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大型电化学储能电站设计的10条准则及实施细则

作者:中国储能网新闻中心 来源:储能领跑者联盟 发布时间:2021-10-21 浏览:

百MW级、GW级电化学储能电站在电源侧、电网侧相继投运,为可再生能源基地的电力品质改性、特高压线路的远距离输送以及电力紧急响应提供了有力保障,随着储能万亿市场的逐步释放,必将引发我国电力供应体系一场划时代的革命。

储能5大类17项经典功能,衍生出了种类繁多的金融产品,逐步还原其商品属性,不同的应用场景、不同的功能定位、不同的投资主体、不同的运营模式,对其设计提出了新的挑战。

为此,对电化学储能电站的设计准则及细则进行梳理就显得尤为必要了,笔者结合青海海西州鲁能多能互补示范工程、江苏电网百MW级电网侧储能电站、辽宁风储电站以及近期大力推进的安徽、内蒙等地的风储大型工程,提出相关建议如下:

1、10条基本准则

(1)设计理念标准化

采用标准化设计思路,对电化学储能电站按照功能区域划分基本模块,各基本模块统一技术标准、设计图纸,实现模块、设备通用互换,减少备品备件种类。

(2)设计方案通用化

通用设计方案覆盖各种类型储能电站,满足绝大多数储能电站工程建设需要,最大限度实现统一。

(3)标准规范一体化

电化学储能电站主要的国标5项,企标5项。其中,通用技术条件、设计规范、技术导则、接入电网技术规定、接入电网测试规范,应一体化通盘考虑。

(4)核心装备模块化

实施模块工业化/应用工业化理念,实施模块化建设,大幅提高工程建设效率。户外设备采用预制舱式组合设备,最大限度实现工厂内规模生产、集成调试、标准配送。

(5)现场施工机械化

减少现场“湿作业”,减少现场安装、接线、调试工作,提高工程建设安全、质量、效率。

(6)安全可靠

采用三级防护系统,最大程度保证储能电站安全性。一级防护:BMS、EMS 系统实时监控电池状态和储能电站系统状态,对发生故障部分进行及时故障退出。二级防护:合理设计防火分区。三级防护:电池舱内设置灭火装置,电池舱外设置水消防系统,共同作为储能电站灭火的最后一道防线。

(7)防火防爆

分别设置大、中、小三层防火单元:电池舱背靠背布置的两个电池舱单元,作为防火小单元;升压变和 PCS 同建筑布置,作为防火中单元;防火中单元间靠道路距离划分形成防火大单元。小型储能电站,PCS如需与电池共用预制舱,应与电池舱空间进行隔离,大型储能电站,PCS不宜与电池共用预制舱,可与升压变、EMS 等共用预制舱。

(8)节约用地

电池舱背靠背、中间夹防火墙的布置方式,可以有效减少防火间距;选用大容量 PCS,且 PCS 两两并联至一台升压变,减少场地内变压器数量;升压变和 PCS 在空间内成排对称布置,有效减少占地面积。

(9)节省能耗

小容量储能电站采用一级升压系统,减小多级升压的电能损耗;站用变集中设置在母线上,实现共享备用变功能;PCS、升压变容量合理匹配,减少容量冗余;储能电站内均采用低损耗设备,如 PCS、升压变、站用变等。

(10)运维方便

电池舱通道宽度预留 1m 以上,保证运维空间;二次配置就地监控系统,可实现对电池、PCS 等设备的灵活监控和数据读取;半户内布置方案中,屋内均设置休息室,可供检修运维人员值班休息;PCS、主变均布置于户内,可保证运维检修不受天气影响;升压变低压侧设置环网柜,提升运维安全性。

2、10条实施细则

(1)电化学储能电站的容量配置、选点布局等优化规划问题,应通过专业软件进行计算,须综合考虑当地电网的网架结构、风电、光伏的出力特性,电池的自身的健康状态、充放电性能等基本参数。

(2)电化学储能电站的功能应该多元,确保电站的多方位收益,应统筹考虑,平移波动、跟踪计划出力、削峰填谷、辅助服务、黑启动、虚拟同步机等基本功能。

(3)电化学储能电站的海量信息应及时、准确收集、存储,通过大数据、云存储、区块链等技术,支持基于大数据挖掘的电池在线评估与预警系统,为电站的远程安全稳定运行,智能运维提供有力保障。

(4)电池应选一线品牌,首选磷酸铁锂电池,单体容量不低于100Ah金属壳电池,模组采用模块化设计。

(5)储能变流器宜采用高电压大功率的三电平变流器(1000V~1500V,MW级以上),效率相比二电平高1.5%,体积小,共模电压低,噪音小,变流器具备多台并联功能,提高效率,节约电站建设成本。升压变可采用箱式变压器,节约成本。

(6)监控系统接入容量及数据存储容量支持扩展,可满足超百万点大型储能电站及集控系统应用,电站支持多规约:支持MODBUS、104及61850等多种规约接入。

(7)储能电站宜具备虚拟同步发电机和快速功率控制功能,新能源电站具备惯性、惯量、自主调频调压功能,使储能电站具有常规火电厂同样外特性。

(8)配置高安全特性、完备控制策略的多级防护体系,并具备实际工程经验。

(9)系统集成商应具有超单站50MWH系统集成能力,完善的运维服务人员,能够快速响应售后服务,可以快速实施、高效运行、安全可靠、节约成本。

(10)移动式储能系统宜采用预装式、方舱式结构,整体结构要具备成熟设计、热仿真、测试能力,具备100MWH以上工程经验。

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关键字:储能电站

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