北京大学国际医院采用常规能源与新能源混合供给,包括光伏车棚、屋顶光伏分布式【shì】、燃气供暖、LED照明【míng】等新能源。为响应北【běi】京绿【lǜ】色建【jiàn】筑【zhù】,倡导【dǎo】绿色能源、节能环【huán】保,所以引入智能微电【diàn】网储能电站,通过峰谷电价差进【jìn】行削【xuē】峰填谷、调频、解决【jué】闪断【duàn】,最大化实现节能收【shōu】益【yì】。

电老虎【hǔ】一词由来已【yǐ】久,在碧野《擎电放光的人【rén】们》中有这样的【de】描述‘作【zuò】为一【yī】个征服【fú】‘电老虎’的女电工,要勇敢。”由此可【kě】见电的威【wēi】力和作用巨大。人【rén】们在【zài】享受电带来便【biàn】利【lì】的同时【shí】,也【yě】不得不面对电带来的问题【tí】如:电产【chǎn】生时【shí】的【de】污染、电的危险性、电能【néng】的浪费。医院【yuàn】作为电力消耗的大户,用电安全与节电是【shì】一个永恒的课【kè】题。

我院(北大国际【jì】医院)为了提高用电安全、提【tí】高电能的利用效【xiào】率及应对用电高峰【fēng】期的电【diàn】力紧张【zhāng】问题,积极响应国【guó】家节能减排【pái】的政策,勇【yǒng】于尝试新【xīn】技【jì】术【shù】的应用。利用社会资本最终【zhōng】以能【néng】源管理合同形式签订了约2.7MW储能电站项目。在项目签订前【qián】期,结合【hé】我【wǒ】院电力供给及用电情况,重点考量了储能电【diàn】站的安全体系【xì】及【jí】风【fēng】险【xiǎn】防控【kòng】措施。

一、安全体系

储能系统安全体系分为规范【fàn】保障、电【diàn】池安全保障、完善【shàn】的辅助系统以【yǐ】及【jí】保【bǎo】险【xiǎn】保障等4个方面。

1、规范保障【zhàng】:目前【qián】储能系统相关的设计【jì】规范较为完【wán】善,其中【zhōng】有国标规范、能标规范等【děng】,储能系统的设【shè】计均【jun1】按照相关国标、能标进行【háng】设计【jì】、安装和调试【shì】;

参考相关文件如下:

NB/T33016-2014储能系统接入配电网测试规程

NB/T33015-2014储能系统接入配电网技术规定

Q/GDW1564-2014储能系统接入配电网技术规定

Q/GDW11220-2014电【diàn】池储【chǔ】能电站设备【bèi】及系【xì】统交接试验规程

2、电池安全保【bǎo】障:由于北大国际【jì】医【yī】院储能【néng】电站【zhàn】第一期给冷水机组【zǔ】及配套设备使用,因此采用锂电池以【yǐ】适应起动电流大的【de】现【xiàn】象。对于【yú】锂电池要【yào】求进行测试并提供【gòng】国检检测【cè】报告【gào】:

3、完【wán】善的辅助系统:通过【guò】数据监测、温【wēn】度【dù】控【kòng】制、安防系统、消防系统辅助系统来完【wán】善提高储能【néng】电站【zhàn】的被动安全性【xìng】。

3.1数据监测:

-通【tōng】过远程运维【wéi】云平台可查【chá】看电池【chí】组的运行参【cān】数,主要包括【kuò】电池模块、电池【chí】系统的电压、温度、电流【liú】、SOC、DOD,电池系统的【de】能量/功【gōng】率【lǜ】可调节深度等信息。

-可查【chá】看每【měi】台变流器的运【yùn】行参数,如直流电压、直流电流、直流功【gōng】率、交流【liú】电压、交流电流、变流器【qì】机内温【wēn】度、时钟【zhōng】、频【pín】率【lǜ】、功率因数、当【dāng】前输【shū】出(输入)功率、日输入【rù】电量、日输出电量、累计输入电量、累计输出【chū】电【diàn】量、日功率曲【qǔ】线等。

