浅谈风力发电场储能系统的设计方案

曾秀英 智勇鸣

摘要：为确保能源转型速度的进一步提升，确保低碳清洁发展，风力发电场储能电站的发展受到更多业内人士关注。在开发风力发电场储能电站的过程中，应注意风电场储能电站接入系统方案，以此有效促进风力发电场储能站的可持续发展，能够节约更多的能源，提高风力发电的应用效果。

关键词：储能电站;设计接线;配置方案

前言

风能是一种无污染、可再生的绿色清洁能源，随着风电装机容量的不断提高，风电所固有的随机性、间歇性也给电网的安全、可靠运行提出越来越大的挑战，风电的大规模并网问题已经成为制约风电进一步发展的瓶颈。通过在风电成配置储能系统，与风电出力预测相结合，利用储能系统快速调节能力，及时有效地平滑和补偿风电出力波动，为大规模风电的可靠接入提供经济有效的解决途径。本文以山东省某一风电场的储能系统设计方案为例进行阐述。

一、储能系统的设计容量

根据《关于开展储能示范应用的实施意见》中，新能源场站原则上配置不低于10%，连续充电不低于2小时的储能设施。本项目风电场发电容量为50MW，规划配置5MW（10MWh）储能系统，接入35kV母线。

二、储能系统的主要组成部分

储能系统由电池预制舱、储能逆变升压舱、EMS及二次设备等设备组成。

（1）电池预制舱

电池预制舱采用40尺标准集装箱，主要作用是将电池、BMS、环境监控、通讯等设备有机地集成到一个标准的单元中，该标准单元拥有自己独立的温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。

（2）储能逆变升压舱

本方案3MW储能逆变升压舱采用40尺预制舱，内部配置6台500kW PCS、一台3000kVA双绕组变压器及配套开关柜、测控柜及相关配套设备等;2MW储能逆变升压舱采用20尺预制舱，内部配置4台500kW PCS、一台2000kVA双绕组变压器及配套开关柜、测控柜及相关配套设备等

储能逆变升压舱的主要任务是将PCS、通讯监控等设备有机的集成到1个标准的单元中，该标准单元拥有自己独立的自供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、视频监控系统、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。

（3）EMS及二次设备

储能电站的能量管理系统包括电池管理系统（BMS）、变流器（PCS）监控系统和储能系统就地监控系统。其中，电池管理系统（BMS）监控系统实现对电池设备的监控;变流器（PCS）监控系统实现对变流器设备的监控;储能系统就地监控系统实现对储能电站内的电气设备监控，并作为储能电站全站的监控平台实现全站（包括电池管理系统（BMS）变流器监控系统（PCS））的集中监控。

三、储能系统的设计接线

本方案风电储能5MW/10MWh，共有2套储能子系统，其中1套储能子系统单独容量为2MW/4MWh，1套储能子系统容量为3MW/6MWh;

风电储能2MW/4MWh子系統由2台2MWh的电池预制舱和1台2MW的逆变升压舱组成：2MWh的电池预制舱电池采用磷酸铁锂电池，2MW逆变升压舱包含4台500kW双向变流器PCS、1台380V/35kV/2000kVA变压器。储能电池通过预制舱内部汇流柜汇流后接入储能逆变升压舱内部变流器PCS，PCS将电池的直流转换为380V交流电压，通过变压器将电压升高至35kV。

风电储能3MW/6MWh子系统由3台2MWh的电池预制舱和1台3MW的逆变升压舱组成：2MWh的电池预制舱电池采用磷酸铁锂电池，3MW逆变升压舱包含6台500kW双向变流器PCS、1台380V/10kV/3000kVA变压器。储能电池通过预制舱内部汇流柜汇流后接入储能逆变升压舱内部变流器PCS，PCS将电池的直流转换为380V交流电压，通过变压器将电压升高至35kV。

参考文献

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