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

柜式

其他辅助设备还包括电池汇流及保护柜（ BCP ）、控制配电柜、本地监控柜（可选） 等设备 在有些微电网项目中，还可能会在交流接口端安装开关切换柜等定制化设备，并将它们交由本地控制器统管理，进而也成为BESS 一部分。