小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

ICS點(diǎn)擊此處添加ICS號(hào)

CCS點(diǎn)擊此處添加CCS號(hào)

ATZH

安徽省碳中和研究會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforintegrateddesignofsmallhouseholdenergystorage

products

（征求意見(jiàn)稿）

在提交反饋意見(jiàn)時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專(zhuān)利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

安徽省碳中和研究會(huì)發(fā)布

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小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義、產(chǎn)品形態(tài)、技術(shù)要求等相關(guān)內(nèi)容。

本文件適用于5kwh-30kwh小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則

GB3096聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB22237社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)

GB51048電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50172電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗(yàn)收規(guī)范

GBT22473.1戶(hù)用分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范

GB/T33342戶(hù)用分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范

GB/T34120電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范

GB/T34131電化學(xué)儲(chǔ)能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T36276電力儲(chǔ)能用鋰離子電池

GB/T36280電力儲(chǔ)能用鉛炭電池

GB/T36558電力系統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)通用技術(shù)條件

GB/T33589微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36276電力儲(chǔ)能用鋰離子電池

GB/T31464電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則

G/BT36548電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范

GB/T36547電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36549電化學(xué)儲(chǔ)能電站運(yùn)行指標(biāo)及評(píng)價(jià)

DL/T1870電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)規(guī)范

DL/T2246.3電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范第3部分:并網(wǎng)運(yùn)行驗(yàn)

NB/T33015電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定

NB/T33016電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測(cè)試規(guī)程

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

儲(chǔ)能

通過(guò)介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)再釋放出來(lái)的過(guò)程。

小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品

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與戶(hù)用光伏系統(tǒng)組合安裝，供家庭用戶(hù)安裝使用的電能光儲(chǔ)一體儲(chǔ)能系統(tǒng)。

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)

以電化學(xué)電池為儲(chǔ)能載體,通過(guò)變流器進(jìn)行可循環(huán)電能存儲(chǔ)與釋放的設(shè)備系統(tǒng)。

電池組

由電池管理系統(tǒng)最小監(jiān)控單元所管理且裝配有使用所必需的裝置(如外殼、端子、接口、標(biāo)志及保

護(hù)裝置)的多個(gè)單體電池的組合。

儲(chǔ)能變流器

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中,連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)(和/或負(fù)荷)之間的實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的變流器。

4基本要求

應(yīng)保持供電可靠性、可操作性和安全性，不應(yīng)影響用戶(hù)正常用電。

應(yīng)選擇節(jié)能、環(huán)保、高效、安全、可靠、易維護(hù)的設(shè)備。

應(yīng)安裝可閉鎖、具有明顯開(kāi)斷點(diǎn)、可實(shí)現(xiàn)可靠接地功能的開(kāi)斷設(shè)備、可就地或遠(yuǎn)程操作。

應(yīng)采用疊層式電池組結(jié)構(gòu)，整體外觀及風(fēng)格設(shè)計(jì)應(yīng)考慮家庭用戶(hù)使用環(huán)境。

5技術(shù)要求

主要功能

小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品主要功能應(yīng)包括但不限于以下：

——額定負(fù)荷能力在5KW-30KW之間；

——支持MPPT光伏接入能力；

——電池組和控制器堆疊安裝方式；

——市電/光伏運(yùn)行模式管理、電池管理、負(fù)荷管理；

——可支持和選擇通信方式。

主要參數(shù)和性能

5.2.1小型戶(hù)用儲(chǔ)能產(chǎn)品主要特性參數(shù)應(yīng)包括控制模塊參數(shù)和電池模塊參數(shù)。

5.2.2控制模塊主要特性由包括但不限于以下參數(shù)進(jìn)行描述：

——市電充電電流；

——額定頻率；

——市電充電電流；

——額定電池輸入電壓；

——最大光伏充電電流；

——額定輸出電壓；

——額定輸出功率；

——穩(wěn)態(tài)值；

——市電電池轉(zhuǎn)換時(shí)間。

5.2.3電池模塊主要特性由包括但不限于以下參數(shù)進(jìn)行描述：

——額定容量；

——額定電壓；

——最大持續(xù)放電電流；

——最大放電功率；

——工作溫度；

——儲(chǔ)存溫度；

——濕度。

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6產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整體布局

