一種預製艙式電化學儲能電站系統的製作方法
2023-10-17 13:36:01
1.本發明涉及智能電網設計技術領域，尤其是指一種預製艙式電化學儲能電站系統。
背景技術：
2.儲能在電力系統中能夠起到「削峰填谷」和「應急保障」等作用，是提升能源電力系統調節能力、綜合效率和安全的重要保障，是新型電力系統重要組成部分和關鍵支撐技術。以鋰離子電池為主的預製艙式電化學儲能站具有建設環境要求低、建設周期短、響應速度快等優點，近年來投運規模不斷增加，是新型儲能發展的重要方向。
3.在10kv預製艙式電化學儲能電站的設計中，如何優化接線及布置，如何解決電化學儲能電站佔地面積大、設備種類繁多的問題，如何通過站區平面布置、消防通道、火災隔離、滅火設施等提高消防安全，如何解決當前電化學儲能電站消防安全難題，如何通過規劃建設源頭來減少建設和運維過程的安全隱患等，都是近期本領域亟需解決的技術難題。
技術實現要素：
4.本發明針對現有技術的問題提供一種預製艙式電化學儲能電站系統，設計巧妙，採用分區模塊化思路，功能分區明顯，應用工業化理念，提高工程建設的安全性和效率，有助於提高電化學儲能電站的運維效率，減少運維過程的安全隱患。
5.為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：
6.本發明提供的一種預製艙式電化學儲能電站系統，其包括依次布置的儲能電池區、變流升壓區和開關及監控設備區，所述儲能電池區與所述變流升壓區之間間隔設置有中間消防通道；所述預製艙式電化學儲能電站系統還設置有環形消防通道，所述儲能電池區、變流升壓區和開關及監控設備區位於所述環形消防通道內，所述環形消防通道與所述中間消防通道之間形成呈「日」字型的消防通道；所述儲能電池區包括多座呈陣列分布的儲能電池預製艙；所述變流升壓區包括多座呈單列等間隔布置的變流升壓預製艙；所述開關及監控設備區包括呈單列等間隔布置的開關艙、監控艙、站用電源艙和備品備件艙，所述監控艙與所述開關艙信號連接；
7.所述開關艙包括多座真空斷路器，所述儲能電池預製艙與所述變流升壓預製艙連接，所述變流升壓預製艙和所述站用電源艙分別與所述真空斷路器連接。
8.其中，多座所述儲能電池預製艙的數量為四至十六座，多座所述儲能電池預製艙呈兩列的陣列分布，相鄰兩個儲能電池預製艙之間的間距大於等於三米。
9.其中，每個所述儲能電池預製艙採用貨櫃型式，每個所述儲能電池預製艙的電池總容量為3mwh。
10.其中，所述儲能電池預製艙內設置有3mwh電池系統、電池管理系統、消防系統、熱管理系統、照明系統、配電系統和視頻監控系統中的一種或多種。
11.其中，多座所述變流升壓預製艙的數量為二至八座，相鄰兩個變流升壓預製艙之
間的距離大於等於三米，所述變流升壓預製艙與相鄰的所述儲能電池預製艙之間的距離大於等於7.9米，同一排的變流升壓預製艙與同一排的儲能電池預製艙對應連接。
12.其中，每座所述變流升壓預製艙包括匯流銅排、一臺2500kva的升壓乾式變壓器和四臺630kw的儲能pcs設備；儲能pcs設備通過匯流銅排與升壓乾式變壓器的低壓側連接；每兩臺儲能pcs設備與一座儲能電池預製艙的直流匯流櫃分別通過低壓直流電纜連接；升壓乾式變壓器的高壓側與開關艙通過多芯高壓交流電纜連接。
13.其中，所述開關艙內配置有第一進線櫃、第一計量櫃、第一pt櫃、第一分段櫃、第一站用變櫃以及第一出線櫃；所述第一出線櫃內設置有所述真空斷路器，所述第一出線櫃內的所述真空斷路器與變流升壓預製艙的10kv升壓變壓器高壓側連接。
14.其中，所述開關艙設置有十三面開關櫃，其中，第一進線櫃一面，第一計量櫃一面，第一pt櫃兩面，第一分段櫃一面，第一站用變櫃一面以及第一出線櫃七面；上述的十三面開關櫃均採用kyn型金屬鎧裝移開式真空斷路器開關櫃。
15.其中，所述監控艙配置有繼電保護及安全自動裝置、調度自動化系統、計算機監控系統、交直流一體化電源、時間同步系統、通信設備和視頻及環境監控設備和通信設備。
16.其中，所述站用電源艙配置有兩臺630kva的乾式變壓器、低壓母線、10kv第二進線櫃、第二計量櫃和第二出線櫃。
