一、概述
1、储能的定义
能量的储存被称为储能，指一种形式的能量以同种形式或另外一种形式存储在一定的介质里面，等到需要的时候就释放出来。电化学储能又称电池储能，是指使用化学方法来储存电能，并在需要时释放出来。
2、储能的作用
我国电网额定频率为50hz，300万千瓦及以上电网容量的偏差不超过（±0.2Hz），300万千瓦以下的电网容量的偏差不超过（±0.5Hz）。系统中的不平衡功率决定了系统频率。系统中的发电功率等于负荷功率时，频率为50hz；当发电功率大于负荷功率时，频率增大，反之亦然。电气设备会因频率不合格的电能而损坏，因此必须弃用不合格的电能，严重时电力系统会因频率而崩溃。电站可以吸收电力系统中的不平衡功率，起到一个调整作用。储能电站正如水库对河流的调节作用，发大水时蓄水，枯水时放水，达到一个平衡状态。蓄电池储能电站的主要作用在电力系统的发电侧、电网侧和用户侧各不相同。电站在发电方面的功能是调节频率和峰值，平滑输出波动，减少“间歇”对电网的影响。降低弃光、弃风率；电网方面在于调频、调峰；用户方面侧在于“削峰填谷”，赚取峰谷电价差价，以降低企业用电成本。
二、项目设计
1、系统概述
该项目位于广东省广州市某工业厂区内，项目前期规划为1台集装箱建设模式。一期工程为0.5MW/2MWh。本项目为一个工业园区用户所投资的储能电站，
图1 储能系统主接线图
赚取峰谷之间的电价差，以降低公司的电费。当地峰值电价为1.48元/kWh、平时电价为0.6393元/kWh、谷时电价为0.183元/kWh。
图2 主控室平面布置图
2、项目经济概况：
1）配置0.4kV并网柜1套，储能用h磷酸铁锂电池；
2）固定资产投资530万元；
3）建设周期80天；
4）项目建成后，将形成年储电量72万度的储能能力；
5）项目投产后，销售186万元，利润63万元。
3、系统主要设备清单：
4、总体设计原则
本储能系统总体设计原则如下：
1）本系统采用单独集装箱的设计及存放形式。
2）整体装配，集装箱内部配置温控排风系统和消防系统。
3）系统最大化设计原则：电池选用磷酸铁锂电池（项目暂定为磷酸铁锂电池）。
4）系统电气元器件及关键设备需兼容高原地区及海边盐雾等地区条件使用，电气间隙和爬电距离均可满足高原应用，考虑设备降额和冗余设计。
5）AC柜和DC柜均考虑兼容性和通用性设计并带智能显示及数据采集功能。
6）本项目设计为充放电最大化原则，所以该项目充放电DOD为100%。
7）本项目建设完成之后为无人值守模式，系统本身具体手动和自动两个工作模式。
8）本项目具备后台显示和监控功能，可实现后台开关机等指令。
9）本项目最终需要接入电网工作，所以整个项目的设计必须遵守储能系统接入低压配电网的设计要求。
5、后台监控系统设计方案
储能控制系统设计方案
系统采用控制网和监视网两网分离设计方案：
电池组的所有BMS和PC系统均接入监控网络，由储能子系统控制器访问信息，并转发给储能电站的SCADA系统。储能子系统控制器对电站SCADA系统通信支持IEC103、IEC104常规与智能变电站通用通信规约。
储能中央控制器与每套储能子系统控制器间利用快速控制网通道完成数据、控制指令的传输同步。
位于储能控制系统最上层的储能中央控制器利用自身监视网接口接入电站SCADA系统网内，以接收远动装置与站内监控的对电站内所有储能子系统控制指令，同时为运维人员在线管理储能系统的控制参数提供人机接口。
6、集装箱设计方案
集装箱设计
结构主要技术规格
储能舱体由40英尺高柜改制而成。箱体内主要有电池簇、隔热系统、火灾报警系统、消防系统、安全保障系统、视频监控系统、应急照明系统、防雷系统、接地系统、安全逃生系统、动环系统、自供电系统、空调系统等。
a、主要技术参数
●外形尺寸：12000mm*2500mm*2900mm（长×宽×高）。
●底部大梁采用槽钢，箱体为2.5mm波纹板，顶板为2mm波纹板。
●地面装修用架空35mm全钢承重式防静电地板，安装后总高100mm。
●保温系统采用集装箱机房专用板（保温材料：双层镀锌岩棉板+进口pcv覆膜）。
●安全门尺寸技术参数：2100mm*800mm，密闭防火保温安全逃生门。
●集装箱外包装：裸装.
