储能项目设计思路及案例分析

储能系统简介 设计规范 设计内容分析 储能的应用 削峰填谷平滑负荷 PCS可以在谷期充电，在负荷高峰期放电。1、降低客户的峰期电费，减少电网负担；2、让客户合理利用分时电价降低用电费用；3、同时可以减小专变的容量。 典型应用2：断电后备提升电能质量 储能可以使负荷减少对电网的依赖，在电网断电的时候无缝切换到离网模式，保障负载的持续稳定运行。 储能实时监测电网电压和功率波动，根据需要进行快速充放电，提供无功功率，提升供电质量。 典型应用3微电网平滑新能源 随着分布式光伏并网系统的激增，光伏发电的波动性和间歇性给电网的正常调度带来巨大挑战，很多地区开始限制光伏并网容量然而这直接导致了业主的投资回报期延长，经济效益限制下降。 用户侧光储联合应用模式 储能技术路线 微电网概念 微电网（MicroGrid）也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。 微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。 开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。 2015年7月，国家能源局发布了《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》，强调新能源微电网代表了未来能源发展趋势。2017年3月，国家发展改革委发布《国家重点节能低碳技术推广目录》，指出未来五年国内将建逾300座微电网工程。5月，国家发改委、国家能源局下发《关于新能源微电网示范项目名单的通知》，28个新能源微电网示范项目获批。7月，国家发改委、国家能源局制定《推进并网型微电网建设试行办法》。 微电网优点 就近消纳，提高能源效率 微电网内部的电来自于天然气、光伏及风电等分布式能源。在西北之类风光资源充足的地方，修建大型风电场、光伏电站，用户(工业园区、商业区、学校、医院甚至大型的地产项目)在接入小型的风机、光伏、储能、燃气轮机等电源设备时，就能使电能就近消纳，省去了在电网中传输的损耗，提高了能源的使用效率。 微电网优点 单点连接，减少对大电网冲击 微电网与电网系统之间电能交流，是通过微电网与电网系统的公共连接点连接，避免了多个分布式电源与电网系统直接连接。微电网主要用于区域内部的供电，不向外输送或输送很小的功率，对电网系统的影响可以忽略不计。 微电网优点 提高供电可靠性，解决电能需求 微电网采用先进的控制方式以及大量电力电子装置，将分布式电源、储能装置、可控负荷连接在一起，使得它对于电网系统成为一个可控负荷，并且可以施行并网和独立两种运行方式，充分维护了微电网和大电网的安全稳定运行。 微电网发展阻碍 •缺乏成熟的微电网体系技术标准和规范。•电力电子技术在微电网中的应用水平不高。•微电网的保护控制技术尚不成熟。•投资成本高。 储能设计规范 GB51048—2014电化学储能电站设计规范NB/T 330152014电化学储能系统接入配电网技术规定 NB/T 330142014电化学储能系统接入配电网运行控制规范Q/GDW5642010储能系统接入配电网技术规定Q/GDW6762011储能系统接入配电网测试规范Q/GDW6962011储能系统接入电网运行控制规范Q/GDW6972011储能系统接入配电网监控系统功能规范GB/T 335922017分布式电源并网运行控制规范GB/T 339822017分布式电源并网继电保护技术规范GB/T 349322017分布式光伏发电系统远程监控技术规范GB/T 335932017分布式电源并网技术要求NB/T 330112014分布式电源接入电网测试技术规范、NB/T 330102014分布式电源接入电网运行控制规范、NB/T 330132014分布式电源孤岛运行控制规范、NB/T 330122014分布式电源接入电网监控系统功能规范 储能设计规范 储能设计规范 范》GB51048-2014，自2015年8月《电化学储能电站设计规1日起实施。 