Solución de sistema de almacenamiento de energía del lado de CC de 60 MWh

1. Descripción general del proyecto

Esta solución está diseñada para la construcción de un sistema de almacenamiento de energía de fosfato de hierro y litio de 60 MWh, compuesto por 12 contenedores de baterías estándar de 5 MWh con refrigeración líquida. El sistema se conecta a la red a un nivel de tensión de 35 kV y se aplica principalmente para la reducción de picos de la red, instalaciones de apoyo a energías renovables o grandes usuarios industriales y comerciales. Mediante el esquema de conexión en paralelo del lado de CC, los lados de CC de los 12 contenedores de baterías se conectan al lado de CC del PCS (Sistema de Conversión de Potencia), lo que reduce la corriente alterna circulante y mejora la eficiencia del sistema.

2. Parámetros básicos del producto

El sistema de contenedor de almacenamiento de energía adopta celdas de batería de 314 Ah, con paquetes de baterías configuradosConectado en serie-paralelo 2P52S. Cada grupo de baterías incluye 8 paquetes y está conectado a una caja de alta tensión. Los circuitos de CC de los 6 grupos de baterías se integran al seccionador del armario de recolección y control para formar un circuito de alta tensión de CC. Cada contenedor de almacenamiento de energía está equipado con un circuito de alta tensión de CC, así como con equipos auxiliares como una unidad de refrigeración líquida, un deshumidificador, un BMS (sistema de gestión de baterías) y un sistema de protección contra incendios.

2.1 Configuración de los componentes principales del contenedor de almacenamiento de energía

Tabla 1 Configuración de componentes principales

2.2 Parámetros técnicos clave del contenedor de almacenamiento de energía

Tabla 2 Parámetros técnicos clave

3. Parámetros del sistema PCS y elevador (configurados por el esquema del lado de CC)

Tabla 3 Parámetros del sistema PCS y Step-up

4. Topología de la estación

4.1 Descripción de la topología del cableado eléctrico principal

Conjunto de baterías: 12 unidades de contenedores de 5MWh, divididos en 6 grupos (2 unidades por grupo).

Recolección de corriente continua (CC): Los 2 contenedores de batería de cada grupo están conectados en paralelo a través del gabinete del interruptor de circuito de CC y conectados al bus de CC (CC 1500 V).

Unidad de inversión: el bus de CC está conectado a 1 unidad de PCS de 5 MW.

Conexión a red y elevador: La salida de CA del PCS se conecta a un transformador de 5 MVA (0,315/35 kV) y se conecta al bus de 35 kV a través del gabinete de distribución de alto voltaje después del elevador.

4.2 Diagrama de topología de la estación

(Adjunto: Diagrama de topología de una estación de almacenamiento de energía del lado de CC de 60 MWh)

5. Esquema de construcción e instalación

5.1 Fase de Cimentación Civil (Aprox. 30 días)

Nivelación del sitio:Tratamiento de compactación para un terreno estimado de 100m x 80m, con un requerimiento de capacidad portante del suelo de 10t/m².

Vertido de la base:

Cimentación del contenedor de baterías: Adopte una cimentación corrida o una plataforma de apoyo independiente con zanjas para cables preintegradas. La altura de la superficie de la cimentación debe ser superior al nivel de inundación local de 50 años o al nivel de acumulación de agua.

• Zanja para cables: Establecer túneles para cables longitudinales y transversales para el tendido de cables de CC (prestar atención a la separación de corriente fuerte y débil).

Rejilla de puesta a tierra: Coloque acero plano galvanizado por inmersión en caliente para formar una rejilla de puesta a tierra anular con una resistencia de puesta a tierra < 0,5 Ω.

5.2 Fase de instalación del equipo (aprox. 20 días)

Elevación de contenedores:

• Utilizar una grúa móvil de 150 toneladas para descarga y posicionamiento.

• Secuencia de instalación: Levante primero los contenedores remotos y luego los cercanos para evitar obstrucciones en el camino.

• Una vez posicionado el contenedor, calibre el nivel con un nivel láser y luego fíjelo (soldadura o fijación de pernos de anclaje).