集装箱本体加工
a、集装箱必须符合与出口运输有关的要求，所有材料和附件都必须经过认证和检查。
b、集装箱尺寸要求：40英尺的标准高箱（12192mm*2438mm*2896mm），整体为框架结构，底部为t5mm钢板，侧板采用高强集装箱专用板，波高36mm；顶板采用拉伸增强顶板；顶侧板均需做隐形加强，即在凹浪里架C型钢支撑，间距1米。
c、油漆采用 “富锌环氧底漆30+环氧中间漆40+聚氨酯面漆50；总干膜厚度≥120μm；
d、载重要求（箱内设备约40T），箱体内部安装设备（空调、配电柜、消防柜及电池柜）部分做承重架，保证不变形。
e、箱体一端为双开门，另一端为双开门中嵌套逃生门（密闭保温防火逃生门）。
f、箱体表面要求：除锈除油处理，局部打磨，整体喷砂打磨，喷漆处理，底漆、中间漆、面漆，底部刷环氧富锌底漆，箱体内部PVC颜色及花纹（珍珠白），箱体外表面颜色依据需方提供的色板喷涂。喷涂客户标识图案。底部：沥青防腐。
装修部分要求
a、箱体内部：箱体顶面和侧面5面做保温处理，侧面墙壁用彩钢板热覆阻燃PVC膜装饰，保证内壁光滑平整，内板50mm厚进口PVC贴膜岩棉板，两壁板为0.7mm镀锌高强板，中间为50mm高熔点无烟高密岩棉。
b、箱体内部地面用防静电地板装饰，采用承重式全钢防静电地板，外部参数：600*600*35mm，表面永久性PVC贴膜。
c、强弱电均采用顶部暗线，角部采用暗盒穿线，便于后期维护，所有线路单独分开，接线必须采用接线端子（按电气布线图施工）。
1）照明线：1.5mm2 BVR铜芯线，加套白色阻燃PVC管；
2）空调两路：4mm2BVR铜芯线，加套白色阻燃PVC管；
3）监控网线采用8芯双绞网线，加套白色阻燃PVC管；
4）消防采用1.5mm2双绞线，加套防火镀锌管，集装箱上加泄压阀（由消防厂家提供）。
d、整箱内部整体做等电位接地，所有设备在安装完成后，全部接到等电位接地盒上，之后通过引线接触集装箱接地（接地使用铜排焊接成环形接地网汇入大地，铜排截面积不小于50 mm2）。
e、内部照明系统采用嵌入式LED照明，正常照明满足箱内平均照度大于500Lx；应急照明系统采用工程消防LED照明，应急照明大于100Lx。
f、烟感、温感、摄像头、温湿度传感器安装在相应位置，按图纸要求。
g、门焊接处不得有变形等相关缺陷存在。
h、防火门把手按客户指定的型号或推荐的型号。
i、紧急按钮安装孔的详细结构需由双方共同确认。
j、岩棉板保护膜装修好后勿撕掉。
k、风道按客户提供的图纸进行加工和安装。
l、防火门须按消防要求增加防火条。
m、照明系统
照明系统使用防爆灯，可以设计成与门禁联动的系统，当打开门时，照明灯自动亮，门关闭时，照明灯自动断灭。
n、空调系统
储能舱体装有工业空调。空调系统本身要具有除湿功能，多余的水蒸气以凝结水的形式凝结，凝结在蒸发器的散热片上，即“凝结水”，室内机安装时应注意。总有一根软管，起到将室内机集水板中的水排到室外的作用。当制冷方式达到我们设定的温度，温度相对平衡时，容器内的空气湿度也会下降到相应的值。我们均匀分布的室内机可以在很短的时间内将容器内的空气湿度降低到40%以下，不会影响电池的工作。
集装箱关上门以后，正常情况下是和外界没有空气对流的，外部的空气湿度是多少不会对集装箱内的空气湿度造成影响。外部空气湿度会影响空调的制冷能力，这个我们会在空调选型及配置时做冗余设计，保证集装箱内电池的散热需要。
7、接地系统
蓄能电站采用了由垂直和水平地面体组成的人工综合网。设备外壳和框架通过地面引线可靠地连接到主地面网络。参考区域附近其它工程的地勘资料，本工程站址处地下水和土对混凝土和混凝土中的钢 筋具有微腐蚀性，故本工程地网拟采用的方案为：沿电站厂房外围敷设 -50x5 扁钢接地体，外围闭合，并在四角和长边的中部各设 1 根 20m 深垂直接地极，采用 50x50x5 角钢。
论文作者:蓝伟科
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/8/27
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