2019大容量电池储能站监控系统技术规范.doc
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1、大容量电池储能站监控系统技术规范目 次 前 言11范围22规范性引用文件23名词术语和定义24总则35系统构成45.1 系统结构45.2 网络结构45.3 硬件设备45.4 软件要求56系统功能要求56.1 数据库的建立和管理66.2 数据采集和处理66.3 监视和报警76.4 控制与调节76.5人机界面与操作86.6 远动功能96.7 时间同步96.8 事件顺序记录96.9 其他功能106.10 通信接口及协议107性能指标117.1 系统性能指标117.2 抗干扰能力128防雷接地139电源13附录A 本规范用词说明14附录B.1 大容量电池储能站监控系统典型结构图115附录B.2 大容量
2、电池储能站监控系统典型结构图216I大容量电池储能站监控系统技术规范1 范围本规范规定了功率不小于500kW且容量不小于500kWh的电池储能站监控系统结构、功能和技术要求。本规范适用于大容量电池储能站建设与改造工程的监控系统的设计和制造。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新本版(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T XXXXX 大容量电池储能站电池管理系统技术规范GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术 GB/T13729-2002 远动终端设备GB 50343-2004 建筑物电子
3、信息系统防雷技术规范GB 7260.1-2008 不间断电源设备 第1-1部分: 操作人员触及区使用的UPS的一般规定和安全要求。NB/T XXXXX 大容量电池储能站蓄电池技术规范DL/T 621-1997 交流电气装置的接地DL/T 634.5101 运动设备及系统 第5-101部分:传输规约 基本远动任务配套标准(DL/T 634.5104-2002,idt IEC 60780-5-101)DL/T 634.5104-2002 远动设备及系统 第5-104部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC 60870-5-101网络访问(DL/T 634.5104-2002,idt IEC 60
4、780-5-104)DL/T 719 远动设备及系统 第5部分:传输规约 第102 篇 电力系统电能计量传输配套标准电力二次系统安全防护规定(国家电力监管委员会第5 号令,2005年2月)3 名词术语和定义GB/TXXXXX (大容量电池储能站蓄电池技术规范)、NB/T XXXXX(大容量电池储能站蓄电池技术规范)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 电池储能站 Battery Energy Storage Station(BESS)电池储能站是指以蓄电池为能量载体,通过能量转换系统进行充放电,并可与电力系统实现多种形式的有功和无功能量交换的储能系统。3.2 储能分系统 Energy
5、Storage Subsystem储能电站中以能量转换系统(PCS)为单元划分为若干个系统,称为储能分系统。每个储能分系统由能量转换系统(PCS)、电池分系统、电池管理系统(BMS)组成。3.3 能量转换系统 Power Conversion System(PCS)能量转换系统是实现电池与交流电网之间双向能量转换的装置,其核心部分是由电力电子器件组成的换流器。3.4 电池分系统 Battery Subsystem由多个电池簇连接而成的可整体控制功率输入、输出的分系统,通常与能量转换系统(PCS)连接并受后台监控系统控制。3.5 电池管理系统 Battery Management System(
6、BMS)电池管理系统是由电子电路设备构成的实时监测与管理系统,对整个储能分系统所管辖的电池进行安全管理,对电池可能出现的故障进行报警和应急保护处理,对电池模块、电池簇和分系统的运行进行安全和优化控制,保证电池安全、可靠、稳定的运行。BMS是储能分系统中最高层级的电池管理系统,下接电池簇管理单元(BCMU),并对不同电池簇提供均衡措施。3.6 电池储能站监控系统 SCADA of Battery Energy Storage System将站内电池分系统、电池管理系统、能量转换系统、配电设备、视频及环境监控设备及站内其他智能设备的状态信息、参数配置信息、充放电过程实时信息、操作、控制信息等进行集
7、成,应用信息、网络及通信技术,实现站内设备的监视、控制、管理和保护,并具备与上级监控系统通信功能。3.7 站控层 Station Level由主机或/和操作员站及其他功能站构成,面向全站进行运行管理的中心控制层。3.8 间隔层 Bay Level由电池管理系统、能量转换系统、保护测控装置、间隔层网络设备以及网络的接口设备构成,面向单元设备的就地监测、控制层。4 总则4.1 大容量电池储能站监控系统(以下简称监控系统)应遵循如下原则:4.1.1 有利于实现全系统的信号采集、监视及控制、故障处理,提高运行的可靠性、经济性,并确保充放电过程的安全性。4.1.2 应简化监控系统的硬件配置,避免重复,实