-监控电池组和【hé】变流器【qì】的运行状态,采用声光报警方式【shì】提示【shì】设备出现故障【zhàng】,可查看故【gù】障原因及【jí】故障【zhàng】时间。

3.2温度控制:温度控制包含热监测、热控制和热保护系统。

其【qí】中热监测【cè】系统负【fù】责采【cǎi】集电【diàn】池簇中各测温点【diǎn】的温度数据并上传给BCMS,BCMS处理后传递【dì】给BMS

热控制系统根据bms的温度数据与空调系统联动,精确调节温度。

热【rè】保护【hù】系【xì】统根据实【shí】时的电【diàn】池温度进行相应的保护:当温度过高或温升过快【kuài】时【shí】及【jí】时中止运行避免事故的发生【shēng】。

采【cǎi】用【yòng】主动风【fēng】冷形式,利用空调【diào】系统+整【zhěng】体风道+柜体【tǐ】内部风道结构【gòu】,匹配适当风扇,对储能室内部环境温度、电【diàn】池组工作温度【dù】进行主动控【kòng】制。应用CFD仿真技术,对储【chǔ】能【néng】电池组【zǔ】的热管理【lǐ】设【shè】计分析【xī】匹配,确定单套储【chǔ】能柜的热管理加热【rè】或冷却功【gōng】率,将系统电池温差控制在4℃以内。

3.3安防系统:

安防【fáng】系统【tǒng】包含视【shì】频监控系【xì】统及安全报警【jǐng】系统。在储能电气间及电池间配有摄像头,对储能系统进行监控。对【duì】非法侵入【rù】安全【quán】报警系【xì】统会及【jí】时发出声光警示并通知后【hòu】台值班【bān】人【rén】员。

3.4消防系统:在项目前期积极按消防法规,在消防局进行备案。

消防系统由烟【yān】雾【wù】传感【gǎn】器、声光报警器、温度探测器、七氟丙【bǐng】烷【wán】灭火系【xì】统【tǒng】等部分组成。系统【tǒng】采用智能自动控制【zhì】启动方式,具备高可【kě】靠的消【xiāo】防防护措施,可以单【dān】独对电池储存房间【jiān】进行灭【miè】火。

设计依据:

《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005

《建筑设计防火规范》GBJ16-87

《柜式气体灭火装置》GB16670-2006

《洁净气体灭火系统标准》NFPA2001

《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-2007

《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98

4保险保障:

我院要求储能电【diàn】站建设方对【duì】已【yǐ】投【tóu】运设备投有财产责任险【xiǎn】,责任险涵盖人、财、物等多个方面。对设备因意外产生的直接责任【rèn】会通过建设方及保险公【gōng】司对我院【yuàn】损【sǔn】失【shī】进【jìn】行赔【péi】付,增加意【yì】外发生后【hòu】的安全保障。

二、风险防控措施

储能电站在运行过程中还要考虑

1、向电网反送电;

2、储能系统意外停机的风险防控。

1、向电网反送电:

我院储【chǔ】能电站对接在变压器低压侧,储能系统在向400V母线放电时,要严格禁止向高压【yā】侧【cè】反送电,保【bǎo】障用【yòng】电【diàn】的【de】可靠性。在变压【yā】器进【jìn】线侧【cè】安装负【fù】荷监测装置,实时监测变压器的负荷状态,储能系统根【gēn】据变压器的负荷曲【qǔ】线实时调整放电功率,保障市电的供电电【diàn】流始终处于大于0的状态,避免向高【gāo】压【yā】侧反【fǎn】送【sòng】电。同【tóng】时为确保负【fù】荷检测装置出现故障造【zào】成【chéng】反送【sòng】电【diàn】,还【hái】采取【qǔ】以下措施

通讯中断【duàn】;储能控制系统【tǒng】实时【shí】监测通讯【xùn】报文,当出现心跳报文中断或【huò】异常时【shí】,储能系统立刻采取【qǔ】停机【jī】的措施。

数【shù】据错【cuò】误【wù】;储能【néng】控制系【xì】统对负荷采【cǎi】集装置【zhì】的【de】传递报文有校核机制,当出现【xiàn】校验不【bú】一致的【de】情况时,储能系统及时调整【zhěng】放电功率或采取停机措施。

