上海***廠儲能項目實施方案2021年1.項目概況 11.1項目名稱 11.2建設內(nèi)容與規(guī)模 11.3建設地點與占地面積 21.4合作方式 31.5業(yè)主收益 31.6項目進度安排 32.響應國家節(jié)能減排政策與政策支持 42.1節(jié)能減排 42.2支持性產(chǎn)業(yè)政策 42.3項目意義 5 53.1設計原則 53.2設計規(guī)范 54.項目信息概覽 74.1用電價格 74.2配電系統(tǒng) 74.3電量統(tǒng)計 85.設計方案 95.1并網(wǎng)接入 5.2電池選型 5.3電池管理系統(tǒng)(BMS) 5.4儲能變流單元(PCS) 5.5能量管理系統(tǒng)(EMS) 5.6雙向智能電表計量系統(tǒng) 5.7云平臺監(jiān)控系統(tǒng) 5.8動環(huán)系統(tǒng) 5.9運行策略 5.10室外安裝說明 6.安全性 6.1電氣安全 6.2并網(wǎng)符合性 6.3電池安全 6.4供電可靠性 7.消防安全 1上海xxx廠(以下簡稱業(yè)主方)有限公司位于xxx號。xx工業(yè)制造企業(yè)。圖1上海xx儲能項目1.1項目名稱項目名稱：上海xxx儲能項目。1.2建設內(nèi)容與規(guī)模建設內(nèi)容：站房式削峰填谷電化學儲能電站項目裝機規(guī)模：總計2500kW/9660kWh(基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)初步估測的裝機量，后期業(yè)主用電量增加后，可能適當增加裝機量)。21.3建設地點與占地面積進過現(xiàn)場踏勘與初步溝通后，安裝地點在廠區(qū)東側的地面空曠處(如圖中安裝位置所示，放置4-6個集裝箱體),占地面積約150m2,其中電池系統(tǒng)集裝箱3-5個及1個電氣系統(tǒng)集裝箱，位置如下圖所示。上海信誼藥廠有限公司配電室位置安裝位置室外安裝效果圖如下所示：廠區(qū)東側草坪儲能系統(tǒng)效果圖31.4合作方式業(yè)主方無需花費任何費用，僅提供儲能系統(tǒng)安裝場地即可，后期可享受穩(wěn)定的電費節(jié)省收益。項目由xxx公司建設投資，采用合同能源管理(EMC)方式為業(yè)主方建設該儲能電站，合作期為20年，或者采用10+10年續(xù)期方式。合作期內(nèi)儲能系統(tǒng)運行收益的10%分享給業(yè)主方。1.5業(yè)主收益電池儲能目前在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率及經(jīng)濟性等方面均取得了重大突破，在用戶側，儲能可發(fā)揮的優(yōu)勢包括并僅限于利用峰谷價差進行“削峰填谷”,可根據(jù)電力市場化發(fā)展和國家政策通過需求側響應等手段獲取額外收益。儲能系統(tǒng)總容量為2500kW/9660kWh,兩充兩放模式運行，每次放電約8123kWh,每日放電量約16246kWh,高峰電價為1.076元/kWh,業(yè)主每天可獲得收益為8123kWh×(1.076-0.31+1.076-0.648)元/kWh×10%=1940元，考慮儲能系統(tǒng)90%使用率(儲能系統(tǒng)全年穩(wěn)定運行330天計，330/365=90%),首年業(yè)主可節(jié)電收益約32萬元。1.6項目進度安排本工程各項進度安排如下表：項目進度時間安排序號時間1生產(chǎn)準備期2現(xiàn)場施工3設備運行調(diào)試42.響應國家節(jié)能減排政策與政策支持2.1節(jié)能減排為貫徹落實國務院關于的節(jié)能減排工作，提高國有企業(yè)節(jié)能減排的工作水平，通過積極推進儲能項目建設，利用儲能系統(tǒng)完成電能錯峰轉(zhuǎn)移的功能，減少了電網(wǎng)用電高峰時段的負荷，填補了用電低谷時段的電能無效利用，極大地提高了社會的整體用電效能。2.2支持性產(chǎn)業(yè)政策國家發(fā)展和改革委員會2016年頒發(fā)《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,明確提出推動儲能技術在可再生能源領域的示范應用，實現(xiàn)儲能產(chǎn)業(yè)在市場規(guī)模、應用領域和核心技術等方面的突破。國家發(fā)展改革委、財政部、科學技術部、工業(yè)和信息化部、國家能源局于2017年9月22日聯(lián)合頒布發(fā)改能源〔2017〕1701號《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》,明確指出鼓勵在用戶側建設分布式儲能系統(tǒng)，鼓勵通過配置多種儲能提高微電網(wǎng)供電的可靠性和電能質(zhì)量，完善用戶側儲能系統(tǒng)支持政策。對于滿足要求的儲能系統(tǒng)，電網(wǎng)應準予接入。鼓勵和支持國家級可再生能源示范區(qū)及其他具備條件的地區(qū)、部門和企業(yè)，因地制宜開展各類儲能技術應用試點示范。