17.其中，所述各類型預製艙的耐火等級不低於二級。
18.本發明的有益效果：
19.本發明設計巧妙，將10kv預製艙式電化學儲能電站布置劃分為儲能電池區、交流升壓區、開關及監控設備區三個設備功能分區，功能分區明顯，順序依從電力生產變換流程，有效減少分區及設備間連接電纜的長度約15％，巧妙的利用「日」字型的消防道路，將具有較高火災危險的儲能電池區與其他低火災危險的區域(變流升壓區和開關及監控設備區)形成明顯的火災分隔，滿足設備之間的防火間距要求，有效提升預製艙式電化學儲能電站的安全性，同時「日」字型的環形消防道路可作為設備運輸吊裝及維護通道，有效減少預製艙式電化學儲能電站佔地約5％。
20.本發明採用分區模塊化思路，功能分區明顯，應用工業化理念，提高工程建設的安全性和效率，有助於提高電化學儲能電站的運維效率，減少運維過程的安全隱患。
附圖說明
21.圖1為本發明的一種預製艙式電化學儲能電站系統的電氣分布圖。
22.圖2為本發明的一種預製艙式電化學儲能電站系統的電氣接線示意圖。
23.在圖1至圖2中的附圖標記包括：
24.100、儲能電池區；200、變流升壓區；300、開關及監控設備區；
25.1、中間消防通道；2、環形消防通道；3、儲能電池預製艙；4、變流升壓預製艙；5、開關艙；6、監控艙；7、站用電源艙；8、備品備件艙；9、真空斷路器；10、電池；11、升壓乾式變壓器；12、儲能pcs設備。
具體實施方式
26.為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發明作進一步的說
明，實施方式提及的內容並非對本發明的限定。以下結合附圖對本發明進行詳細的描述。
27.一種預製艙式電化學儲能電站系統，如圖1至圖2所示，其包括依次布置的儲能電池10區100、變流升壓區200和開關及監控設備區300，所述儲能電池10區100與所述變流升壓區200之間間隔設置有中間消防通道1；所述預製艙式電化學儲能電站系統還設置有環形消防通道2，所述儲能電池10區100、變流升壓區200和開關及監控設備區300位於所述環形消防通道2內，所述環形消防通道2與所述中間消防通道1之間形成呈「日」字型的消防通道；所述儲能電池10區100包括多座呈陣列分布的儲能電池預製艙3；所述變流升壓區200包括多座呈單列等間隔布置的變流升壓預製艙4；所述開關及監控設備區300包括呈單列等間隔布置的開關艙5、監控艙6、站用電源艙7和備品備件艙8，所述監控艙6與所述開關艙5信號連接；其所述儲能電池10區100、所述變流升壓區200和所述開關及監控設備均呈「目」字型布置，功能分區明顯；
28.所述開關艙5包括多座真空斷路器9，所述儲能電池預製艙3與所述變流升壓預製艙4連接，所述變流升壓預製艙4和所述站用電源艙7分別與所述真空斷路器9連接。
29.具體地，本發明設計巧妙，將10kv預製艙式電化學儲能電站布置劃分為儲能電池10區100、交流升壓區、開關及監控設備區300三個設備功能分區，功能分區明顯，順序依從電力生產變換流程，有效減少分區及設備間連接電纜的長度約15％，巧妙的利用「日」字型的消防道路，將具有較高火災危險的儲能電池10區100與其他低火災危險的區域(變流升壓區200和開關及監控設備區300)形成明顯的火災分隔，滿足設備之間的防火間距要求，有效提升預製艙式電化學儲能電站的安全性，同時「日」字型的環形消防道路可作為設備運輸吊裝及維護通道，有效減少預製艙式電化學儲能電站佔地約5％。
30.本發明採用分區模塊化思路，功能分區明顯，應用工業化理念，提高工程建設的安全性和效率，有助於提高電化學儲能電站的運維效率，減少運維過程的安全隱患。
31.本實施例中，多座所述儲能電池預製艙3的數量為四至十六座，多座所述儲能電池預製艙3呈兩列的陣列分布，相鄰兩個儲能電池預製艙3之間的間距大於等於三米，滿足儲能電池預製艙3之間的防火間距和運行維護距離要求。
32.本實施例中，每個所述儲能電池預製艙3採用貨櫃型式，每個所述儲能電池預製艙3的電池10總容量為3mwh。