6.1.1產(chǎn)品整體為4層堆疊式結(jié)構(gòu)，其中底層為底座作為承托以及固定作用，中間兩層為電池模塊，

頂層為控制模塊。

6.1.2產(chǎn)品中間兩層電池模塊采用并聯(lián)方式接入控制模塊。

控制模塊布局

6.2.1控制模塊應(yīng)包括：逆變系統(tǒng)、DTU系統(tǒng)、輔助啟動(dòng)電源模塊、防雷模塊。

6.2.2控制模塊外置裝置及接口應(yīng)包括：光伏輸入（DC450V\6kW）、市電輸入（AC220V）、電池輸入

（DC58V\100A）、斷路器、通信接口、交流輸出接口、外置天線、觸摸屏、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制模塊參數(shù)等。

6.2.3控制模塊參考尺寸及布局圖1如下所示。

圖1控制模塊尺寸及布局圖

電池模塊布局

6.3.1單個(gè)電池模塊包含電池組、BMS系統(tǒng)、滅火裝置，其中：

——電池組由16節(jié)鋰電池串聯(lián)形成；

——BMS系統(tǒng)由主板、限流板組成；

——滅火裝置為脈沖式氣溶膠（啟動(dòng)溫度：190℃±20℃）。

6.3.2電源模塊外置接口包括：

——電源正、負(fù)極接口；

——通信接口。

6.3.3電池模塊參考尺寸及布局圖1如下所示。

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圖2電池模塊尺寸及布局圖

7儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

光伏組件設(shè)計(jì)

7.1.1應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)，如可采用移動(dòng)式集成小屋和光伏組件方式布置。

7.1.2移動(dòng)式集成房屋可應(yīng)用于演示展廳、咖啡廳、農(nóng)莊餐飲包廂、民宿、辦公室、養(yǎng)老房、移動(dòng)式

衛(wèi)生間等環(huán)境，合理選用外墻、內(nèi)墻、門(mén)窗等材料，建立舒適的使用環(huán)境。

7.1.3光伏組件可以設(shè)計(jì)成獨(dú)立棚頂?shù)男问?，如?chē)棚、景觀棚等。

7.1.4光伏組件的選擇依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，單片峰值功率在300WP-500WP之間、總峰值發(fā)電功率設(shè)計(jì)為

6000WP以下即可。

7.1.5安裝太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)考慮當(dāng)?shù)靥?yáng)日照條件、氣象條件、風(fēng)速、降水與降雪、惡劣天氣、

凍土深度等情況。

整機(jī)電路設(shè)計(jì)

7.2.1整機(jī)電路由電池組和變流器控制箱組成。其中：

——逆變器控制箱分為變流器模塊、DTU模塊、防雷模塊和HMI串口屏組成；

——電池組為兩組51.2V100Ah，兩組電氣結(jié)構(gòu)相同，由BMS板、電池模組和氣溶膠組成；

7.2.2產(chǎn)品整機(jī)電路框圖如下所示：

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圖3產(chǎn)品整機(jī)電路框圖

變流器控制箱設(shè)計(jì)

7.3.1變流器控制箱包含變流器、DTU、HMI串口屏、防雷模塊、輔助電源模塊。

7.3.2變流器輸出功率5KW，市電輸入功率5KW（市電充電電池充電電流60Amp）、光伏輸入功率6KW

（光伏充電電流80Amp）。

7.3.3DTU模塊由電池組通訊模塊、逆變器通訊模塊、WIFI模塊、屏幕通訊模塊、外部控制模塊及MCU

外圍電路模塊組成。其中：

——電池組通訊模塊可以實(shí)時(shí)與電池組進(jìn)行通訊，可以讀取電池組信息及對(duì)電池組進(jìn)行控制；

——逆變器通訊模塊實(shí)時(shí)與逆變器通訊，讀取逆變器運(yùn)行狀態(tài)信息，控制逆變器運(yùn)行模式；

——WIFI模塊是通過(guò)路由器等設(shè)備與云端進(jìn)行通訊，上傳系統(tǒng)信息；

——外部控制電路用于控制逆變器和電池開(kāi)關(guān)。

——MCU外圍電路是MCU基本的工作電路，包括晶振、RTC電路、供電電路等。

7.3.4HMI串口屏可選用4.3寸的電容觸摸屏，功能包括：

——可分別顯示變流器運(yùn)行狀態(tài)、電池組運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)；

——可查詢(xún)變流器歷史信息，包括發(fā)電量，故障信息等，可以查詢(xún)電池組的歷史故障；

——可控制變流器的工作狀態(tài)，運(yùn)行模式，控制電池組充放電和開(kāi)關(guān)機(jī)。

7.3.5防雷模塊可在光伏板在雷雨天氣受雷擊后，起到保護(hù)內(nèi)部電路的作用。

電池組設(shè)計(jì)