在技術創(chuàng)新、運營模式、發(fā)展業(yè)態(tài)和體制機制等方面深入探索，先行先試，總結積累可推廣的成功經(jīng)驗。52.3項目意義將儲能設施部署在用戶側，可解決電力生產(chǎn)與消費不匹配和電網(wǎng)通道不暢的問題，改變電力“產(chǎn)、運、消”瞬時同步完成的特性，實現(xiàn)消納清潔能源與滿足電力需求的雙重目的。儲能設施可發(fā)揮電力“倉儲”功能，改變電力產(chǎn)品的瞬時特性，使新能源發(fā)電機組供電穩(wěn)定、安全，促進新能源技術的發(fā)展。當配電網(wǎng)中用戶所安裝的儲能容量總和達到一定時，能有效地延緩配電網(wǎng)增容擴建，提高配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性，減少用電高峰時電能長距離輸送所產(chǎn)生的損耗。用戶側儲能可為用戶平滑負荷、提高供電可靠性、改善電能質(zhì)量。用戶側儲能可實現(xiàn)需求側管理，減小峰谷負荷差，并帶動新型電力消費和交易模式，降低用戶的購電費用。3.1設計原則系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行；系統(tǒng)能源利用效率最高；系統(tǒng)設計符合國家相關設計標準；系統(tǒng)經(jīng)濟運行。3.2設計規(guī)范GB51048《電化學儲能電站設計規(guī)范》GB/T33589《微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》6GB/T33592《分布式電源并網(wǎng)運行控制規(guī)范》GB/T33593《分布式電源并網(wǎng)技術要求》NB/T32015《分布式電源接入配電網(wǎng)技術規(guī)定》《低壓配電設計規(guī)范》《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB/T14549《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》《電能質(zhì)量供電電壓偏差》《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》GB/T12325《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》GB/T15945《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》GB/T24337《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動和閃爍的限制》GB/T14285《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》GB17799.3《電磁兼容通用標準居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射標準》GB17799.4《電磁兼容通用標準工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射標準》《儲能用鉛酸電池》DL/T821《交流電氣裝置的接地》DL/T527《靜態(tài)繼電保護裝置逆變電源技術條件》DL/T5003《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設計技術規(guī)程》DL/T5202《電能量計量系統(tǒng)設計技術規(guī)程》7NB/T31016《電池儲能功率控制系統(tǒng)技術條件》NB/T33014《電化學儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運行控制規(guī)范》NB/T33015NB/T33016《電化學儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測試規(guī)程》NB/T42089《電化學儲能電站功率變換系統(tǒng)技術規(guī)范》NB/T42090《電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》NB/T42091《電化學儲能電站用鋰離子電池技術規(guī)范》《電池儲能電站技術導則》《民用建筑電氣設計規(guī)范》以及國家相關行業(yè)標準和規(guī)范。4.1用電價格業(yè)主方目前執(zhí)行分時用電價格標準(1-10kV大工業(yè)用電),跟據(jù)2019年上海市最新頒布的用電價格，如下表1所示。類別單位電價(元/kWh)時間段高峰(6h)8:00—11:00;18:00-21:00夏季增加13:00-15:00平段(8h)6:00—8:00;11:00—18:00;21:00—22:00低谷(8h)22:00—次日6:004.2配電系統(tǒng)主進線為10kV,下面配有4臺2500kVA變壓器和2臺1000kVA8配電圖如圖2所示。2020年底新增的2臺1000kVA變壓器未在圖上示出。