33.本實施例中，所述儲能電池預製艙3採用標準40尺貨櫃(12.192m長
×
2.438m寬
×
2.896m高)；所述儲能電池預製艙3內設置有3mwh電池10系統、電池10管理系統、消防系統、熱管理系統、照明系統、配電系統和視頻監控系統中的一種或多種。具體地，電池10管理系統配置本地控制器和人機互動觸控螢幕；消防系統採用儲能電池預製艙3採用戶外檢修方式；電池10預製艙內採用七氟丙烷氣體自動滅火系統，由氣體櫃、管道、噴頭、洩壓裝置、消防報警等設施組成，櫃體通常設置於艙體的一端，通過管網連接至所有艙體頂部安裝的氣體噴頭，從而形成自動氣體全淹沒滅火系統；其中，單個儲能電池預製艙3配置兩套採暖通風空調。
34.本實施例中，多座所述變流升壓預製艙4的數量為二至八座，相鄰兩個變流升壓預製艙4之間的距離大於等於三米，所述變流升壓預製艙4與相鄰的所述儲能電池預製艙3之間的距離大於等於7.9米，同一排的變流升壓預製艙4與同一排的儲能電池預製艙3對應連接。
35.本實施例中，所述環形消防道路的最小寬度不小於5米，最小轉彎半徑不小於9米；所述環形消防道路設置兩個進站口，與進站道路連接。具體地，如圖所示，環形消防道路最小寬度5.3米，最小轉彎半徑9米，滿足消防通道要求和設備艙體運輸要求；環形消防道路設置兩個進站口，與進站道路連接。
36.本實施例中，所述變流升壓預製艙4採用貨櫃型式，每座所述變流升壓預製艙4包括匯流銅排、一臺2500kva的升壓乾式變壓器11和四臺630kw的儲能pcs設備12；儲能pcs設備12通過匯流銅排與升壓乾式變壓器11的低壓側連接；每兩臺儲能pcs設備12與一座儲能電池預製艙3的直流匯流櫃分別通過低壓直流電纜連接；升壓乾式變壓器11的高壓側與開關艙5通過多芯高壓交流電纜連接。
37.本實施例中，開關艙5採用預製艙式結構，尺寸為12.5m
×
5.69m
×
3.018m(長
×
寬
×
高)；站用電源艙7採用預製艙式結構，尺寸為標準40尺高櫃貨櫃(12.192m長
×
2.438m寬
×
3.018m高)；監控艙6採用預製艙式結構，尺寸為(12.5m長
×
7m寬
×
3m高)；備品備件艙8採用預製艙式結構，尺寸為標準40尺貨櫃(12.192m長
×
2.438m寬
×
2.896m高)，用於放置儲能電站用備品備件和工器具。
38.本實施例中，所述開關艙5內配置有第一進線櫃、第一計量櫃、第一pt櫃、第一分段櫃、第一站用變櫃以及第一出線櫃；所述第一出線櫃內設置有所述真空斷路器9，所述第一出線櫃內的所述真空斷路器9與變流升壓預製艙4的10kv升壓變壓器高壓側連接。
39.本實施例中，所述開關艙5設置有十三面開關櫃，其中，第一進線櫃一面，第一計量櫃一面，第一pt櫃兩面，第一分段櫃一面，第一站用變櫃一面以及第一出線櫃七面；上述的十三面開關櫃均採用kyn型金屬鎧裝移開式真空斷路器開關櫃；其中，真空斷路器9參數為12kv，630a，31.5ka或12kv，1250a，31.5ka。
40.本實施例中，所述監控艙6配置有繼電保護及安全自動裝置、調度自動化系統、計算機監控系統、交直流一體化電源、時間同步系統、通信設備和視頻及環境監控設備和通信設備。
41.本實施例中，所述站用電源艙7配置有兩臺630kva的乾式變壓器、低壓母線、10kv第二進線櫃、第二計量櫃和第二出線櫃。
42.本實施例中，上述各預製艙的耐火等級不低於二級。
43.以上所述，僅是本發明較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明以較佳實施例公開如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當利用上述揭示的技術內容作出些許變更或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明技術是指對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的範圍內。