Instalación de equipos de alto voltaje:

Los PCS y los transformadores generalmente están integrados en la cabina elevadora (o plataforma independiente) para la conexión de barras colectoras y las pruebas de aislamiento.

Tendido de cables:

• Cable de CC: adopte un cable de CC especial con una resistencia de voltaje de CC 1,8 kV (por ejemplo, YJV-1,8/3 kV), con atención a la distinción de color de los polos positivo y negativo (rojo/negro) y la conexión a tierra de protección contra rayos.

• Cable de comunicación: Coloque cables de red blindados de categoría 6 o fibras ópticas a lo largo del puente especial de la zanja para cables, con una distancia de > 300 mm desde el cable de alimentación.

5.3 Fase de puesta en servicio (aprox. 15 días)

Puesta en servicio de una sola unidad: pruebe la comunicación BMS, el voltaje de la celda de la batería y la resistencia interna, y el arranque/parada del ventilador de cada contenedor de batería uno por uno.

Puesta en servicio del sistema: Operación sin carga del PCS -> Operación con carga del PCS -> Prueba lógica del EMS (sistema de gestión de energía) (tiempo de respuesta de carga y descarga < 40 ms).

Prueba de conexión a la red: Realice una prueba de protección anti-isla y una prueba de control de potencia.

6. Parámetros técnicos detallados

6.1 Sistema de batería

• Especificación de celda: 3,2 V/314 Ah (carga/descarga de 1 C, densidad de energía > 165 Wh/kg)

• Modo de ensamblaje: 2P52S (un paquete de baterías, voltaje 166,4 V) -> 8 paquetes de baterías en serie (voltaje del contenedor 1331,2 V)

• Eficiencia energética: ≥ 94 % (incluido el consumo de energía auxiliar, carga/descarga de 0,5 C)

• Precisión del SOC: ≤ 3%

• Fuente de alimentación auxiliar: CA 380 V, 50 Hz, el consumo de energía de cada contenedor es de aproximadamente 8 kW (durante el enfriamiento)

Sistema 6.2 PCS

• Estructura topológica: Topología IGBT de tres niveles

• Eficiencia: ≥ 98,5% (incluido el transformador)

• Tiempo de respuesta: ≤ 30ms

• Modo de enfriamiento: enfriamiento por aire / enfriamiento por líquido (personalizado según el fabricante)

• Funciones de protección: sobretensión de CC, sobrecorriente de CA, detección de aislamiento, protección anti-isla

6.3 Monitoreo y comunicación

• Protocolo de comunicación: IEC 61850 (nivel de central eléctrica), Modbus TCP/IP (sistema interno)

• Equipo principal: BMS (Sistema de gestión de batería), PMS (Sistema de gestión de energía), EMS (Sistema de gestión de energía)

• Recopilación de datos: voltaje y temperatura de una sola celda; corriente de un solo grupo de baterías; frecuencia y armónicos del punto de conexión a la red.

7. Plan de mantenimiento y servicio

7.1 Inspección diaria

Tabla 4 Elementos de inspección diaria

7.2 Mantenimiento especial regular

Tabla 5 Elementos de mantenimiento especial regular

7.3 Plan de respuesta a emergencias

7.3.1 Alarma de fuga térmica

1. Desconecte inmediatamente el disyuntor de CC del grupo defectuoso.

2. Ponga en marcha el sistema de escape (si está diseñado para extracción de humo).

3. Confirme la evacuación del personal y encienda de forma remota el dispositivo de extinción de incendios de perfluorohexanona/heptafluoropropano.

4. Si el incendio se propaga, marque el 119 y encienda el sistema de rociado de agua (asegúrese de que el sistema eléctrico esté apagado para evitar descargas eléctricas).

7.3.2 Falla de red

En caso de descarga disruptiva de la red o mutación de frecuencia, el PCS pasará automáticamente al modo de espera o de formación de red para apoyarla. Tras la falla, verifique si los módulos IGBT del PCS están dañados.

8. Indicadores económicos del proyecto (estimados)

Tabla 6 Indicadores económicos del proyecto