储能系统的电气设计|储能系统|控制器|断路器|电气设计|电池|电源|配电柜

储能系统原理

箱式储能电站即超大型电池组组成的可管理、可调度、可并网、可黑启的易运输智能化储能设备。系统主体由双向变流器（以下简称PCS）、电池管理系统（以下简称BMS）、大规模电池阵列构成。PCS根据EMS或BMS提供的电池状态、工作模式请求，稳定的对电池组充放；BMS对电池实时监控、自动均衡、自动巡检保护、功率数据请求，保证电池一直运行良好；

黑启动系统在无电时用电池能量支撑起储能电站工作，解决用户用电困难。

系统原理拓扑图

EMS：总电站能量调度系统，用于调度、监控、管理整个电站；

SCADA：电池管理系统上位机，可以远程监控储能箱状态，修改某些BMS、BMU参数。

系统子单元介绍

PCS：双向变流器，接受EMS或BMS请求，给电池充放电，具体操作及介绍参照调试步骤；

BMS：电池管理系统，对电池组监控、管理、保护、数据上传、数据请求等，具体介绍参照BMS电源管理介绍；

BMU：BMS子单元，对电池模组监控、管理、均衡，数据上报给BMS；

电池组阵列：采用单体磷酸铁锂动力电池串、并联组成，500KWH电池堆组成为：3.2V（单体电池电压）*60AH（单体电池容量）*13（一个电池模组单体电池数）*15（一簇电池组电池模组数）*14（整堆电池电池簇数）≈500KWH；

汇流柜：电池组阵列汇流处，包含电气分断、分断状态显示、绝缘保护、BMS触摸屏等；

黑启动系统：电网无电时用电池能量为整个储能电站系统提供控制电源，保证储能箱继续运转；

配电柜：储能箱控制电柜，包含BMS、BMU、空调、消防、照明、汇流柜、黑启动等电源控制；

温控系统：储能箱内部温度平衡系统，用中央空调（默认密码“1”）控制温度范围，经电池架风道、电池模组风道，对每一块电池实现温度均匀控制；

消防系统：当储能箱发生意外失火情况，箱内自动启动灭火装置，有声光报警器和消防控制器箱；

照明系统：日常照明采用双联控制，储能箱前后门处均有开关，紧急照明配有应急灯。

1、PCS储能变流器

可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

储能变流升压一体机内设备一次拓扑图

2.配电柜

配电柜把电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。

3.汇流柜

汇流柜内包括；框架断路器，UPS不间断供电，断路器，直流电源，交换机和通讯管理机，分闸按钮指示灯，显控屏幕以及进出线铜排。

3.1框架断路器

框架断路器是低压配电系统中一种重要的电气设备，它具有结构简单、体积小、重量轻、分断能力高和操作方便，额定电流大，分断能力强等优点。

3.2 UPS不间断供电

UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。

3.3直流电源

可以为BMS显控屏，通讯管理机提供所需的直流电压。

3.4通讯管理机

温湿度和空调的通讯数据，通过TCP转发传递到EMS。

3.5分合闸按钮和指示灯

手动操作，控制框架断路器分闸和合闸，并且通过指示灯判断断路器状态。

3.6显控屏幕

是一款适用于储能电池系统的堆级管理主机，对一级BMS(ESBMM)、二级BMS（ESBMM）上传的电池实时数据进行数值计算、性能分析、报警处理及记录存储，此外，可实现与储能变流器(PCS)、储能调度监控系统（EMS）、PLC等进行联动控制，根据输出功率要求及各组电池的SOC优化负荷控制策略，保证所有电池系统安全稳定地运行。