TR33AA13AA23AA33AA43AA53AA63AA73AA83A494AA104A494434AA74A464AA54AA44AA34AA24AA1TR42號愛2500KVA3段電署主柜50XVA4段電署軸柜50KVA新練合制劑1AA1段2500A備用開關2500A備用開關630A備用開關630A元油螺桿式空壓機400A各母聯(lián)絡柜4000A生活樓630A盛630A兩心式冷水機組250萬大備用開關2000A新練合制劑大樓2AA1段2500A4段電署輔柜50XVA4段電50KVA2500KVA空壓機630A純水系統(tǒng)備用開關630A機修車間630A式空E應急通道620A生630A片劑4外2A力房3污水處理二620A備用開夫630A心(150萬大卡)500A備用開關500A備用開關500A辦公樓300A而張倉庫300A標主接200A信患化機2002南門衛(wèi)63A配電所照明62A動力福+互沉屏62A直沉屏乙線DTZ545三相四線智能電能表3130020008413841000558NO.1384100055DTZ545三相四線智能電能表3130020008413841052465NO.1384105246TR224A1244224A2244424A524A624A72443244924A10TR124窄2500KVA2號異烘5000A2坐電50XVA2段電署輔柜50KVA微生態(tài)大2AA1段備用開關315A聯(lián)絡柜4000A聯(lián)絡母排藥研所底樓動力620A藥研所冷凍機組(腫播)300A藥研所動力電模620A四半間諒干機630A備用開關2500A微生態(tài)大樓1AA1股1段電署輔柜50XVA1壁桂50XVA)號受壓器柜2500KVA應急通道信悉化機房1630A腫酒車間開0四車間630k備閘630A施工用電(三一)620A施工用電(總二)620A藥研所空調(diào)630A四車問動力/照明630A0備用開關備用開關S?0備用開關備用開共S00A配電間空調(diào)配電箱3藥研所底樓消防630A備用開關63A藥研所藥研所照明GDP1400A動力福配電間東4.3電量統(tǒng)計業(yè)主方自2017年-2019年共3年的供電局提供的用電情況，各月的用電量數(shù)據(jù)如下圖4所示。儲能項目運行后，甲、乙兩條高壓進線按照最大線路容量進行申報，即各為5000kVA。9月用電量月用電量17.0117.0317.0517.0717.0917.1118.0118.0318.0518.0718.0918.1119.0119.0319.0519.0719.0919.11圖4業(yè)主方3年月用電量堆積圖5.設計方案儲能項目由磷酸鐵鋰電池單元、電池管理系統(tǒng)(BMS)、儲能逆變器(PCS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)等組成。儲能系統(tǒng)架構圖如圖6所示。k1云端服務平臺用戶變壓器380V交流母線能源管理系統(tǒng)用戶負載電池儲能系統(tǒng)工廠處于24小時不間斷工作狀態(tài)，負荷基本平穩(wěn)，僅由于季節(jié)關系影響空調(diào)的運行，導致各月總負荷會有變化。工廠2020年7月23日-12月23日的各變壓器下負荷的耗能情況如下表1所示。單位：度10月12月1#變壓器2#變壓器9831903#變壓器8061336683806966234#變壓器914767673302467548合計2482397表1負荷耗能統(tǒng)計因各負荷點功率較平均，可計算得到各變壓器功率平均值如下表單位：kW10月1#變壓器2#變壓器3#變壓器4#變壓器總功率表2負荷功率統(tǒng)計業(yè)主2020年夏季8月與2020年冬季12月各連續(xù)7天的的負荷情況，如下圖7負荷曲線所示。負荷點8.10-8.172500.002020-08-1015:29:22總有功功率P2350.00_2000.00_1750.00_1500.00_1250.00_1000.00_750.00500.00250.000.002350.002000.00.1750.00.1500.00_1250.001000.00.750.00500.00250.000.00有拋功YMax[339....15:29:2212:29:2209:29:2206:29:2203:29:2200:29:2221:29:2218:29:2215:29:222500.002020-08-1015:29:222350.00_2000.00.1750.00.1500.001250.001000.00.750.00500.00250.000.002500.02020-12-2115:29:222350.00_2000.00_1750.00_1500.00.1250.00_1000.00750.00500.00250.000.00總有功功率PY[-9999.00]YMax[669...]2350.00總有功功率P2500.002020-12-2115:29:222350.00.2000.001750.001500.001250.001000.00750.00