太陽能發(fā)電系統(tǒng)具有多種視覺上明顯的獨特風(fēng)格：固定傾斜地面安裝、跟蹤器、屋頂、車棚、漂浮和混合用途農(nóng)業(yè)光伏陣列，電池儲能系統(tǒng) （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(tǒng)表面上看起來都非常相似。 因此人們可能會假設(shè)每個 BESS 之間的電氣差異不大。然而，當(dāng)深入挖掘時，會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)BOS的電氣設(shè)計中存在大量關(guān)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(xiàn)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(chǎn)符合規(guī)范、可靠且可經(jīng)濟建造的 BESS 設(shè)計時遇到的十個關(guān)鍵設(shè)計考慮因素。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之一： 高的能量密度和導(dǎo)體

能量密度，尤其是最流行的鋰離子技術(shù)電池，在相對較小的 BESS 占地面積內(nèi)非常高。這意味著現(xiàn)場某處將有多組非常粗的導(dǎo)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(dǎo)線總截面積的技術(shù)，以降低安裝成本，同時創(chuàng)建一種設(shè)計，使必要數(shù)量的穿管實際上可以在指定的地板檢修口內(nèi)被截斷。對于尺寸似乎任意小的地板檢修口，這項任務(wù)可能特別具有挑戰(zhàn)性，因此很難在這個檢修口的小正方形內(nèi)布置大轉(zhuǎn)彎半徑的導(dǎo)體。

關(guān)鍵設(shè)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(shù)允許的最大電池組串電壓通常無法經(jīng)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(zhuǎn)換器。在這些情況下，重要的是要確定 DC/DC 轉(zhuǎn)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(shè)備。同樣，有必要確定 DC/AC 變流器是否包裝在集裝箱內(nèi)，或者它們是否是用于多個集裝箱的單獨的、更大的設(shè)備。根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)中構(gòu)建模塊的數(shù)量，大型的并聯(lián)電纜走線的數(shù)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(shù)量也要增加一倍和三倍。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之三：輔助負荷

當(dāng)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(tǒng)的BESS 的輔助電源是否是來自公用事業(yè)的獨立饋電回路，以便即使在公用事業(yè)重合閘分閘時也可以提供 HVAC？其次，應(yīng)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(guī)格設(shè)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(nèi)輔助配電柜的外部電源，哪些實際上是可以忽略的內(nèi)部饋電輔助負荷。電池設(shè)計人員通常不區(qū)分內(nèi)部電源和外部電源，因為他們經(jīng)常將它們歸為輔助負荷的一般類別。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之四：通信和布線

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

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之五：確定適用的規(guī)范

在確定適用規(guī)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(guī)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(fā)電光伏裝置，了解有多少規(guī)范規(guī)則發(fā)生變化將是至關(guān)重要的。在項目地點的轄區(qū)內(nèi)找到能夠就適用哪些規(guī)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(jīng)濟地執(zhí)行項目。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之六：單頁宣傳冊、設(shè)計指南和安裝手冊

BESS 設(shè)計發(fā)展如此之快，以至于單頁宣傳冊、設(shè)計指南和安裝手冊經(jīng)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(wù)實的、基于經(jīng)驗的判斷，提供大量關(guān)于設(shè)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(xiàn)在很少見的情況。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之七：NEC標(biāo)準(zhǔn)的灰色地帶NEC在其發(fā)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(fù)雜的非自動化設(shè)備。因此，有幾組 NEC 標(biāo)準(zhǔn) 沒有正確解決的灰色地帶。例如，假設(shè) BESS 設(shè)計精巧，具有多個故障安全保護級別以防止發(fā)生過流，并且還通過了詳盡的 UL 測試并獲得認證。業(yè)主工程師或其他第三方標(biāo)準(zhǔn)審查人員是否會要求在 60 周的交貨時間內(nèi)安裝 3，000 安培的外部熔斷器？在這些灰色地帶，該行業(yè)可能距離任何語言版本至少有兩個 NEC標(biāo)準(zhǔn)修訂周期。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之八：術(shù)語不明確

由于 BESS 的快速發(fā)展和持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，仍然存在大量的混淆、誤解和對特定術(shù)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。”“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(shù)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(dǎo)線的那個集裝箱放在離升壓變壓器和公用設(shè)施互連點最遠的地方是有什么特殊的原因嗎？”

關(guān)鍵設(shè)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(nèi)注水。根據(jù)火災(zāi)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(shù)量急劇增加，而且水管也在電線管道下方和上方運行。

關(guān)鍵設(shè)計考慮因素之十：缺少必要的接線端子

假設(shè)安裝的 BESS 產(chǎn)品具有出色的文檔和貼有標(biāo)簽的端子，在后期階段仍然可能會出現(xiàn)問題。如果首席電工準(zhǔn)備連接主控制器中到BESS系統(tǒng)主接地，并且發(fā)現(xiàn)似乎設(shè)計沒有為其提供端子，請不要感到驚訝。（小劉：這事真遇見過，設(shè)備沒有設(shè)計接地端子）

編輯：黃飛