太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)具有多種視覺(jué)上明顯的獨(dú)特風(fēng)格：固定傾斜地面安裝、跟蹤器、屋頂、車(chē)棚、漂浮和混合用途農(nóng)業(yè)光伏陣列，電池儲(chǔ)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(lái)都非常相似。 因此人們可能會(huì)假設(shè)每個(gè) BESS 之間的電氣差異不大。然而，當(dāng)深入挖掘時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)BOS的電氣設(shè)計(jì)中存在大量關(guān)鍵的細(xì)微和隱藏差異，必須仔細(xì)考慮這些差異才能確保 BESS 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)良好集成、高性能和成本效益。下面列出了 Castillo 工程團(tuán)隊(duì)在努力生產(chǎn)符合規(guī)范、可靠且可經(jīng)濟(jì)建造的 BESS 設(shè)計(jì)時(shí)遇到的十個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)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(duì)較小的 BESS 占地面積內(nèi)非常高。這意味著現(xiàn)場(chǎng)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(shí)施可最大限度減少導(dǎo)線(xiàn)總截面積的技術(shù)，以降低安裝成本，同時(shí)創(chuàng)建一種設(shè)計(jì)，使必要數(shù)量的穿管實(shí)際上可以在指定的地板檢修口內(nèi)被截?cái)?。?duì)于尺寸似乎任意小的地板檢修口，這項(xiàng)任務(wù)可能特別具有挑戰(zhàn)性，因此很難在這個(gè)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(jì)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(wú)法經(jīng)濟(jì)地匹配大型集中式變流器直流輸入電壓，并且需要一個(gè)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(dú)的集裝箱中，還是用于多個(gè)集裝箱的單獨(dú)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(gè)集裝箱的單獨(dú)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(xiàn)的數(shù)量可能需要加倍，隨之而來(lái)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(jì)考慮因素之三：輔助負(fù)荷

當(dāng)涉及到輔助負(fù)荷以最大限度地降低項(xiàng)目成本時(shí)，需要考慮幾個(gè)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(lái)自公用事業(yè)的獨(dú)立饋電回路，以便即使在公用事業(yè)重合閘分閘時(shí)也可以提供 HVAC？其次，應(yīng)該確定輔助電源負(fù)荷是否明確定義，或者它們是否看起來(lái)容量過(guò)大、過(guò)于謹(jǐn)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(fù)荷列表中，哪些真正需要來(lái)自電站內(nèi)輔助配電柜的外部電源，哪些實(shí)際上是可以忽略的內(nèi)部饋電輔助負(fù)荷。電池設(shè)計(jì)人員通常不區(qū)分內(nèi)部電源和外部電源，因?yàn)樗麄兘?jīng)常將它們歸為輔助負(fù)荷的一般類(lèi)別。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素之四：通信和布線(xiàn)

一個(gè)常見(jiàn)的 BESS 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是通信圖通常不會(huì)指示各點(diǎn)之間應(yīng)該采用哪種布線(xiàn)。對(duì)于雙向功率流，有必要根據(jù)給定工作電流下特定地點(diǎn)的電池架數(shù)量確定每個(gè)方向的最大滿(mǎn)載電流。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素之五：確定適用的規(guī)范

在確定適用規(guī)范時(shí)，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(shí)會(huì)存在沖突、差距或更嚴(yán)格的要求。如果項(xiàng)目涉及混合 BESS 和太陽(yáng)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(xiàng)目地點(diǎn)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(zhuān)家，也將大大有助于確保盡可能高效和經(jīng)濟(jì)地執(zhí)行項(xiàng)目。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素之六：?jiǎn)雾?yè)宣傳冊(cè)、設(shè)計(jì)指南和安裝手冊(cè)

BESS 設(shè)計(jì)發(fā)展如此之快，以至于單頁(yè)宣傳冊(cè)、設(shè)計(jì)指南和安裝手冊(cè)經(jīng)常包含過(guò)時(shí)、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(wú)法澄清問(wèn)題。如果答案可以對(duì)信息進(jìn)行務(wù)實(shí)的、基于經(jīng)驗(yàn)的判斷，提供大量關(guān)于設(shè)計(jì)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(yùn)但現(xiàn)在很少見(jiàn)的情況。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素之七：NEC標(biāo)準(zhǔn)的灰色地帶NEC在其發(fā)展過(guò)程中的大部分時(shí)間都在處理不具備機(jī)載計(jì)算機(jī)類(lèi)型處理能力的不太復(fù)雜的非自動(dòng)化設(shè)備。因此，有幾組 NEC 標(biāo)準(zhǔn) 沒(méi)有正確解決的灰色地帶。例如，假設(shè) BESS 設(shè)計(jì)精巧，具有多個(gè)故障安全保護(hù)級(jí)別以防止發(fā)生過(guò)流，并且還通過(guò)了詳盡的 UL 測(cè)試并獲得認(rèn)證。業(yè)主工程師或其他第三方標(biāo)準(zhǔn)審查人員是否會(huì)要求在 60 周的交貨時(shí)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(yǔ)言版本至少有兩個(gè) NEC標(biāo)準(zhǔn)修訂周期。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素之八：術(shù)語(yǔ)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(duì)特定術(shù)語(yǔ)缺乏一致意見(jiàn)。以下是 Castillo Engineering 從事的項(xiàng)目的一些最新例子：“我們不認(rèn)為那是電池，那只是一個(gè)電芯?！薄拔覀儾粫?huì)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?！薄澳沁叺哪莻€(gè)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(gè)外觀(guān)相同的集裝箱包含一個(gè)變流器，電池簇的數(shù)量只有一半，所以它有交流電源線(xiàn)。他們把帶有交流電源輸出導(dǎo)線(xiàn)的那個(gè)集裝箱放在離升壓變壓器和公用設(shè)施互連點(diǎn)最遠(yuǎn)的地方是有什么特殊的原因嗎？”

關(guān)鍵設(shè)計(jì)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(kāi)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(shí)向集裝箱內(nèi)注水。根據(jù)火災(zāi)的強(qiáng)度，可能不會(huì)有很多志愿者走上前去連接軟管，因此 BESS 安裝手冊(cè)開(kāi)始建議在離集裝箱一定距離的地方進(jìn)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(xiàn)管道下方和上方運(yùn)行。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素之十：缺少必要的接線(xiàn)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(huì)出現(xiàn)問(wèn)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(jì)沒(méi)有為其提供端子，請(qǐng)不要感到驚訝。（小劉：這事真遇見(jiàn)過(guò)，設(shè)備沒(méi)有設(shè)計(jì)接地端子）

編輯：黃飛