500.00250.000.002020-2000.00_1750.00_1500.00_1250.001000.00750.00500.00250.009:2212:29:2209:29:2206:29:2212:29:2209:29:2206:22-2020-12-2020-12-2020-9:2203:29:2200:29:2221:29:2218:29:2215:29:222-2020-12-2020-12-2020-12-2020-12-2020-12-280.002500.002020-08-1015:29:222500.002350.002000.001750.00_1500.00_1250.001000.00_750.00500.00250.000.002020-12-2115:29:22總有功功率PY[-9999.00]YMax[627..23502000.00_1750.00_1500.00_1250.00_1000.00.750.00500.00250.000.0025Y[-9999.00]Y[-9999.00]2020-12-2020-12-2820-12-2820-12-2420-12-2820-12-2820-12-2820-12-2820-12-28考慮業(yè)主負荷的消納情況，使年有效運行天數(shù)達到330天以上，2125kVA)。本項目設計為“兩充兩放模式”,夜間低谷電價充電，白天第一段電價高峰時段放電3h(8點-11點),11點-18點電價平段充電，夜晚18點-21點第二段電價高峰時段放電3h。儲能系統(tǒng)設計裝機容量如下表3所示。變壓器節(jié)點裝機功率kW電池容量kWh5#(新增)6#(新增)總裝機量表3接入點裝機容量5#、6#變壓器為新增變壓器，暫無負荷數(shù)據(jù)記錄，設計裝機規(guī)模參考其他節(jié)點平均裝機規(guī)模，即變壓器額定容量的21%考慮?，F(xiàn)場踏勘數(shù)據(jù)該2個節(jié)點功率各為約300kW,且將于2021年2月投入新的根據(jù)用電數(shù)據(jù)，預估未來各個月份各節(jié)點每個接入點的負荷消納情況如下表4所示：變壓器節(jié)點裝機功率10月11月12月80%90%80%60085%85%6506005#(新增)90%90%90%6#(新增)90%90%90%加權消納率78.4%87.8%96.4%78.4%天數(shù)有效運行天數(shù)344.224.324.631.030.031.030.031.031.030.029.927.124.3表4預估有效運行天數(shù)5.1并網(wǎng)接入項目擬選擇380V低壓并網(wǎng)，由6個并網(wǎng)點接入業(yè)主380V低壓配電柜。儲能電池經(jīng)直流匯流排匯流后接入PCS,經(jīng)PCS變流后出線電壓為380V,后經(jīng)低壓配電柜接入用戶變壓器380V低壓母線。儲能系統(tǒng)一期建設在工廠東側草坪上，約占草坪面積的30%,剩余空間留給二期建設使用，電纜穿過西側工廠再引入能源站。如下圖8黃色粗線所示：電纜走線示意(黃色)安裝位置圖8安裝位置與電纜走線經(jīng)過現(xiàn)場踏勘，每臺變壓器下均留有備用開關，可作為儲能系統(tǒng)第一期建設的直接接入點，詳見下圖：1#變壓器使用備用開關630A,2#變壓器使用備用開關800A,接入點如下圖中紅框所示：1#變壓器使用備用開關2#變壓器使用備用開關3#變壓器使用備用開關800A,4#變壓器使用備用開關800A,接入點如下圖中紅框所示：3#變壓器使用備用開關4#變壓器使用備用開關5#、6#變壓器位于新的配電室，安裝空間充足。電表的安裝可在配電柜背面做適當?shù)母脑旌?，增加電表安裝橫梁等即可，大致位置如下圖所示：5.2電池選型從項目的投資、電池壽命、能量轉(zhuǎn)換效率、占地面積等因素綜合考慮，選用目前所有電池中最經(jīng)濟和安全的儲能電池(磷酸鐵鋰儲能電池)。5.3電池管理系統(tǒng)(BMS)電池管理系統(tǒng)采集單體電壓、溫度、電池組端電壓、電流、SOC等關鍵參數(shù)，具有過充、過放、短路保護功能；通過均衡管理和熱管理，保證電池組的一致性、使用壽命和安全性，確保儲能系統(tǒng)安全可靠運行。5.4儲能變流單元(PCS)儲能變流器直流輸入側接蓄電池組，交流輸出側直接或間接接入到交流電網(wǎng)。儲能變流器實現(xiàn)電池與電網(wǎng)間的交直流轉(zhuǎn)換，完成兩者間的雙向能量流動，并對蓄電池支路進行充、放電的控制與管理，實現(xiàn)對電網(wǎng)負荷的“削峰填谷”。儲能變流器采用三電平多分支模塊化設計，轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、控制策略優(yōu)，靈活的配置組合方式，系統(tǒng)擴容非常方便，可有效防止多串電池組并聯(lián)接入時的環(huán)流一致性等問題。