7.4.1電池組包含電池模組、BMS保護(hù)板、LED燈板、氣溶膠及對(duì)接插頭等組件。

7.4.2電池模組由串磷酸鐵鋰電芯經(jīng)過(guò)激光焊接而成。

7.4.3BMS保護(hù)板應(yīng)具有采集電池組信息、控制電池組運(yùn)行、發(fā)出告警信息及上位機(jī)通訊等功能。具

體可包括：

——采集電池組每節(jié)電芯電壓、總電壓、總電流、溫度、剩余容量等信息；

——根據(jù)采集的信息及內(nèi)部邏輯運(yùn)算，來(lái)決定打開(kāi)/關(guān)閉充放電電路、打開(kāi)、關(guān)閉限流模塊、自

動(dòng)均衡電芯間電壓；

——BMS通過(guò)屏蔽線纜接到DTU模塊，實(shí)時(shí)上報(bào)電池組運(yùn)行及告警情況，并根據(jù)DTU指令進(jìn)行動(dòng)

作；

7.4.4LED燈板應(yīng)具有以下功能：提供電池容量指示、撥碼開(kāi)關(guān)提供地址編碼、與上位機(jī)的通訊接口

及電池組軟開(kāi)關(guān)。

7.4.5氣溶膠應(yīng)具有以下功能：電池組在極端高溫的情況下，來(lái)以脈沖方式噴射氣溶膠滅火劑，對(duì)電

池組進(jìn)行隔絕空氣、降溫、化學(xué)抑制的方法進(jìn)行滅火，并通過(guò)節(jié)點(diǎn)信息告知DTU，DTU關(guān)閉電池組軟開(kāi)

關(guān)，關(guān)閉后級(jí)用電設(shè)備來(lái)保障安全。

軟件設(shè)計(jì)

7.5.1南向嵌入式方案

7.5.1.1本方案總體邏輯圖如圖2所示。

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圖4南向嵌入式方案邏輯圖

7.5.1.2供電邏輯應(yīng)符合要求如下：

——設(shè)備啟動(dòng)并初始化各模塊；

——在用戶(hù)未設(shè)置供電模式時(shí)，按照歷史數(shù)據(jù)設(shè)定供電模式與上一次供電模式相同；

——讀取逆變器數(shù)據(jù)和電池?cái)?shù)據(jù)，依據(jù)供電模式與設(shè)備狀況進(jìn)行供電，并將部分有用信息進(jìn)行存

儲(chǔ)或發(fā)送屏幕；

——如果存在某設(shè)備出現(xiàn)故障，則選擇合適的供電方式，并上報(bào)故障或警報(bào)信息到屏幕和服務(wù)

器，必要時(shí)停止供電。

7.5.1.3充電邏輯應(yīng)符合要求如下：

——設(shè)備在給用戶(hù)供電的同時(shí)，要能夠檢測(cè)電池狀態(tài)；

——當(dāng)檢測(cè)電池電量過(guò)低時(shí)按照用戶(hù)設(shè)置的充電優(yōu)先級(jí)進(jìn)行充電；

——當(dāng)檢測(cè)電池電量不滿(mǎn)100%但是不至于過(guò)低時(shí)，在光伏滿(mǎn)足充電的情況下，采取光伏充電。

7.5.1.4警告與故障功能應(yīng)符合要求如下：

——程序每運(yùn)行1個(gè)周期對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次檢測(cè)；

——如出現(xiàn)設(shè)備異常上報(bào)屏幕和服務(wù)器，并做出相應(yīng)動(dòng)作。

7.5.1.5數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)上傳至屏幕、上傳至服務(wù)器，傳輸數(shù)據(jù)應(yīng)包括但不限于如下：

表1數(shù)據(jù)概況

上傳至屏幕上傳至服務(wù)器

今日發(fā)電量

當(dāng)月發(fā)電量

全年發(fā)電量

累計(jì)發(fā)電量

光伏工作狀態(tài)光伏工作狀態(tài)

光伏輸出功率

光伏輸出電壓

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光伏輸出電流

光伏告警信息（若干）光伏告警信息（若干）

電池剩余電量

電池可用時(shí)間電池可用時(shí)間

電池運(yùn)行溫度

電池輸出功率

電池輸入功率

電池輸入模式