智能微电网系统方案

微电网系统由6个部分组成包括:微网配电系统、光伏系统23kWp、储能系统36.4kWh、电动车直流充电系统30kW、EMS能量管理系统、远程云平台系统。微电网配电系统实现对离网/并网的双切开关,光伏系统光伏板采用BIPV布置于GIS室屋顶,采用微逆变器将直流逆变为AC380V,储能系统选用磷酸铁锂电池组,通过30kW的PCS接入AC380V交流总线,布置于微网蓄电池室,充电桩安装于室外停车位,为新能源汽车提供30kW的直流快充。EMS及控制柜设备布置于微网控制室。该系统本地部署一套EMS系统,提供10寸可触摸的人机交互接口,可实现本地实时控制和能量调度,并通过4G实时传输到舜通云储能管理平台,通过远程进行控制系统切换,本地实现无人值守。微电网系统拓扑图如下所示:

微网系统为并离网型系统,离网独立运行情况下,白天光伏发电优先供给站用负荷使用,储能电池实时消纳多余光伏发电,当储能电池满电且光伏发电功率大于站内用电负荷时,停止部分光伏发电。夜间,储能电池执行放电策略,供给站内用电负荷。当储能电池电量低于下限值时,转换到由站内0.4kV市电为负荷进行供电。

微网配电柜规格如下:微网系统供电电源输出设备,含双切开关、3路变电站内照明出线以及各柜体出线,分别出线接光伏柜、储能柜、直流充电柜。

电气主接线图如下所示:

配置储能系统容量为36.4kWh,选用磷酸铁锂电池。设备主要包含36.4kWh电池柜,智慧储能配电柜、直流连接线缆、交流连接线缆、辅材等。

智慧储能柜安装于微网配置室,储能电池柜安装于微网蓄电池室。

储能系统主要技术参数:1)本电池系统由5个电池箱和1个高压箱组成的一个可活动机柜式384V95Ah电池系统;2)每个电池箱内由76.8V95Ah(24串1并)共24个电芯组成的电池模块;3)主控箱由输出接口、串联接口、断路器、接触器、熔断器、霍尔电流传感器、开关电源、锂电池管理模块构成。

名称

规格

电池型号

384V95Ah

额定电压

384V

额定容量

95Ah

机柜外形尺寸

宽550*深550*高1200mm

电池箱尺寸

宽420*深450*高160mm

重量

约370Kg

支持通信

RS485或CAN通讯

额定容量(Ah)±5%

储能系统电气参数:

产品规格

PACK

电芯120串1并

系统充电终止电压(V)

438

系统放电终止电压(V)

324

单体充电保护电压(V)

3.65

单体放电保护电压(V)

2.7

充电工作温度范围(℃)

-0~50

放电工作温度范围(℃)

-20~60

最大允许持续充电电流(A)

30

最大允许持续放电电流(A)

60

放电保护过电流(A)

90

充电方式

外部设备供电

自放电率

≤5%/月

在25℃环境温度下0.2C充放电

循环2000次,容量保持率≥80%

BMS系统功能:1、总压、单体电压、总电流、温度等采集功能。常温下静态电压采样精度可达≤20mV。2、充电继电器、放电继电器、预充电继电器等控制功能。具有充、放电电流检测,充、放电过流告警及保护功能。充电电流显示为正,放电电流显示为负,常温下电流采样精度≤0.5%。具有电芯、环境、MOS温度检测,电芯高、低温告警及保护功能,MOS高温告警及保护功能,环境高、低温告警功能。常温下温度采样精度可达≤2℃短路保护功能。3、动态计算实际电池容量及SOC计算功能。4、智能被动均衡,最小均衡电流50mA。5、外部CAN、内部CAN、485多种通信功能,可传输采集信息、报警信息等。6、能量管理系统有完善的保护功能,能够延长电池的使用寿命,具备故障提示灯。7、监控单元控制功能,可通监控单元方便地对过充、过放、充放电过流、过温、欠温等保护参数,容量、休眠、均衡、存储等参数进行设置。8、具有多种休眠及唤醒方式。9、电池封置90天后,其荷电保持能力不低于85%。10、电池需具有较强的耐过充能力。蓄电池自放电率每月不大于4%。储能PCS功能:

蓄电池组连接至PCS装置,PCS装置通过智能配电单元与负载连接和并网。PCS装置通过Ethernet接口(或RS485接口)与EMS通讯,EMS通过RS485接口与PCS装置、BMS以及智能电表通讯,实现储能系统的能量调度。储能pcs系统结构图:储能系统结构图如下,储能PCS将数据实时推送至EMS或其他上位机系统。

储能PCS技术参数:储能变流器(PCS)技术参数如下表所示:

产品型号

ST-830储能PCS

直流侧参数

直流电压范围

150~760V

直流最大电流

90A

最大直流功率

33kW

交流并网参数

额定输出功率

30kW

额定电网电压

400V

电网电压范围

-20%~+15%

额定电网频率

50Hz

电网频率范围

-2.5~+1.5Hz

交流额定电流

43.3A

输出THDi

≤3%

并网功率因数

0leading~0lagging

交流离网参数

交流离网电压

380/400V

交流电压范围

±5%

交流离网频率

离网输出THDu

≤1%(线性负载)

≤5%(非线性负载)

系统参数

整机最高效率

97.1%

接线方式

3P3W+PE,3P4W+PE

隔离方式

非隔离

冷却方式

强制风冷

噪声

60dB

温度范围.

