储能系统-系统架构

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1 电池储能系统（BESS）架构

电池储能系统主要包括、电池、pcs、本地控制器、预制舱等核心设备，对于一体化系统，还包括空调、液冷机、环境传感器、消防、UPS、本地EMS等。

电池，是指利用化学反应进行能量存储的装置，其通过电池亮内活性物质间的电极氧化还原反应，实现化学能与电能间的转换，并以电压／电流的形式向外部电路输出电力与不可充电的次电池相比，储能领域使用的次电池可多次循环充放电使用，主要包括铅酸电池、锂电池、钒电池、纳硫电池等正是由于电池充放电过程本质上是电化学反应过程，所以往往伴随着发热、结晶、析气等现象，影响了电池组的寿命、效率和安全此外，为了扩大储能系统容量规模和电压等级， BESS 的电池包含若干井联或串联的电池单元，即电芯这样来，从安全性考虑，特别对于钮电池而言，由于其在严重过充电状态或高温等极端情况下存在爆炸风险，所以电池管理系统（ Battery Management Systems, BMS ）也成为 BESS 一个非常重要的设备。BMS 对电芯及电池簇进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，提高了整个储能电池的工作效率和使用寿命。

大型电池系统（大储）

中型电池系统（工商）

小型电池系统（户用）

2 PCS

PCS ，是电池与电网或用电负荷间的功率转换与电气接口尽管随着电力电子装置的不断发展与应用， PCS 成本不断降低，但是它却决定了整个储能系统的输出电能质量与功率特性，也在很大程度上，与 BMS 相配合，响着电池的使用寿命与安全。

大型变流器，MW级别

小型变流器，KW级别

3 本地控制器

本地控制器，通过通信、传感器检测、节点检测的方式，实现对整个储能系统状态的感知、逻辑的控制、主要设备与辅助设备的运行协调及故障的处理，以提高 BESS 的工作效率和可利用率本地控制器的功能比较灵活，其范围也可能随项目的情况而扩展，如在简单而小型化的微电网系统中，本地控制器还会延伸控制光伏设备、柴油发电机组及交流配电开关等设备。又比如在较为大型的、含有多个储能系统的电站中，就有可能是多个本地控制器通过级联方式完成较为复杂的任务分工，上层本地控制器实现储能系统间的起停协调功率分配，而下层本地控制器则主要完成本储能系统内的相关控制工作。

预制舱，作为储能系统的载体和平台，确保储能系统对各种复杂环境的适应，具有防水、保暖、隔热、阻燃、防振、电磁屏蔽等功能从结构形式上，往往视项目所在地的自然条件、人工成本，可选用固定式建筑、集装箱或户外柜其中固定式建筑建设周期长，成本较高；而集装箱和户外柜，相对而言在制造和运输成本方面都具有定优势所以，在目前大多数项目中，中小型（ lMWh 以下）储能系统，对外形美观要求较高，多采用户外柜；而大型系统，对防护等级及结构强度要求较高，多采用集装箱以集装箱为例，如图 2-2 所示，箱体需要按照动静态载荷受力分析设计强度，必要时可进行箱体改造，增设加强梁同时，还需要按照相关标准，在箱体上安装逃生标志、逃生锁等辅助部件。

箱式