新能源储能设计 | 储能系统做项目有哪些技术方案？
1. 项目概况
项目位于北京市海淀软件园内。本工程建设规模为200kW/800kWh，系统 采用预制舱式布置。预制舱内配置2个100kW电池单元串，通过2 台100kW PCS 装置将电能转换为交流400V 后通过2 条电缆线路接入项目配电柜内。本工程采用“一充一放”的模式，利用北京市峰谷电价差对储能蓄电池进行 充、放电，实现在峰电价时段释放电能，减少用户电网用电量，节省电费开 支。
2. 用户配网系统现状及用电量统计
2.1 用户配网系统现状
目前项目配网系统采用10kV 电压等级引入，共2 个10kV 引入点。每个引 入点配置က1 台က800kVA 的箱式变压器。每台箱式变压器降压至400V 后， 给项目负荷供电。400V 配网系统采用单母线分段接线，正常运行时分段开关 打开。其中ကI 段母线上配有容量为က24kW/72kWh 的储能设备，经现场调研 该储能系统发电量很低，对本工程影响较小，所以在本次设计中不作考虑；II 段母线上接有容量约က209kW 的光伏，光伏系统采用“自发自用，余电上网”的 模式。根据现场调研，两段 400V 母线上均由备用间隔可供储能系统接入。
图က1 项目配网系统示意 图
2.2 用电量统计
2.2.1 北京工商 业 峰谷电价
北京地 区 工商 业 电价实行峰谷电价政 策 ，具 体 各 电价时段见 下 表
表1 北京地区工商业峰、谷电价几时段
2.2.2 用电量统计
根据用户方提供的不同时段的用电量统计表，对该表进行统计、分析后确 定储能系统蓄电池容量，具体用电量统计如下：
3. 储能系统设计
3.1 设计依据
1) 电化学储能电站设计规范(GB 51048-2014)；
2) 电力系统电化学储能系统通用技术条件（GB/T 36558-2018）；
3) 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范（GB/T 34131-2017）；
4) 电化学储能系统接入电网技术规定（GB/T 36547-2018）；
5) 电化学储能系统接入电网测试规范（GB/T 36548-2018）；
6) 电力系统电化学储能系统通用技术条件（GB/T 36558-2018）。
7）储能系统接入配电网技术规定（Q/GDW 564-2010）
3.2 现有光伏系统发电量分析
由于 II 段母线上接有容量为209kW 的光伏组件，并考虑北京地区相应月 份的辐照度，测算出各月光伏发电量。光伏发电时段与尖峰、峰、平电价时段 均有重叠，不仅抵消II 段大部分用电量，而且在光照好的时段还有向电网反送 电的情况。
3.3 储能容量的确定
由上表可以看出，由于光伏系统发电导致II 段母线剩余电量不足，而I 段 400V。母线剩余电量较大，所以建议本次储能系统接入 I 段母线。本储能工程 在谷电价时段对蓄电池进行充电，而在其他电价时段均可放电。但考虑到收益 最大化，建议在尖峰和峰电价时段进行放电。从表2 中可以看出I 段母线尖峰和峰电价用电量较高，经计算后得到运行模式如下：
综上所述，推荐本储能项目蓄电池容量为800kWh。根据电网要求，用户侧 储能系统所发电量只能自发自用，全部消纳，不允许向电网输送电量；并且结 合用户峰电价时段每小时用电量情况，推荐配置2 台100kW 的PCS 设备。电 池充、放电时间均为4 小时，接入I 段400V 母线上。
3.4 电气设备设计
3.4.1 电气接入方案
本项目储能工程建设规模为200kW/800kWh，采用预制舱式布置。预制舱 内配置2 个က100kW 电池单元串，通过က2 台က100kW PCS 装置将电能转换 为交流က400V 后通过က2 条电缆线路接入***项目配电柜内。储能电池运行方 式采用每日一充、一放。（谷电价充电、峰电价放电）
3.4.2 储能电池及预制舱
根据储能电池的使用寿命、投资成本、技术先进性和成熟度、环保及环境 友好型等要求，本工程推荐采用磷酸铁锂电池。电池的基本参数。
电池舱设计有隔热系统，避免环境温度过高，增加系统自耗电量。电池舱 设计有空调系统，用于电池间温度控制。电池舱设计有箱内照明设备。电池舱 设计有七氟丙烷自动灭火系统，以便发生火灾及时灭火。
3.4.3 电池管理系统（BMS）
电池管理系统（BMS）对储能电池组的充放电保护进行管理。充满电时能 保证各单体电池之间的电压差异小于设定值，实现电池组各单体电池的均充， 有效地改善了串联充电方式下的充电效果。同时检测电池组中各个单体电池的 过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命。
3.4.4 功率变换系统（PCS）
PCS 是储能系统的核心设备，用于实现储能电池与交流电网间的交直流变换和双向能量传递。PCS 主要由DC/AC 双向变流器、控制单元构成。国内形 成了PCS 产品体系，功率从10kW~500kW 均有成熟产品。本工程选用功率为 200kW 的PCS 设备。
3.4.5 能源管理系统（EMS）
EMS 可实现实时监控、功率控制等功能。通过采集电池组、储能单元的实 时数据，实现储能系统的实时监测和控制；3.5 电缆与地接设计
3.5 电缆与地接设计
本工程设备舱380V 交流配电柜到用户配电柜选用ZRC-YJV22-0.6/1kV- 3×70+1×25交流电缆。通信电缆选用2*2*1.0 的RS485 低阻钢带铠装屏蔽双绞 线。本工程预制舱外壳与接地网直接连接接地，不设置独立避雷针。
3.6 结构设计
3.7 用地现状
本工程利用项目现有空地布置设备舱体，现有空地东西长7.5 米，东侧南北宽5 米，西侧南北宽3.5 米。
3.8 集装箱基础设计
储能系统及配电装置均采用集装箱方案，即储能电池及配电柜等都放置于 成品钢制集装箱内，将集装箱安置于基础上。集装箱其重量较小，对地基承载 力要求不高，一般采用天然地基。由于基础对防水要求较高，并采用钢筋混凝 土箱型基础。集装箱基础顶面设计标高一般高出场地自然标高，以免积水。
4. 项目方案总结
项目储能工程主要为削峰填谷的应用，根据业主的用电负荷情况，确定储 能系统的安装容量为က200kW/800kWh。储能系统在夜间电价低谷时段 （23:00~7:00）进行充电，在白天电价高峰时段（10:00~15:00、18:00~21:00） 进行放电，每天进行一次充放电。北京工商业电价如下，其中高峰值电价 1.3782 元/kWh，平段电价က0.8595 元/kWh，低谷段电价က0.3658 元/kWh。峰谷电价时段划 分 为：高峰时段为က8 小时（10:00~15:00、18:00~21:00），平 段为8小时（7:00~10:00；15:00~18:00；21:00~23:00），低谷时段为က8 小时 （23:00~7:00）。
