电池储能电站运维检测实用技术 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院 湖南省湘电试验研究院有限公司编著 2020年版.pdf

随时、随地、随心阅读内容提要电网侧储能技术方兴未艾，标准化、规范化程度低，且构成复杂，给现场运维检修造成了极大困扰，国内外均有不同程度的储能站火灾事故发生，行业发展前景可谓道阻且长。在如此严峻的形势下，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院积极发挥职能使命，以确保电网安全稳定运行为己任，基于扎实的储能技术积累，编写了本书。本书共分7章，分别是电池储能站概述、储能电池及其管理系统、电池储能站功率变换系统运维与检测、储能站监控系统、继电保护及安全自动装置运维与检测、电池储能站设备检测验收、电池储能站整体运行管理。本书旨在提供电网侧电池储能站运维检测方面的实用技术，以期为相关技术及科研人员提供有益参考，提高全行业运行水平。图书在版编目（CIP）数据电池储能电站运维检测实用技术/国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南省湘电试验研究院有限公司组编.北京：中国电力出版社，2020.9ISBN 978-7-5198-4660-2.电.国.发电厂-电池-储能-研究.TM621TM911中国版本图书馆CIP数据核字（2020）第078884号出版发行：中国电力出版社地址：北京市东城区北京站西街19号（邮政编码100005）网址：http：/责任编辑：王南（010-63412876）责任校对：黄蓓于维装帧设计：王红柳责任印制：石雷印刷：北京天宇星印刷有限公司版次：2020年9月第一版印次：2020年9北京第一次印刷开本：787毫米1092毫米16开本印张：11.5字数：254千字印数：00012000册定价：60.00元版权专有侵权必究本书如有印装质量问题，我社营销中心负责退换本书编委会主编徐浩严亚兵副主编朱维钧欧阳帆编写组成员余斌李刚许立强梁文武李臣蒋应伟陈玉董国琴洪权臧欣吴晋波刘伟良熊尚峰李理蔡昱华张坤徐松郭思源尹超勇刘志豪王善诺肖纳敏李辉刘宇李大公潘伟刘海峰张兴伟黄际元黄博文罗磊鑫王阳光吴小忠李振文谢培元徐宇新黄勇李勃敖非刘韬文霍思敏曾次玲刘小海袁翔周丰宁春海唐哲夫李静李慧娇成在时段启文杨帅朱艳琴茹梁姜维袁超雄龙崦平陈瑞珍陈智龙付鹏武向为阳穗王丽丽王哲艾圣芳张秋丽姜雯君刘友元何宁谭智涵刘伯鑫付亚林张建波方青徐玲周良栋李燕飞吴雪琴曾林俊邹晓虎肖俊先向倞龙王子奕王壮牟秀君李林山陈奕明陈胜春张伦周金刚朱可唐成军谭煌袁坤前言得益于锂离子应用技术的飞速发展，电池储能站得到了越来越广泛的关注，相关技术、工程经验、运营模式亦日趋丰富，从以新能源电厂、用户侧应用为主，逐步向电网侧大容量储能站模式发展。近年来，国家电网有限公司响应国家相关政策号召，积极开展电网侧电池储能站及包含储能系统的智慧能源站试点，国网江苏、湖南、河南、青海等省级电力公司均有十兆瓦甚至百兆瓦级储能站落地，有力推动了电池储能行业大发展。电网侧储能技术方兴未艾，标准化、规范化程度低，且构成复杂，给现场运维检修造成了极大困扰，国内外均有不同程度的储能站火灾事故发生，行业发展前景可谓道阻且长。在如此严峻的形势下，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院积极发挥职能使命，以确保电网安全稳定运行为己任，基于扎实的储能技术积累，编写了本书。本书旨在提供电网侧电池储能站运维检测方面的实用技术，以期为相关技术及科研人员提供有益参考，提高全行业运行水平。本书共分7章，分别是电池储能站概述、储能电池及其管理系统、电池储能站功率变换系统运维与检测、储能站监控系统、继电保护及安全自动装置运维与检测、电池储能站设备检测验收、电池储能站整体运行管理，其中，第1、2、4、5章由徐浩主编，第3、6、7章由严亚兵主编，朱维钧和欧阳帆负责全书的校核和技术指导。本书的出版得到了国网湖南省电力有限公司及湖南省湘电试验研究院有限公司的资助，在此表示衷心感谢。