数据偏差大;当采集【jí】数据出现偏差较大的情【qíng】况时,储能控制系【xì】统会【huì】根据实采的电压电流数据【jù】进行综【zōng】合【hé】判断【duàn】,适当调整放电功率或采取停机措【cuò】施。

2、储能系统意外停机的风险防控:

储能系【xì】统在运【yùn】行过程【chéng】中【zhōng】有自我保护机制,当监测【cè】到有网【wǎng】络恶意攻击或者系统故障时,储能控制【zhì】系统会采取停机措施。停机【jī】措施【shī】包含【hán】:断开【kāi】与400V母线【xiàn】并网点的断路器、PCS变流【liú】器停止【zhǐ】运行、EMS系【xì】统置停运状态,使储能系【xì】统处【chù】于离网状态【tài】。

当储【chǔ】能系统发生意外停机时,市【shì】电【diàn】供电会自动跟随实际负荷,不会对正常【cháng】供电产【chǎn】生【shēng】任何的影响【xiǎng】。

另外,储【chǔ】能系【xì】统采取【qǔ】远程监控及运【yùn】维系统,运维人员进行24小【xiǎo】时【shí】监【jiān】控【kòng】,当发生意外停机时,要【yào】求储能电【diàn】站运维团队1小时内到场进行处理。

安全无小【xiǎo】事,安【ān】全具有一票否决权。在建设【shè】前期我院就对储能电站的安【ān】全体【tǐ】系及风险防控措施【shī】进【jìn】行了【le】充分论【lùn】证。

在充【chōng】分论证【zhèng】储【chǔ】能电站在我院电力【lì】系统中的【de】运用。结合我院电力系统,引入【rù】储能环【huán】节后【hòu】,可以有效【xiào】地实现需求【qiú】侧管理,消除昼夜间峰谷电差【chà】,平滑【huá】负荷,不仅可以【yǐ】更【gèng】有效【xiào】地【dì】利用电力【lì】设备【bèi】、降【jiàng】低供电【diàn】成【chéng】本,还可【kě】以促进可再生能源的应用,也可作为提高【gāo】系统运行【háng】稳定【dìng】性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段,改善电能质【zhì】量等方【fāng】面有着重要的作用。

储能同光伏发电的结合【hé】,我院前【qián】期已建有光【guāng】伏发【fā】电站《0.58MW》。其【qí】与储能电站结合使用【yòng】可以起到平滑【huá】可再【zài】生【shēng】能源发电出力、提高【gāo】发电的可控性【xìng】、增【zēng】强可再【zài】生【shēng】能【néng】源【yuán】利【lì】用效率等作用。在市政电力故障不能供【gòng】应情【qíng】况下,储能电站、光伏发电结合应急供电保障设【shè】备:柴油发电机、UPS、EPS等,可以大大提【tí】高【gāo】我院供电的保障能力【lì】。

在经济方面【miàn】储能电站采用能源【yuán】管理合同形式【shì】,利用闲【xián】置空间建设无需我院投【tóu】入资金。安装【zhuāng】储能电【diàn】站,在【zài】谷【gǔ】时段(电池)储存电能,高峰时段向用电负【fù】荷供电,利用“峰谷电价差”降低电力用户的电【diàn】费,以我【wǒ】院一【yī】期储【chǔ】能电站为【wéi】例预【yù】计每年【nián】可节约【yuē】电费:16万元。

针【zhēn】对医院用电安全等级较高【gāo】的情况,我们可【kě】以多角度,全【quán】方位的【de】细致【zhì】论证储能电站的安全性【xìng】、可靠性【xìng】、可行性。结合自身电力系统【tǒng】特点采用局部非【fēi】医疗重【chóng】点区域实【shí】行【háng】的方【fāng】案,充分【fèn】利用社会资本进行【háng】大胆【dǎn】尝试。在【zài】测试成功的前提下【xià】积极实施,为国家【jiā】,为我们的蓝天,为医院【yuàn】平稳【wěn】运行做出努力。