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以下为发言实录:
中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司主任工程师秦华:各位同仁下午好,我来自中国能建江苏电力设计院有限公司,主要介绍我们做过的一个工程,分享设计方面的经验。
江苏院现在是隶属于中国能源建设集团,储能业务也是江苏院在转型过程中研判标准和发力的又一热点。包括我们院总包的一些像中电科技的一些储能项目,也于前几年正式投运。
介绍的内容分为几部分:
第一,储能在电力系统中的定位。
第二,镇江东部电网储能电站技术方案。
第三,工程的数据情况。
第四,相关建议。
一、储能在电力系统中的定位。
大家都知道,储能现在在发电侧、输配电站和用户侧应用非常广泛,发电侧主要是解决可再生能源接入电网以后对稳定性造成的影响,输电和配电侧主要由于传统的扩容方式受限于一些资源的限制,资源的限制与负荷的不断增长之间有些矛盾,所以引入储能能有效的缓解这些矛盾。用户侧储能的引入可以提高用户侧分布式储能的接纳能力,保证供电可靠性。
二、示范工程的技术方案。
项目背景,镇江有一个比较老一点的电场,谏壁电场, 2018年夏季用电高峰存在着缺口,镇江东部的电网主要是大纲、镇江的扬中这些地区供电非常紧迫,为了缓解镇江地区2018年迎峰度假的压力,在这个背景下建设一些储能电站。
这张图介绍一下运营策略,这个片区里面在2018年最高日负荷超过电网的供电能力,第一9点40到11点30,持续时间2小时,最大电力缺口22万千瓦,电量19.8万千瓦时。第二个时段下午1点半到三个半,持续时间2小时,最大电力缺口10.8万千瓦,电量缺口3.6万千瓦时,第三个阶段晚上8点半到10点半,持续时间2小时,电量缺口14.8万,运营策略主要包括这三个方面,第一个3点到6点,持续时间4小时,第二个时段12:-13:00持续时间1小时,第三个时段,18:00-19:00,持续时间一小时,满足晚高峰时期的需求。
建设规模,8个站,右边这张图显示8个站的地址,33亩的变电站,4个110的变电站和210的,右边是工程名称和建设规模,总共加起来101兆瓦,202兆瓦是8个站,主要参与电网的调峰调频调压,全部接入到统一部署建设的网源荷储储能。主要有储能电池、电池的管理系统(BMS)、储能变流器、监控系统、升压变压器、SVG,基本功能大家比较了解,就不介绍了。
设备情况:电池采用磷酸铁锂电池组,生产厂商主要是宁德时代、中天科技、合肥国轩、力信能源,安全可靠性高、能力密度高、充放电速率快、使用寿命长,多个电池串并联形成一个电池模块,多个模块串联形成电池簇,多个簇并联形成电池堆,2个电池堆安装一个舱。
工程的特点:一二次设备高度集成,采用标准预制舱体布置形式,实现设计方案模块化,设备基础通用化、施工建设标准化、缩短了建设周期、节约建设成本,跟现在变电站的建设模式是一样的,采用预制舱体的布置形式。
智能总控舱、电池舱、PCS升压舱、汇流舱、SVG舱、仓体数量多,电池仓与PCS升压舱一一对应,前者有空调,后者有通风,下面是舱体在现场的布置。
电气设计,优化主接线,将进线柜与PCS舱一一对应的型式优化为一拖四,一拖三,多台PCS升压变预制舱,右边是接线图。
SVG:与储能系统配合,提高储能站无功调节能力,以IGBT为核心,快速连续提供融性或感性无功。优点:平衡三相电压、降低损耗,右边是接线原理图。
监控系统:监控系统是核心部件,实现对储能站中储能系统升压变压器、SVG等进行信息采集、处理、实施监控、有自动控制、无功电压控制、与调度通信和运行管理,包括支持远方和就地模式。右边是二次的原理图。
分层架构:监控系统主要采用分层的架构,有站控层(监控主机、数据服务器、通风网关机),间隔层(就地监控装置、测控装置等等)
源网荷总体策略:按层级切负荷,每个子站分为6个层级,结合不同故障,故障模式有一定的对应关系,有一定的策略在里面。比如说像省外直流故障、晋苏直流故障东营不同优先级切负荷。
储能策略:执行:储能系统直接按最大能力满放。这是上端的策略和中端执行的策略。
前面同事也讲了AGC、AVC的控制模式。AGC控制模式:调度AGC模块根据ACE五模块计算储能站充放电功能(详见PPT)。
三、工程的参数。
这是一个工程的地址,每套2MWh的储能,日常是8个电池簇构成,每个电池簇由40个电池插箱和1个高压箱组成,每个电池插箱由两个6并3串的标准模块构成,两个电池簇为6并240串,储能预制舱每4个电池簇并联接入一台500kwPCS。
主机线两个方案:第一单元接先,还有集电环节接线,进行了优化。
这是电气专业的平面布置,入口主要是在站区西侧围墙,围墙采用实体砖,四周增设隔音设施,总平面布置方案中,所有集装箱呈整列式整齐排列在道路周边,整体布置紧凑合理,功能分区清晰明确,站区内道路设置合理流畅。
四、建议。
针对电网侧储能电站工程特点按照标准化设计、工厂化加工、装配式建设的标准配送式建设模块,形成标准化、模块化、智能化的电网侧储能电站设计方案。
建议:建立火灾综合预警系统,把储能电站里面的烟感、温感、红外摄象头、电池内部温度控制单元整合一下,在线监测和其他设备的关键指标。
优化站用电设计,站用电负荷过大增加投资,降低电站供电负荷,影响设备运行工况。储能电站站用电负荷主要为空调,空调布置和风道设计不合理可能导致电池仓的运行工况恶化并降低PCS的出力,建议优化站用电的设计。
还有一些难点和工作重点:
1、电网侧储能规划技术工作。
2、锂电池消防方案。
3、电化学储能电站布置方案。
4、大容量储能电芯研制。
5、电池插箱设计。
6、电池舱体设计。
7、BMS、PCS、监控系统通用规约标准化。
8、监控系统功能升级。
(以上内容为北极星储能网根据速记内容整理,未经嘉宾审核)
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