电正常时
- 系统处于并网运行模式。
- 并离网控制柜检测市电电压和频率，正常时闭合并离网开关。
- PCS设定为充电状态，电池保持浮充。
3.2 市电故障时
- 系统切换为离网运行模式。
- 控制器断开并离网开关，发出离网信号给PCS。
- PCS检测端口失电后，先关机再启动，按离网模式运行。
- 若检测端口电压状态，切换时间约为380ms；否则约为80ms。
- 切换过程中负载会短暂掉电，离网运行时PCS输出功率由负载决定。
3.3 市电恢复时
- 控制器检测市电恢复，发出同期信息给PCS。
- 当电压、频率和相位一致时，闭合并离网开关，PCS转为并网模式。
- 由于通讯延迟，PCS在切换过程中会承受短暂冲击，之后恢复为充电状态，确保负载供电不间断。
系统集中监控
- 配置1套微电网自动化监控软件及相应硬件设备（服务器、工作站、交换机等）。
- 实现对光伏发电系统、储能系统、微电网智能变配电系统的集中监控与管理。
- 通过智能通讯技术整合所有电源、储能和负荷信息，提升运营效率和自动化管理水平。
配置清单
| 产品名称 | 规格 | 数量 | 价格（万元） |
|---|---|---|---|
| 储能变流器 | 50kW | 1个 | 3.5 |
| 智能切换柜 | 100kW | 1个 | 2 |
| 铅碳电池 | 2V/300AH | 256个 | 16 |
| 电池柜（含电池架） | - | 1个 | - |
| 隔离变压器 | 50kVA | 1个 | - |
| 能源系统监控（选配） | - | 1套 | 2 |
| 其他附件 | - | - | - |
| 安装费用 | - | - | 5 |
| 合计 | - | - | 28.5 |
注：电池可根据实际需求选择厂家型号和参数。
效益分析
7.1 节省电费效益
- 储能系统容量：约150kWh
- 峰时段用电量：约409kWh/天
- 储能充放电电量：约300kWh/天，占峰时段用电量的73%
- 峰谷价差：0.6678元/kWh
- 峰平价差：0.3826元/kWh
- 年节省电费：约5.75万元
- 投资回收期：约4.95年
7.2 保障系统不断电运行效益
- 在市电断电时，系统可无缝切换至储能电源，保障办公设备持续运行。
- 防止数据丢失，提升系统稳定性。
7.3 参与需求响应效益
- 在迎峰度夏等时段参与需求侧响应，可永久降低负荷50kW。
- 根据政策享受每千瓦550元的政府补贴，总补贴金额为27500元。
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