-20℃~60℃(超过45°C降额)

防护等级

IP20

海拔

4000米(超过2000米降额)

湿度范围

0~95%

尺寸(长*宽*高)

440*550*173TC

30kg

电池接入类型

锂电池、铅酸电池

通信

显示

LCDScreen

通信协议

ModBusTCP/IP,MESA

标准通信接口

Ethernet、RS485

光伏系统与微网系统的站用负荷用电功率相匹配,在变配电室高层楼顶建设光伏系统,装机容量约为23kWp;设备主要包含光伏组件(415W)、14台微型逆变器、1台汇流箱、光伏系统柜、光伏直流专用线缆、光伏交流线缆、电缆连接插头、固定檩条、防水扣板、密封胶条、辅材等设备。光伏系统柜安装于变配电室微网隔室内。光伏瓦、微型逆变器、汇流箱、交直流线缆安装于GIS室楼顶桥架内。

光伏系统主要技术参数:

光伏组件参数表

组件型号

415W

电性能参数

最大功率测试公差:±3%

测试环境

STC

最大功率[W]

415

最大功率点开路电压[V]

39.34

最大功率点短路电流[A]

10.55

开路电压[V]

47.79

短路电流[A]

11.13

组件效率[%]

18.71

机械和工作参数

接线盒

IP68,三个二极管

输出电缆

4mm,长度+250mm,-150mm,长度可定制

玻璃

3.2mm单层镀膜钢化玻璃

边框

阳极氧化铝合金框架

24kg

尺寸

2102×1040×30mm

包装

工作温度

-40°C~+85°C

功率公差

0~+5W

电流电压公差

±3%

最大系统电压

DC1500V(IEC/UL)

最大保险丝额定电流

20A

标称工作电池温度

45±2°C

安全等级

ClassII

防火等级

ClassC

温度系数

短路电流温度系数

+0.05%/°C

开路电压温度系数

-0.30%/°C

最大功率温度系数

-0.37%/°C

机械载荷

正面最大静载荷

5400Pa

背面最大静载荷

2400Pa

冰雹试验

25毫米冰雹,23米/秒速度撞击

电动汽车充电配置一台30kW一体式双枪直流充电终端,一台直流充电柜,设备主要包含一体式充电终端、交流连接线缆、直流连接线缆、模块化集控器、辅材、电动汽车充电云平台系统等设备,直流充电柜安装于变配电室微网隔室内,充电终端安装于站内充电车位处。充电桩产品规格:

充电桩参数表

CLX-DC-030

CLX-DC-040

详细参数

额定功率

30KW

40KW

充电设备

安装方式

立式

走线方式

下进下出

设备尺寸

1610×750×410mm

输入电压

AC380V±20%

输入频率

45-65Hz

输出电压

200-750VDC

单枪输出电流范围

200V-500V200V-750V200V-750V恒功率

线缆长度

5m

计量精密

0.1级

功能设计

人机界面

7寸高亮度触摸屏

充电模式

刷卡充电/扫码充电/密码充电

支付方式

刷卡支付/扫码支付/密码支付

联网方式

以太网/4G

安全设计

执行标准

GB/T20234、GB/T18487.GB/T27930、NB/T33008、NB/T33002

安全功能

充电枪温度检测、过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、护、接地保护、过温保护、低温保护、绝缘监测保护、极性反接保护、防雷保护、急停保护、漏电保护

环境指标

-25°℃-+50℃

工作湿度

5%-95%无凝霜

IP54

风冷

噪音控制

≤60dB

EMS能源管理系统的主要功能如下:1)配有一套微网光、储、充能量管理系统,实现对微网系统内各子系统进行调控管理。此系统不接入变电站调度系统,通过4G访问外网,可通过手机或者网线访问专用网址获取收据。2)设备硬件方面主要包含能量管理系统控制柜、微网控制器、路由器、通讯线缆、辅材等。软件方面主要包含微网控制器运行软件、执行策略制定、微网能量云平台。3)能量管理系统硬件设备安装于微网室内。

QT281G是一款基于瑞芯微RK3568四核A551.8GHZ主频的嵌入式计算机。系统提供4路RS485通讯,带国网加密芯片的VPN网络通道,全网通4G/5G通道,2路以太网通道,具有体积小、功耗低、效率高等特点。产品技术规格如下所示:

序号

项目

参数

1

处理器

RK3568

4核A551.8GHZ

2

内存

DDR4

2GB

3

FLASH

eMMC

8GB

4

网络

5G、4G

1路全网通

5

以太网

2路

6

RS485

4路

7

电源

DC24V

12~30V

8

温度

工业级

-40~70度

9

认证

3C、CE

EMS通讯拓扑分为两层结构,顶层为总集中监控系统,底层设备:储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、计量电表系统,空调系统等均接入监控系统。监控主机完成现场测控系统之间的网络连接、转换、数据采集、数据本地处理、协议转换和命令的交换、本地用户画面监视操作、控制策略,实现大容量实时数据的高速汇集传输,确保系统能够快速、准确地得到所有监测及监控信息,并及时反馈网络检测的系统异常与故障,确保快速定位与恢复。

3)电池组监测:提供可对电池组的基本状态、运行状态、功能参数等实时监测,对当前电池的使用功率情况图形化展示。通过功率的波动走势及收益情况走势,能有效的掌握电池组的使用情况。

4)蓄电池监测:提供蓄电池的充电状态参数、实时数据、历史放电记录等实时监测,帮助和提高对蓄电池的管理情况动态掌握。

5)光储充一体化:提供“光伏发电系统+储能系统+市电”的多电源供电模式,即便在夜间也能利用白天光伏发电后储存的电能为电动汽车充电。阴雨天光照不足或者充电车辆较多,系统将会自动切换到公共电网供电。系统可根据对一体化停车场的设备设施进行实施监测,并能通过对设备的基本运行状态、充电量、次数等实时统计。

THE END
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