主要技术内容包括:总则、术语、站址选择、站区规划和总布置、储能系统、电气一次、系统及电气二次、土建、采暖通风与空气调节、给水和排水、消防、环境保护和水土保持、劳动安全和职业卫生等。本规范适用于新建、扩建或改建的功率为500kW且容量为500kW·h及以 上的电化学储能电站的设计，不适用于移动式电化学储能电站的设计。其中，第4．0．3、11．1．3、11．2．4、11．4．2条为强制性条文， 必须严格执行。 4．0．3电化学储能电站内建、构筑物及设备的防火间距不应小于表4．0．3的规定。 注： 1建、构筑物防火间距应按相邻两建筑物外墙的最近距离计算，如外墙有凸出的燃烧构件时，则应从其凸出部分外缘算起。2相邻两座建筑两面的外墙为非燃烧体且无门窗洞口、无外露的燃烧屋檐，其防火间距可按本表减少25％。3相邻两座建筑较高一面的外墙如为防火墙、且两座建筑物门窗之间的净距不小于5m时，其防火间距不限，但甲类建筑之间不应小于4m。4其他建、构筑物及屋外配电装置的防火间距应符合现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229中变电站的有关规定。5本表中“—”表示不限制，该间距可根据工艺布置需要确定。 11．1．3站内各建、构筑物和设备的火灾危险分类及其最低耐火等级应符合表11．1．3的规定。 注：1当不同性质的部分布置在一幢建筑物或联合建筑 物内时，则其建筑物的火灾危险性分类及其耐火等级除另有防火隔离措施外。应按火灾危险性类别高者选用。 2当主控通信楼未采取防止电缆着火后延燃的措施时，火灾危险性应为丙类。 11．2．4电站消防给水量应按火灾时最大一次室内和室外消防用水量之和计算。消防水池有效容量应满足最大一次用水量火灾时由消防水池供水部分的容量。 11．4．2电站内主要建、构筑物和设备火灾报警系统应符合下表规定。 其它重要条文规范： 一、电化学储能电站按照容量规模可分为小型、中型和大型，并应按下列标准划分： 1功率为1MW或容量为1MW·h以下为小型电化学储能电站。 2功率为30MW且容量为30MW·h及以上为大型电化学储能电站。3介于小型和大型间的电站为中型电化学储能电站。 二、储能单元应根据电化学储能类型、电站容量、接入电压等级、应用需求、功率变换系统性能、电池的特性和要求及设备短路电流耐受能力进行设计。 三、功率变换系统PCS交流侧电压宜从表5．3．1的标准值中选取。 四、功率变换系统的功能应符合下列要求：1应采集功率变换系统交、直流侧电压、电流等模拟量和装置正常运行、告 警故障等开关量信息。 2应接收电池管理系统上送的电池电压、温度、计算电量等模拟量和故障告警等开关量保护、联合控制所需信息。3应完成装置运行状态的切换及控制逻辑，且应包括功率变换系统的启停、 控制方式的切换、运行状态的转换。 4应具备保护功能，确保各种故障情况下的系统和设备安全。 电气部分 五、并网部分要求，电站接入电网的电压等级应根据电站容量及电网的具体情况确定。大、中型电化学储能电站宜采用10kV或更高电压等级。 六、与电力系统联络线较短，继电保护整定困难的小型电化学储能电站及大、中型电化学储能电站宜配置光纤差动保护，以便快速切除故障，保证电力系统及储能设备的安全。对于接入380V系统及保护整定容易的小型电化学储能电站，可根据接入系统方式及控制要求配置继电保护设备。 七、站用电源配置应根据电站的定位、重要性、可靠性要求等条件确定。大型电化学储能电站， 宜采用双回路供电；中、小型电化学储能电站可采用单回路供电。采用双回路供电时，宜互为备用。 八、站用直流系统及交流不间断电源系统1电站应设置站用直流系统，宜与通信电源整合为一体化电源。电站系统 通信应满足监控、保护、管理、通话等业务对通道及通信速率的要求，并应预留与上级监控系统通信接口。 