电网侧电池储能技术既传统又新颖，加之作者水平有限，书中存在错误和不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正。编者2020.3目录内容提要本书编委会前言第1章电池储能站概述1.1电池储能站发展现状1.1.1总体情况1.1.2储能技术分类1.1.3储能应用及商业模式1.1.4储能市场发展趋势1.储能市场空间广阔2.储能技术期待突破3.配套政策打开市场4.催生新型商业模式5.加速能源企业转型1.2电池储能站的基本结构1.3电池储能站发展面临的困难第2章储能电池及其管理系统2.1术语说明2.2电池管理系统整体架构2.3电池包及BMU2.3.1储能电池工作原理及特性2.3.2BMU2.4电池簇及BCU2.5电池堆及BAU2.6电池系统集成方案2.6.1容量计算2.6.2电池系统组成2.7电池管理系统的控制策略2.8电池管理系统的保护策略2.9电池管理系统应急预案2.10电池管理系统操作指南2.10.1主界面2.10.2单簇数据界面2.10.3实时数据显示页面2.10.4报警数据显示页面2.10.5数据存储及获取2.10.6获取管理员权限2.10.7自动并网操作2.10.8手动并网操作2.10.8.1手动并网操作步骤2.10.8.2手动并网操作说明2.10.9并网失败原因及解决方案2.10.10门限参数设置2.10.11手动存储及清除待机失败2.10.12自动分配ID2.10.13末端限流配置2.11电池舱热管理及其策略2.11.1热管理2.11.2热管理策略2.12电池舱消防方案2.13现场消防措施2.13.1现场消防管理2.13.2现场防火制度2.13.3现场消防设备和器材的管理2.13.4现场义务消防组织体系2.14电池舱验收2.14.1测试条件2.14.2测量仪表及设备要求2.14.3验收方法与要求1.外观、尺寸、重量2.电气试验3.环境适应性4.安全性能第3章电池储能站功率变换系统运维与检测3.1电池储能站功率变换系统概述3.1.1功率变换系统的拓扑结构3.1.2典型拓扑结构下功率变换系统的物理构成3.1.3电池储能功率变换系统的基本控制3.2电池储能站功率变换系统的操作指南3.2.1功率变换系统的人机交互接口3.2.2功率变换系统的操作面板3.2.3功率变换系统的开机操作3.2.4功率变换系统液晶界面下菜单的操作3.2.5查看功率变换系统状态3.2.6查看与打印功率变换系统相关报告3.2.7功率变换系统的定值设置3.3电池储能站功率变换系统的日常维护3.3.1运行状态下功率变换系统的维护3.3.2停机状态下功率变换系统的维护3.4电池储能站功率变换系统主要设备的运行管理3.4.1储能变流器的运行管理1.巡视与检查2.运行注意事项3.检修后验收3.4.2干式变压器的运行管理1.巡视与检查2.运行注意事项3.检修后验收3.5电池储能站功率变换系统常见故障及处理3.5.1功率变换系统中交/直流断路器常见故障及处理3.5.2IGBT功率变换模块及其控制保护的常见故障及处理3.5.3功率变换系统中干式变压器常见故障及处理第4章储能站监控系统4.1系统硬件配置4.2监控系统架构4.2.1集中式架构4.2.2分布式架构4.3储能站三层安全控制架构4.4基本SCADA功能4.4.1数据采集4.4.2数据处理1.模拟量数据处理2.状态量数据处理3.电度量数据处理4.控制和调节功能5.事件处理6.计算功能7.天文时钟（BD/GPS）时间处理4.4.3报警系统1.报警方式2.报警类型4.4.4控制操作4.4.5事故追忆4.5能量管理4.5.1计划功率曲线4.5.2功率控制1.有功协调控制功能2.电压/无功协调控制功能3.紧急控制放电功能4.SOC自动维护功能5.异常监测触发调节功能6.闭锁调节功能7.远方模式/就地模式切换功能4.6人机界面4.6.1系统监视界面1.系统拓扑监视2.变电及配电系统监视功能3.变电站系统监视功能4.