曾秀英 智勇鳴

摘要：為確保能源轉(zhuǎn)型速度的進一步提升，確保低碳清潔發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電場儲能電站的發(fā)展受到更多業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。在開發(fā)風(fēng)力發(fā)電場儲能電站的過程中，應(yīng)注意風(fēng)電場儲能電站接入系統(tǒng)方案，以此有效促進風(fēng)力發(fā)電場儲能站的可持續(xù)發(fā)展，能夠節(jié)約更多的能源，提高風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：儲能電站;設(shè)計接線;配置方案

前言

風(fēng)能是一種無污染、可再生的綠色清潔能源，隨著風(fēng)電裝機容量的不斷提高，風(fēng)電所固有的隨機性、間歇性也給電網(wǎng)的安全、可靠運行提出越來越大的挑戰(zhàn)，風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)問題已經(jīng)成為制約風(fēng)電進一步發(fā)展的瓶頸。通過在風(fēng)電成配置儲能系統(tǒng)，與風(fēng)電出力預(yù)測相結(jié)合，利用儲能系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)能力，及時有效地平滑和補償風(fēng)電出力波動，為大規(guī)模風(fēng)電的可靠接入提供經(jīng)濟有效的解決途徑。本文以山東省某一風(fēng)電場的儲能系統(tǒng)設(shè)計方案為例進行闡述。

一、儲能系統(tǒng)的設(shè)計容量

根據(jù)《關(guān)于開展儲能示范應(yīng)用的實施意見》中，新能源場站原則上配置不低于10%，連續(xù)充電不低于2小時的儲能設(shè)施。本項目風(fēng)電場發(fā)電容量為50MW，規(guī)劃配置5MW（10MWh）儲能系統(tǒng)，接入35kV母線。

二、儲能系統(tǒng)的主要組成部分

儲能系統(tǒng)由電池預(yù)制艙、儲能逆變升壓艙、EMS及二次設(shè)備等設(shè)備組成。

（1）電池預(yù)制艙

電池預(yù)制艙采用40尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，主要作用是將電池、BMS、環(huán)境監(jiān)控、通訊等設(shè)備有機地集成到一個標(biāo)準(zhǔn)的單元中，該標(biāo)準(zhǔn)單元擁有自己獨立的溫度控制系統(tǒng)、隔熱系統(tǒng)、阻燃系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、安全逃生系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等自動控制和安全保障系統(tǒng)。

（2）儲能逆變升壓艙

本方案3MW儲能逆變升壓艙采用40尺預(yù)制艙，內(nèi)部配置6臺500kW PCS、一臺3000kVA雙繞組變壓器及配套開關(guān)柜、測控柜及相關(guān)配套設(shè)備等;2MW儲能逆變升壓艙采用20尺預(yù)制艙，內(nèi)部配置4臺500kW PCS、一臺2000kVA雙繞組變壓器及配套開關(guān)柜、測控柜及相關(guān)配套設(shè)備等

儲能逆變升壓艙的主要任務(wù)是將PCS、通訊監(jiān)控等設(shè)備有機的集成到1個標(biāo)準(zhǔn)的單元中，該標(biāo)準(zhǔn)單元擁有自己獨立的自供電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、隔熱系統(tǒng)、阻燃系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安全逃生系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等自動控制和安全保障系統(tǒng)。

（3）EMS及二次設(shè)備

儲能電站的能量管理系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)（BMS）、變流器（PCS）監(jiān)控系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)就地監(jiān)控系統(tǒng)。其中，電池管理系統(tǒng)（BMS）監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對電池設(shè)備的監(jiān)控;變流器（PCS）監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變流器設(shè)備的監(jiān)控;儲能系統(tǒng)就地監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對儲能電站內(nèi)的電氣設(shè)備監(jiān)控，并作為儲能電站全站的監(jiān)控平臺實現(xiàn)全站（包括電池管理系統(tǒng)（BMS）變流器監(jiān)控系統(tǒng)（PCS））的集中監(jiān)控。

三、儲能系統(tǒng)的設(shè)計接線

本方案風(fēng)電儲能5MW/10MWh，共有2套儲能子系統(tǒng)，其中1套儲能子系統(tǒng)單獨容量為2MW/4MWh，1套儲能子系統(tǒng)容量為3MW/6MWh;

風(fēng)電儲能2MW/4MWh子系統(tǒng)由2臺2MWh的電池預(yù)制艙和1臺2MW的逆變升壓艙組成：2MWh的電池預(yù)制艙電池采用磷酸鐵鋰電池，2MW逆變升壓艙包含4臺500kW雙向變流器PCS、1臺380V/35kV/2000kVA變壓器。儲能電池通過預(yù)制艙內(nèi)部匯流柜匯流后接入儲能逆變升壓艙內(nèi)部變流器PCS，PCS將電池的直流轉(zhuǎn)換為380V交流電壓，通過變壓器將電壓升高至35kV。

風(fēng)電儲能3MW/6MWh子系統(tǒng)由3臺2MWh的電池預(yù)制艙和1臺3MW的逆變升壓艙組成：2MWh的電池預(yù)制艙電池采用磷酸鐵鋰電池，3MW逆變升壓艙包含6臺500kW雙向變流器PCS、1臺380V/10kV/3000kVA變壓器。儲能電池通過預(yù)制艙內(nèi)部匯流柜匯流后接入儲能逆變升壓艙內(nèi)部變流器PCS，PCS將電池的直流轉(zhuǎn)換為380V交流電壓，通過變壓器將電壓升高至35kV。

參考文獻

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