2电站直流系统设计，应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL／T5044的规定。3站用交流事故停电时间应按不小于2．0h计算。 4大、中型电化学储能电站直流系统宜采用2组蓄电池，接线宜采用二段 单母线接线，二段直流母线之间宜设联络电器，蓄电池组应分别接于不同母线段。小型电化学储能电站站用直流系统宜采 用1组蓄电池，接线可采用单母分段或单母线接线。 5电站宜设置交流不间断电源系统，并应满足计算机监控系统、消防等重要负荷供电的要求。 交流不间断电源宜采用站用直流系统供电。 九、电力系统无功按照分层分区就地平衡的原则设计。电站无功补偿配置首先应满足站内无功需求。当电力系统对电站的无功能力有特殊要求时，站内无功补偿能力应满足此要求。 十、调度自动化1电站调度自动化的设计，应符合现行行业标准《电力系统调度自动化设计技 术规程》DL／T5003的规定。2电站可配置电能质量监测装置，监测点宜选择在电化学储能电站接入电力系统的并网点。3电站的关口计量点应设置于两个供电设施产权分界点或合同协议规定的贸易结算点。4电站电能量计量系统的设计，应符合现行行业标准《电能量计量系统设计技术规程》DL／T5202的规定。5电能计量装置宜具备电能计量信息远传功能。6采用网络方式上送信息的电化学储能电站二次系统安全防护设计，应符合电力二次系统安全防护要求。 十一、计算机监控系统 1电站应配置计算机监控系统。2监控系统应能实现对电站监视、测量、控制，宜具备遥测、遥信、遥调、遥控等远动功能。 3监控系统宜能够实现多个储能单元的协调控制并根据其功能定位实现削峰填谷、系统调频、无功支撑、电能质量治理、新能源功率平滑输出等控制策略。4监控系统可由站控层、间隔层和网络设备等构成，并应采用分层、分布、开放式网络系统 实 现连接。 5监控系统站控层和间隔层设备宜分别按远景规模和实际建设规模配置。6监控系统通信网络宜采用以太网连接，并应具备与其他系统进行数据交换的接口。 7大、中型电化学储能电站宜采用双机双网冗余配置；小型电化学储能电站监控系统宜采用 单 机单网配置。8大、中型电化学储能电站的电池管理系统和功率变换系统宜单独组网，并应以储能单元为 单 位接入站控层网络。9监控系统与电池管理系统、功率变换系统通信应快速、可靠，通信规约可采用IEC61850、 ModbusTCP／IP等。10监控系统宜设置时钟同步系统，同步脉冲输出接口及数字接口应满足系统配置要求。 储能技术设计工作周期： 备案：项目建设方执行 接入申请：资料完成后2个工作日 现场踏勘：接入申请完成后1周内 接入方案制定：设计院方案编写、经研所预审、设计院方案修订、开评审会预估68周 接入批复：3个工作日 设计图纸及图审：设计院施工图纸设计及图纸评审预估23周 储能方案/可研： 储能方案/可研： 储能方案/可研： 可研 储能方案： 《电化学储能电站设计规范》GB51048-2014，自2015年8月1日起实施。 主要技术内容包括:总则、术语、站址选择、站区规划和总布置、储能系统、电气一次、系统及电气二次、土建、采暖通风与空气调节、给水和排水、消防、环境保护和水土保持、劳动安全和职业卫生等。本规范适用于新建、扩建或改建的功率为500kW且容量为500kW·h及以上的电化学储能电站的设计，不适用 于移动式电化学储能电站的设计。其中，第4．0．3、11．1．3、11．2．4、11．4．2条为强制性条文，必须严格执行。 安全分析 储能电站内：按照目前国家标准，属于火灾危险性较低的项目——标准已不适用 为什么起火？——与电池有关商业项目解决措施：1、选择安全性能高的磷酸铁锂电池，而不用三元锂电池； 2、选择知名企业、通过认证且安全性能高的电池产品，并从源头上保证电池质量；3、规范化设计建设且引用国内外相关标准（国内标准缺失），规范化运营操作（大多储能电站