今日要聞!10 個儲能系統設計的重要考慮因素

太陽能發電系統具有多種視覺上明顯的獨特風格：固定傾斜地面安裝、跟蹤器、屋頂、車棚、漂浮和混合用途農業光伏陣列，電池儲能系統 (BESS) 則不同。相比之下，BESS 主要由集裝箱和升壓變壓器組成，不同系統表面上看起來都非常相似。 因此人們可能會假設每個 BESS 之間的電氣差異不大。然而，當深入挖掘時，會發現系統BOS的電氣設計中存在大量關鍵的細微和隱藏差異，必須仔細考慮這些差異才能確保 BESS 項目實現良好集成、高性能和成本效益。下面列出了 Castillo 工程團隊在努力生產符合規范、可靠且可經濟建造的 BESS 設計時遇到的十個關鍵設計考慮因素。

關鍵設計考慮因素之一： 高的能量密度和導體

(資料圖片)

能量密度，尤其是最流行的鋰離子技術電池，在相對較小的 BESS 占地面積內非常高。這意味著現場某處將有多組非常粗的導體連接 - 很可能在地下，通常在管道中。因此，必須確定并實施可最大限度減少導線總截面積的技術，以降低安裝成本，同時創建一種設計，使必要數量的穿管實際上可以在指定的地板檢修口內被截斷。對于尺寸似乎任意小的地板檢修口，這項任務可能特別具有挑戰性，因此很難在這個檢修口的小正方形內布置大轉彎半徑的導體。

關鍵設計考慮因素之二：最大的電池組串電壓與集中式變流器

該技術允許的最大電池組串電壓通常無法經濟地匹配大型集中式變流器直流輸入電壓，并且需要一個DC/DC轉換器。在這些情況下，重要的是要確定 DC/DC 轉換器是包裝在單獨的集裝箱中，還是用于多個集裝箱的單獨大型設備。同樣，有必要確定 DC/AC 變流器是否包裝在集裝箱內，或者它們是否是用于多個集裝箱的單獨的、更大的設備。根據系統架構中構建模塊的數量，大型的并聯電纜走線的數量可能需要加倍，隨之而來的是要連接的電纜接頭和要固定的螺栓數量也要增加一倍和三倍。

關鍵設計考慮因素之三：輔助負荷

當涉及到輔助負荷以最大限度地降低項目成本時，需要考慮幾個因素。首先，用于冷卻和制熱的HVAC系統的BESS 的輔助電源是否是來自公用事業的獨立饋電回路，以便即使在公用事業重合閘分閘時也可以提供 HVAC？其次，應該確定輔助電源負荷是否明確定義，或者它們是否看起來容量過大、過于謹慎，從而需要昂貴的大規格設備。此外，需要確定的是，在龐大的輔助負荷列表中，哪些真正需要來自電站內輔助配電柜的外部電源，哪些實際上是可以忽略的內部饋電輔助負荷。電池設計人員通常不區分內部電源和外部電源，因為他們經常將它們歸為輔助負荷的一般類別。

關鍵設計考慮因素之四：通信和布線

一個常見的 BESS 設計挑戰是通信圖通常不會指示各點之間應該采用哪種布線。對于雙向功率流，有必要根據給定工作電流下特定地點的電池架數量確定每個方向的最大滿載電流。

關鍵設計考慮因素之五：確定適用的規范

在確定適用規范時，NEC 第 480 條、UL 1788、UL 1973、UL 9540、NFPA 101、NFPA 855、NFPA 5000、IFC 第 12 章、NFPA 1 第 52 章和本地采用的規范之間有時會存在沖突、差距或更嚴格的要求。如果項目涉及混合 BESS 和太陽能發電光伏裝置，了解有多少規范規則發生變化將是至關重要的。在項目地點的轄區內找到能夠就適用哪些規范給出明確答案的一站式專家，也將大大有助于確保盡可能高效和經濟地執行項目。

關鍵設計考慮因素之六：單頁宣傳冊、設計指南和安裝手冊

BESS 設計發展如此之快，以至于單頁宣傳冊、設計指南和安裝手冊經常包含過時、沖突或缺失的信息。多輪的 RFI（信息需求征集） 和文檔修訂可能無法澄清問題。如果答案可以對信息進行務實的、基于經驗的判斷，提供大量關于設計元素的解釋性注釋以提供清晰度并且不增加混淆程度，這將是一種幸運但現在很少見的情況。

關鍵設計考慮因素之七：NEC標準的灰色地帶

NEC在其發展過程中的大部分時間都在處理不具備機載計算機類型處理能力的不太復雜的非自動化設備。因此，有幾組 NEC 標準 沒有正確解決的灰色地帶。例如，假設 BESS 設計精巧，具有多個故障安全保護級別以防止發生過流，并且還通過了詳盡的 UL 測試并獲得認證。業主工程師或其他第三方標準審查人員是否會要求在 60 周的交貨時間內安裝 3,000 安培的外部熔斷器？在這些灰色地帶，該行業可能距離任何語言版本至少有兩個 NEC標準修訂周期。

關鍵設計考慮因素之八：術語不明確

由于 BESS 的快速發展和持續的技術創新，仍然存在大量的混淆、誤解和對特定術語缺乏一致意見。以下是 Castillo Engineering 從事的項目的一些最新例子：

“我們不認為那是電池，那只是一個電芯。”

“我們不會將這些電纜連接到電池簇。我們需要在連接的電池簇串的末端連接它們?！?/p>

“那邊的那個集裝箱里面只有電池，只需要連接直流電源輸出電纜，而旁邊那個外觀相同的集裝箱包含一個變流器，電池簇的數量只有一半，所以它有交流電源線。他們把帶有交流電源輸出導線的那個集裝箱放在離升壓變壓器和公用設施互連點最遠的地方是有什么特殊的原因嗎？”

關鍵設計考慮因素之九：增加地下管道和立管

BESS 地下將有許多大型電氣管道，但這些管道也開始有一些非電氣公司。許多集裝箱的兩端都裝有立管，這樣消防員就可以連接軟管，并在需要時向集裝箱內注水。根據火災的強度，可能不會有很多志愿者走上前去連接軟管，因此 BESS 安裝手冊開始建議在離集裝箱一定距離的地方進行立管連接。因此，不僅大型地下管道的數量急劇增加，而且水管也在電線管道下方和上方運行。

關鍵設計考慮因素之十：缺少必要的接線端子

假設安裝的 BESS 產品具有出色的文檔和貼有標簽的端子，在后期階段仍然可能會出現問題。如果首席電工準備連接主控制器中到BESS系統主接地，并且發現似乎設計沒有為其提供端子，請不要感到驚訝。

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