辅助控制系统监视功能4.6.2能量控制界面第5章继电保护及安全自动装置运维与检测5.1孤岛保护5.1.1工作原理5.1.2运维说明5.2频率电压稳定控制装置5.2.1装置功能5.2.2运维说明5.3源网荷互动终端5.3.1源网荷控制系统动作策略5.3.2软件逻辑功能说明5.3.3运维说明第6章电池储能站设备检测验收6.1电池储能站相关标准6.1.1国家标准6.1.2行业标准6.1.3团体与企业标准6.2电池储能站设备检测验收6.2.1储能电池检测验收6.2.2电池管理系统（BMS）检测验收6.2.3功率变换系统（PCS）检测验收6.2.4预制舱检测验收6.2.5高压汇流柜检测验收6.2.6负荷开关检测验收第7章电池储能站整体运行管理7.1电池储能站的基本运行管理7.1.1电池储能站运行管理的基本原则7.1.2电池储能站运行的一般规定7.1.3电池储能站的运行操作1.储能单元就地启动操作顺序2.储能单元就地停机操作顺序3.储能单元远程启动操作顺序4.储能单元远程停机操作5.储能单元紧急停机操作7.1.4电池储能站的运行监视7.1.5电池储能站的运行记录7.2电池储能站事故及火灾处理7.2.1电池储能站事故处理7.2.2电池储能站火灾的处理7.3电池的运行管理7.3.1巡视与检查7.3.2运行注意事项7.3.3检修后验收7.3.4异常及故障处理7.4高压断路器7.4.1概述7.4.2巡视与检查7.4.3运行注意事项7.4.4检修后验收7.4.5异常及故障处理7.5电压互感器7.5.1巡视与检查7.5.2运行注意事项7.5.3检修后验收7.5.4异常及故障处理7.6电流互感器7.6.1巡视与检查7.6.2运行注意事项7.6.3检修后验收7.6.4异常及故障处理7.7开关柜7.7.1巡视与检查7.7.2运行注意事项7.7.3检修后验收7.7.4异常及故障处理7.8防雷及接地装置7.8.1巡视与检查7.8.2运行注意事项7.8.3检修后验收7.8.4异常及故障处理7.9电力电缆7.9.1巡视与检查7.9.2运行注意事项7.9.3检修后验收7.9.4故障及异常处理7.10二次设备一般运行管理7.10.1基本要求7.10.2巡视与检查7.10.3运行注意事项7.10.4检修后验收7.10.5故障及异常处理7.11BMS运行及故障处理7.11.1运行注意事项7.11.2故障及异常处理7.12PCS运行及故障处理7.12.1运行注意事项7.12.2故障及异常处理7.13线路保护、变压器保护、母线保护7.13.1运行注意事项7.13.2故障及异常处理7.14站用变压器保护7.14.1运行注意事项7.14.2故障及异常处理7.15频率电压紧急控制7.15.1运行注意事项7.15.2故障及异常处理7.16防孤岛保护装置7.16.1运行注意事项7.16.2故障及异常处理7.17故障录波器7.17.1运行注意事项7.17.2故障及异常处理7.18站端自动化系统7.18.1运行注意事项7.18.2异常及故障处理7.19同步时钟7.19.1运行注意事项7.19.2常见异常及处理7.20通信设备7.20.1巡视与检查7.20.2运维注意事项7.20.3检修后验收7.20.4异常及故障处理7.21站用电7.21.1巡视与检查7.21.2运行注意事项7.21.3检修后的验收7.21.4异常及故障处理7.22直流系统7.22.1巡视与检查7.22.2运行注意事项7.22.3检修后的验收7.22.4故障及异常处理7.23UPS不间断电源系统7.23.1巡视与检查7.23.2运行注意事项7.23.3检修后验收7.23.4异常及故障处理7.24防误闭锁装置7.24.1运行注意事项7.24.2异常及故障处理7.25消防设施7.25.1巡视与检查7.25.2异常及故障处理7.26其他辅助设施7.26.1视频监控系统7.26.2安防系统参考文献第1章电池储能站概述1.1电池储能站发展现状储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。随着各国政府对储能产业的支持政策陆续出台，储能市场投资规模不断加大，产业链布局不断完善，商业模式日趋多元，应用场景加速延伸。1.1.1总体情况来自美国能源部全球储能数据库的数据显示，截至2020年2月，全球累计运行的储能项目装机规模173.64GW（共1