8、现资源共享。4.1.3 监控系统的建设除执行本规范外,还应执行现行有关标准、规范、规程和规定。5 系统构成5.1 系统结构5.1.1监控系统宜由站控层、间隔层两部分组成,并用分层、分布、开放式网络系统实现连接。5.1.2 站控层宜由计算机网络连接的系统主机/操作员站、历史数据服务器、远动工作站、应用服务器(选配)、工程师站(选配)等设备构成,为站内运行提供人机界面,实现间隔层设备的控制管理,形成全站的监控和管理中心,并可与各级监控中心通信。5.1.3 间隔层由间隔层监控单元、间隔层网络设备和通信接口等设备构成,完成面向单元设备的监测控制。5.2 网络结构5.2.1监控系统宜采用星型网络(共享式
9、或交换式以太网),采用双以太网结构时应能同时与两个网络进行数据通信。监控系统网络结构可参考资料性附录B。5.2.2 电池管理系统和能量转换系统宜以储能分系统为单元接入站控层,充分考虑站内电池分系统、能量转换系统的配置方案,保证信息交换的可靠性与实时性。5.2.3 电池管理系统、能量转换系统系统宜单独组网。监控系统采用双网结构时,能量转换系统宜通过双以太网接入应用服务器。5.2.4 应用服务器宜采用高可靠性的嵌入式装置,满足能量转换设备的接入要求。同时应用服务器应具备与站控层网络通信功能。5.2.5监控系统与上级监控管理系统的纵向连接以及监控系统内部各系统的横向连接应符合电力二次系统安全防护规定
10、。5.3 硬件设备5.3.1 硬件构成5.3.1.1监控系统的硬件设备宜由以下几部分组成:1) 站控层设备:包括主机/操作员站、数据服务器(选配)、远动工作站、应用服务器(选配)、工程师站(选配)及打印机等。2) 间隔层设备:包括电池管理设备、能量转换设备、供电监控设备及其他智能设备。3) 网络设备:包括网络交换机、光/电转换设备、接口设备和网络连线及网络安全设备等。5.3.2 站控层设备要求5.3.2.1 站控层配置应满足整个系统的功能要求及性能指标要求,主机资源应与监控系统所控制采集的设计容量相适应,并留有扩充裕度。5.3.2.2 主机/操作员工作站根据要求可以配置单机、双机或多机。5.3
11、.2.3 远动工作站根据需求配置单机或多机。双机配置的远动工作站与间隔层以及调度中心的通信模式均应能根据运行需求设置为双主机或热备用工作方式。5.3.2.4 应设置时钟同步系统,其同步脉冲输出接口或数字接口应满足系统配置要求。5.3.3 间隔层设备要求5.3.3.1 间隔层监控设备宜包括中央处理器、存储器、通信及I/O控制等模块。I/O单元应按电气单元配置,应模块化、标准化、易维护、更换、允许电插拔。5.3.3.2 抗干扰能力应满足站内运行环境的要求。5.3.3.3 应保证在接点抖动(单点防抖时间可设置)和存在外部干扰的情况下不误发信号。5.3.3.4 应能记录各种操作命令的源地址、时间。5.
12、3.3.5 在进行遥控操作或传动试验时,应进行密码确认,不允许密码缺省。5.3.4 网络设备5.3.4.1 网络设备应包括站控层和间隔层网络的通信介质、通信接口、网络交换机及规约转换器等。5.3.4.2户内网络通信介质宜采用超五类屏蔽双绞线。通往户外的通信介质应采用铠装光纤或铠装屏蔽双绞线。5.3.4.3 规约转换器应具备双机自动切换功能,实现与电池管理系统、能量转换系统通信功能。5.4 软件要求5.4.1 监控系统软件应由系统软件、支持软件和应用软件组成:1)系统软件:包括实时操作系统、设备诊断程序、整定、调试软件和实时数据库。2)支持软件:包括通用和专用的编译软件及其编程环境,管理软件、人
13、机接口软件、通信软件等。3)应用软件应采用结构式模块化设计,功能模块或任务模块应具有一定的完整性、独立性和良好的实时响应速度。5.4.2 操作系统应采用符合国际标准的安全可靠系统软件,且具有软件许可证。5.4.3 建立一种面向用户的应用软件设计环境,以利于用户根据应用的需要安全地对应用软件进行补充、修改、移植、生成或剪裁。5.4.4 运行应用软件时应合理使用系统资源,避免不断消耗系统资源而导致系统死机。6 系统功能要求6.1 数据库的建立和管理6.1.1 监控系统应建立实时数据库和历史数据库并满足下列要求:1) 实时数据库:存储监控系统采集的实时数据,其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新,
14、记录被监控设备的当前状态,刷新周期及数据精度应满足工程要求。2) 历史数据库:对于需要长期保存的重要数据可按设定的周期存放在数据库中。历史数据应能在线存储1年以上,所有历史数据应能转存至光盘或其他大容量存储设备并可恢复。3) 历史事件数据应包括遥测越限、遥信变位、动作/故障信号、操作事件、电池分系统、能量转换系统运行数据相关信息等。6. 1.2 数据库管理应满足下列要求:1) 数据库应便于扩充和维护,满足数据规模的不断扩充及应用软件的修改等方面的要求。2) 在线生成、修改数据库,对任一数据库中的数据进行修改时,数据库管理系统应对所有工作站上的相关数据同时进行修改,保证数据的一致性。3) 在系统
15、死机、硬件故障或者电源掉电时,系统应自动保护实时和历史数据库,在故障排除重启后,应自动回复至故障前状态。4) 可方便地交互式查询和调用,其响应时间应满足工程要求,允许不同程序对数据库内的同一数据集进行并发访问,保证在并发方式下数据库的完整性和一致性。6.2 数据采集和处理6.2.1 监控系统应能通过测控单元及能量转换系统、电池管理系统能进行实时信息的采集和处理,实时采集模拟量、开关量。6.2.2 监控系统应设置通信接口与电池管理系统连接,接收和处理的信息包括:1) 单体电池的电压、温度等实时信息。2) 电池模块的电流和漏电流。3) 各种故障告警信号和保护动作信号。6.2.3 能量转换系统上送信
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- 2019 容量 电池 储能站 监控 系统 技术规范
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