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储能知识 | 电池储能系统电气设计概述
发布时间：2023-11-20
电池储能系统（BESS）的电气集成设计环节依据储能系统的应用场景，涉及直流、高/低压配电、控制电源配电、接地与防雷、安全标准和规范等多方面内容。
BESS电气系统一般分为主电路及控制电路两个部分（如图）：
主电路部分主要分为直流回路、PCS及交流并网接口。其中直流回路电池簇输出/输入端开始，经各开关盒、直流线缆至电池汇流柜(BCP)中进行汇流；在这一线路上将设置必要的直流保护和开关器件，以配合BMS实现电池安全可靠并联、故障隔离及故障恢复后的再投入。BCP与PCS直流侧相连，集中式PCS大多采用单接口输入(输出)、模组化PCS则需要设置多路端口。为了维护方便，在BCP中依然建议设置具有可视断点的开关器件。交流并网接口，或接入低压400V/690V电网，或经升压变接入6kV以上高压电网；也可能会在其中安装并离网切换装置，支持BESS离网运行，为负荷独立供电。
控制电路主要为BESS内部设备供电，其输入端可安装多路自动转换开关(ATS）实现灵活取电。为隔绝外部电源谐波等干扰，控制电源变压器是非常必要的。系统控制或辅助设备将依据重要程度进行供电管理。一般而言，BMS、实时控制器、故障录波及消防系统等设备应由UPS供电。
·低压开关柜：一般包括断路器、隔离开关、计量表计、浪涌保护器及柜体。需考虑电压绝缘、铜排、保护线、电缆等，采用可重复动作的断路器、并分级配置电涌保护器。
·变压器：用于协调不同的直流侧电压与电网电压间的匹配，并兼顾PCS的效率与控制方式。大多数使用铜绕组干式变压器,需充分考虑交流接地方式。
·高压开关柜：大多数使用中置柜或环网柜，其高压电缆的选型需考虑安装方式与环境。
·电池汇流柜：BCP是最靠近电池簇的主电路电气开关设备，能实现多组电池簇的并联汇流、直流线路策略与保护和PCS间电气连接。
·控制配电设计：控制系统配电设备、实时控制器及BMS等二次设备，通常集成于BCP中，在减少柜体数量、降低成本的同时，有利于便捷监控整体工作状态。各控制系统的供电功率需依据BESS容量和实际工况计算确定。
在BESS电气设计过程中，既要考虑自身内部设备的用电需求、故障保护和操作人员安全，还应结合应用场景考虑对外交直流接入方案、外部故障隔离保护及对相邻或上级电网安全的影响，选择最佳设计方案并进行实测验证，确保BESS的可靠并网运行以及电网和用电设备安全。
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