概念

MW級(jí)集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)包含量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備，技術(shù)核心聚焦于電池組、電池簇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電池系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)、保護(hù)技術(shù)以及電池管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由電池系統(tǒng)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成，電池系統(tǒng)包含磷酸鐵鋰電池模塊、電池管理系統(tǒng)，以及用于直流短路保護(hù)和電路隔離的熔斷開關(guān)，所有設(shè)備均集成于集裝箱內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)容量輸出要求，多個(gè)電池模塊組成電池簇，其直流輸出連接至能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)DC-AC和AC-DC（雙向）的功率控制。

?該系統(tǒng)具備新能源接入、并網(wǎng)控制、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸及無人值守等功能，相較于傳統(tǒng)儲(chǔ)能電站，具有安裝調(diào)試簡(jiǎn)便、外形美觀等優(yōu)勢(shì)，尤其適用于高海拔、嚴(yán)寒、島嶼、荒漠等復(fù)雜環(huán)境下的并網(wǎng)或離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)

MW級(jí)集裝箱式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以40尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱為載體，內(nèi)置兩臺(tái)250kW儲(chǔ)能能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將1MWh鋰電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、配電系統(tǒng)高度集成于特制箱體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高集成度、大容量、可移動(dòng)的儲(chǔ)能設(shè)備。該設(shè)計(jì)具備隔熱、恒溫、消防阻燃、防風(fēng)沙等特點(diǎn)，適應(yīng)各種環(huán)境使用。系統(tǒng)內(nèi)部包含電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等關(guān)鍵組件，如圖3所示：黑色部分為電池室，包含6個(gè)并聯(lián)的電池簇；灰色部分為能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；紫色部分為風(fēng)道。圖4進(jìn)一步展示了集裝箱電池系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

優(yōu)勢(shì)

本文設(shè)計(jì)的MW級(jí)集裝箱式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具備可移動(dòng)、靈活性強(qiáng)、可擴(kuò)充、可拆卸等多項(xiàng)功能，從商業(yè)和技術(shù)角度均展現(xiàn)出較高的實(shí)用價(jià)值。此外，該系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域和環(huán)境適應(yīng)性方面也表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。其主要特點(diǎn)如下：

1.模塊化設(shè)計(jì)：遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，便于遠(yuǎn)洋運(yùn)輸和公路運(yùn)輸，同時(shí)支持高架起重機(jī)、船舶、卡車等臨時(shí)用地的吊裝操作。

2.堅(jiān)固耐用：設(shè)計(jì)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的運(yùn)輸要求，為貨物在運(yùn)輸過程中提供保護(hù)，并在能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的生命周期內(nèi)提供優(yōu)良保護(hù)，免受天氣、運(yùn)輸及其他環(huán)境因素的侵害。

3.可移動(dòng)性：相較于其他儲(chǔ)能電池，鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)在質(zhì)量與體積上具有顯著優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出強(qiáng)大的可移動(dòng)性，不受地域限制。

4.靈活性：集裝箱設(shè)計(jì)易于適應(yīng)各種需求，如空調(diào)、光伏、風(fēng)機(jī)、通道門、電力電纜接入等設(shè)備的接入。

應(yīng)用

以1MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)為單元，該系統(tǒng)具備廣泛的適用性。通過多個(gè)單元的并聯(lián)組合，可輕松擴(kuò)充容量，展現(xiàn)出良好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該系統(tǒng)可接入新能源或作為智能電網(wǎng)的分布式電源接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)以下應(yīng)用場(chǎng)景：

1.新能源接入：通過電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與可再生新能源的聯(lián)合應(yīng)用，將隨機(jī)變化的輸出功率轉(zhuǎn)換為相對(duì)穩(wěn)定的輸出，保障電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.備用電源：在偏遠(yuǎn)地區(qū)、供電可靠性差或有重要負(fù)荷的地區(qū)，可作為備用電源，為發(fā)生故障的電網(wǎng)系統(tǒng)或需要檢修的配電系統(tǒng)提供電力支持。

3.微電網(wǎng)：在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，通過大容量、高效的電池儲(chǔ)能技術(shù)，抑制外部電網(wǎng)的干擾，保證局部用戶的電能質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

4.電能質(zhì)量：系統(tǒng)可永久連接至電網(wǎng)，提供快速響應(yīng)頻率調(diào)節(jié)電網(wǎng)的效用，包括可再生能源系統(tǒng)的平滑輸出、遠(yuǎn)程軍事行動(dòng)的電力供應(yīng)、提高配網(wǎng)電能質(zhì)量等。通過換流器提供動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，應(yīng)對(duì)電壓跌落問題；為系統(tǒng)提供備用、調(diào)峰、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等支持。

Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)概述

Acrel-2000ES是安科瑞專為工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的儲(chǔ)能EMS，該系統(tǒng)具備完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，覆蓋儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備（PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等）的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。高級(jí)應(yīng)用支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000ES可通過直采或通訊管理、串口服務(wù)器等方式，將儲(chǔ)能柜或儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部設(shè)備接入系統(tǒng)，構(gòu)建高效、穩(wěn)定的監(jiān)控與管理架構(gòu)。

系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)人機(jī)界面友好，實(shí)時(shí)顯示儲(chǔ)能柜運(yùn)行狀態(tài)、PCS、BMS及環(huán)境參數(shù)（如電參量、溫度、濕度等），同時(shí)展示故障、告警、收益等信息。

設(shè)備監(jiān)控

系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及模式，確保各設(shè)備正常運(yùn)行。

曲線報(bào)表

系統(tǒng)支持對(duì)PCS充放電功率曲線、SOC變換曲線、電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示，為運(yùn)行分析和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

策略配置

系統(tǒng)支持儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)、電價(jià)參數(shù)與時(shí)段設(shè)置、控制策略選擇，當(dāng)前支持的控制策略包括計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

實(shí)時(shí)報(bào)警

系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)告警功能，對(duì)儲(chǔ)能充放電越限、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

事件查詢統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)可存儲(chǔ)和管理遙信變位、溫濕度、電壓越限等事件記錄，方便用戶進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)和事故分析。

遙控操作

系統(tǒng)支持對(duì)PCS、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備的遙控操作，但在設(shè)備未通信時(shí)，控制按鈕將顯示無效狀態(tài)。

用戶權(quán)限管理

為確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

審核編輯 黃宇