IGBTIGBT/功率變換器件輸入/輸出端子00-你性模塊輔助電源輸出：24V-體輸入/輸出端子電池輸入交流繼電器0O00爾傳感器母線電容直流熔斷器直流側繼電器交流熔斷器濾波電容母線電AC輸出□-5.5能量管理系統(tǒng)(EMS)采用先進的開放分布式應用環(huán)境的網(wǎng)絡管理技術，通過對能源數(shù)據(jù)收集、能量管理、網(wǎng)絡分析，對能源系統(tǒng)采取分散控制和集中管理、優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的電源管理、放電管理和負荷管理。5.6雙向智能電表計量系統(tǒng)電量計量系統(tǒng)使用雙向高精度智能電表，能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度、諧波等。還具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可以顯示電網(wǎng)對儲能系統(tǒng)充電電量和儲能系統(tǒng)向電網(wǎng)放電電量。5.7云平臺監(jiān)控系統(tǒng)云平臺監(jiān)測系統(tǒng)具備遠程終端(固定和移動)監(jiān)控功能，具有友好的人機操作界面，可連接到大屏幕，進行示范展示?？蓪崟r監(jiān)測和遠程控制儲能系統(tǒng)的運行、設置系統(tǒng)運行策略、研究分布式數(shù)據(jù)采集技術，及整合多系統(tǒng)多協(xié)議的通訊。5.8動環(huán)系統(tǒng)在電站內(nèi)配置了動力配電箱、空調(diào)、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、視頻監(jiān)控、照明、應急照明、消防滅火裝置等安全運行及消防減災裝5.9運行策略夜間谷電時段，市電為儲能電站充電。白天峰電時段(10點-15點)以及夜晚峰時段(18點-21點),儲能電站優(yōu)先為業(yè)主方提供用電，不足部分由市電補充。根據(jù)上海市峰谷平用電時段，充放電策略設計如表5所示。表5儲能電站充放電策略時段充放電策略充電(根據(jù)用電負荷，充電8h)靜置放電3h11:00-18:0018:00-21:0021:00-22:00靜置5.10室外安裝說明儲能系統(tǒng)利用廠區(qū)東側的未利用綠地，直接放置預制的集裝箱倉用作儲能系統(tǒng)室，同時集裝箱的外觀還可以依據(jù)業(yè)主的需求做美化處理，外觀示意效果圖如下所示：6.1電氣安全儲能系統(tǒng)設有自動斷路裝置，安全自動裝置可進行手動、自動和遙控操作；繼電保護和安全自動裝置有配網(wǎng)側和儲能側雙向保護功能，且有防止誤動和拒動的安全措施。儲能變流器(PCS)設置短路保護、極性反接保護、直流過/欠壓保護、過電流保護、過溫保護、交流進線相序錯誤保護、通訊故障保護、冷卻系統(tǒng)保護和防孤島保護等，具備動態(tài)無功支持、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)和低電壓穿越功能，實現(xiàn)暫態(tài)有功出力緊急響應和暫態(tài)電壓緊急支撐，解決頻率波動和電壓暫降，具有維持電網(wǎng)穩(wěn)定的作用。6.2并網(wǎng)符合性根據(jù)《電池儲能電站技術導則》,儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接處設置明顯的斷開點(電網(wǎng)側設置隔離開關)。EMS系統(tǒng)對儲能電站進行能量管理和調(diào)度，可以接受上級調(diào)度指令，控制儲能電站充放電，也可以生成本地智能調(diào)度策略，通過EMS均衡處理充放電策略。放電時段EMS控制PCS放電功率，保證不往電網(wǎng)倒送電。6.3電池安全從電池類型的選用和使用環(huán)境上考慮：1.選擇磷酸鐵鋰電池，安全性遠高于電動汽車使用的三元鋰電池。磷酸鐵鋰材料的熱穩(wěn)定性更好2.電池模組按照汽車級標準(高于工業(yè)級標準)要求設計、生產(chǎn)和檢測，經(jīng)過振動、沖擊等的嚴苛試驗3.儲能電池工作環(huán)境遠好于汽車動力電池。充放電倍率最大不高于0.5C(遠低于汽車的2C);使用環(huán)境溫度穩(wěn)定；無振動和沖擊等工作環(huán)境在監(jiān)測層面具備完善的保護功能：第一層：BMS實時監(jiān)測每一塊電芯電壓、電流以及模組溫度，提供多級保護，并將相關信息實時傳遞給PCS和本地監(jiān)控，把電芯工作條件嚴格限制在安全工作區(qū)以內(nèi)第二層：PCS實時監(jiān)測并控制電池簇端口電壓、電流，把電池簇工作條件嚴格限制在安全工作區(qū)以內(nèi)第三層：本地能量管理系統(tǒng)，實時監(jiān)測BMS及PCS狀態(tài)，并根據(jù)BMS和PCS上傳的信息，判斷整個儲能系統(tǒng)是否工作在正常條件下，否則直接與電網(wǎng)解列，并將PCS與電池系統(tǒng)隔離、電池簇之間隔6.4供電可靠性為確保配電網(wǎng)絡安全穩(wěn)定運行，同時在10kV進線、儲能系統(tǒng)總進線處加負荷跟蹤裝置，信號傳輸?shù)侥芰抗芾硐到y(tǒng)(EMS)做負荷跟蹤控制。充電時