铅酸电池储能系统方案设计有集装箱

2014年1月

目录

目录 ................................................................................................................................ 1 1 需求分析 .................................................................................................................... 1 2 集装箱方案设计 ........................................................................................................ 1 2.1 集装箱基本介绍 ..................................................................................................... 1 2.2 集装箱的接口特性 ................................................................................................. 2 2.3

2.4 3

3.1 3.2 系统拓扑图 .10 4 蓄电池管理系统10

4.1 BMS 系统整体构架10 4.2 BMS 系统主要设备介绍 ...................................................................................... 11 4.3 BMS 系统保护方式 .............................................................................................. 12 4.4 BMS 系统通信方案 .............................................................................................. 13 需求分析

集装箱式铅酸蓄电池成套设备供货范围包括铅酸蓄电池、附属设备、标准40尺集装箱、备品备件、专用工具和安装附件等。

每个标准40尺集装箱含管式胶体（DOD80 1200次以上）或富液式（DOD80 1400次以上）免维护铅酸蓄电池、电池架及附件、电池管理系统（含外电路）、电池直流汇流设备、设备间的连接电缆及电缆附件（包括铜鼻、螺栓、螺母、弹垫、平垫等）、动力及控制信号接口等。

根据标书要求，综合铅酸电池特性，对于储能系统进行如下设计：

每3个标准40尺集装箱承载2MWh ，每个集装箱由336只2V1000Ah 管式胶体铅酸电池串联而成，电压672V ，电池串容量672kWh 。每3个集装箱并联到一台500kWh 储能双向变流器。三个电池堆的总容量可达2MWh ，故本方案中三个集装箱为一单元，每个单元配置一套BMS 电池管理系统,可监控每颗单体电池工作情况。集装箱中另含烟感探头、消防灭火器、加热器、摄像头、温湿度监测等设备，以保证铅酸电池安全稳定的工作环境，实现远程监控。 集装箱方案设计 集装箱基本介绍

技术方案

根据项目要求，同时考虑电池堆的成组方式、集装箱内辅助系统的设计、安装以及日常巡视和检修等各方面，选用40英尺标准集装箱。外部尺寸：12192*2438*2591mm 。

本项目共需要42个40英尺标准集装箱。集装箱设计静态承重60t，最大起吊承重45t 。

集装箱的主要任务是将铅酸电池、通讯监控等设备有机的集成到1个标准的40尺集装箱单元中，该标准单元拥有自己独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、电气联锁系统、机械连锁系统、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。

铅酸电池安装在电池支架上，支架采用螺栓固定的方式安装在箱底。BMS柜及空调采用

落地安装。动环监控柜采用壁挂式安装，内部整合了智能控制单元。动力配电箱采用壁挂式安装方式。

集装箱内动力供电线及环境设备监控电线采用内走线的方式，表面无走线槽及走线管；蓄电池动力输出和BMS监控及接口线采用线槽式走线，方便维护。

集装箱外形图如下所示。

方安案1：采用侧维护门型式

方案二：采用一侧维护门型式

集装箱储能项目外型图

集装箱的接口特性

集装箱机械接口特性

集装箱可满足满载情况下整体起吊的要求。集装箱整体采用螺栓安装固定方式，方便移动。螺栓固定点与整个集装箱的非功能性导电导体（集装箱金属外壳等）可靠联通，同时，以铜排的形式向用户提供2个符合电力标准要求的接地点。集装箱的防护等级为IP54。

固定方式如下图所示。

集装箱电气接口特性

集装箱内部自身设备采用双重供电模式。一种为交流供电模式，接口为380V交流；另一种为直流独立供电模式，为集装箱环境支持设备和通讯监控设备提供可靠的电力保障。正常情况下箱体电源供应取自外部的交流电源，当外部电源供应发生故障时，自动切换至直流独立供电模式，从铅酸电池获取动力电源。

储能系统提供电压为672V（胶体铅酸蓄电池，2V1000AH，336只串联）的正负极直流电力输入输出接口。

箱内BMS采用RS485接口或CAN接口同外部PCS进行通信，采用以太网接口或485接口同后台监控进行通信，提供蓄电池状态信息、报警信息、集装箱环境监测信息，并具备“四遥”功能。

动力及监控通信电缆的进出线方式均为下进下出。动力线及监控线分开走线。动力线采用2根1*300mm2的RVV22的线缆；RS485与以太网使用线缆为标准的带屏蔽层的双绞线。

集装箱通讯接口特性

集装箱采用统一的对外通信接口，包含两个RS485（ModbusRTU）接口和2个工业以太网接口，以及一个CAN接口。通信接口的型式、性能和技术指标如下：

1）RS485：接口采用标准RS485电气规范接口。规约采用ModbusRTU 模式；物理层通讯口采用RS485，采用屏蔽双绞线做通讯介质；通讯口链路波特率可选用2400、4800、9600和19200，缺省选用9600；链路传输模式为1主多从半双工。BMS做主机，PCS做从机。

2）以太网：接口采用RJ-45端口，10/100Base-T。通信规约文本采用标准MODBUSTCP/IP 协议；BMS为服务器，SCADA监控后台为客户端，服务端口号为502；BMS启动后需要在502建立服务侦听，监控后台根据需要BMS建立连接或断开连接。

3）CAN：预留CAN接口，采用带屏蔽层的双绞线，可同PCS及后台监控系统通信。

系统详细设计方案

接地方案

集装箱提供螺栓安装固定方式。螺栓固定点可与整个集装箱的非功能性导电导体（正常情况下不带电的集装箱金属外壳等）可靠联通，同时，集装箱以铜排的形式向用户提供2个符合最严格电力标准要求的接地点，向用户提供的接地点必须与整个集装箱的非功能性导电导

体形成可靠的等电位连接，接地点位于集装箱的对角线位置。非功能性导电导体接地点参考如下图所示。接地系统中导体的有效截面积不小于250mm2。接地电阻小于2Ω。

集装箱内部有接地铜排，BMS柜，动环监控柜等的地线接至内部接地铜排上，箱内接地

铜排通过250mm2导线接至外部铜排上，外部铜排接至接地扁钢。

接地铜排示意图如下。

接地扁钢尺寸：40*5*3000mm。

防雷系统

在电源线路上安装有智能防浪涌保护模块，并带有辅助报警开关，一旦发生雷击可通过监控平台发出对外报警信号。监控系统实时监测防雷器信号，一旦发生报警，系统自动切换到相