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集装箱储能系统效率与辅助功耗

集装箱储能系统 单次充放电能量链路与辅助功耗分析报告

本报告针对 D-Ocean-5016D 集装箱储能系统(12 簇 × 418 kWh,海辰 314 Ah 电芯 1P416S),分析一次 SOC 0% → 95% → 0% 完整循环的能量链路。系统使用 英维克 EMW600HCNC3E 风冷式冷水机组(CE 认证 / C5-M 防腐),辅助设备从主回路 + UPS + 配电箱(DC 24V/48V)直接取电。

  • 核心 RTE(25°C 理想条件)= 88.48%(含升压变压器 0.99² × PCS 0.98² × 电池 DC RTE 0.94)
  • 电力辅助系统(项目实际电气设计 14 项,详见 1.1 节):7.25 kW 固定持续运行,单循环耗电 13.0 – 14.7 kWh
  • 0.5P 满功率工况下系统净 RTE 区间:85.88% – 87.97%(最大功率到液冷关闭)
  • 液冷自循环 0.74 kW 单循环耗电约 1.5 kWh,额定制冷 27.8 kW 单循环耗电约 57.5 kWh
  • 88.5% 净 RTE 在本模型下不可达(最高 87.97%);87% 净 RTE 控制目标:制冷占空比 ≤ 48.3%
  • 集装箱持续辅助总功率 7.25 kW,峰值(含液冷最大功率)37.25 kW

1. 系统参数

参数 数值 单位
簇数 12 —
单簇额定容量 418 kWh
系统总容量 @DC 5016 kWh
系统标称功率 2500 kW
系统持续运行功率(0.5P 测算) ≈ 2500 kW
放电深度 DoD 95 %
电池可用能量 4765.2 kWh
PCS 充电效率 98.0 %
PCS 放电效率 98.0 %
电池 DC 往返效率 94.0 %
升压变压器效率(单向) 99.0 %
升压变压器效率(双向 = 0.99²) 98.01 %

1.1 电力辅助系统架构

D-Ocean-5016D 项目实际电气设计负载清单(来自工程配电图):

层级 组件 数量 单台功率 总功率 备注
簇级(12 套) 高压盒 AC-DC SMPS 12 350 W 4 200 W 交流优先,输出 24 V 整簇 BMS/BMU
簇级 高压盒 DC-DC SMPS 12 200 W — AC 失效时切换,单簇 200 W 备用
整舱(1 套) 配电箱 24 V SMPS 1 480 W 480 W 集装箱级 24 V 主总线(DC)
整舱 配电箱 48 V SMPS 1 120 W 120 W 集装箱级 48 V 总线(DC)
整舱 工业空调 1 240 W 240 W 控制柜散热,持续运行
整舱 除湿机 6 130 W 780 W 标称 120 W,实际 130 W
整舱 应急照明 1 50 W 50 W 持续运行
整舱 散热风扇 1 50 W 50 W 持续运行
整舱 屏幕(ITAV 工业屏) 1 50 W 50 W 持续运行(EMS HMI)
UPS 分项 消防主机 K11031M2 1 200 W 200 W 230 VAC 持续监测
UPS 分项 视频监控电源 1 240 W 240 W UPS 后备
UPS 分项 24 V 辅助电源 1 120 W 120 W UPS 后备
UPS 分项 1~12# BMS 电源 12 60 W 720 W 单簇 60 W
UPS 分项 防爆排风机 CNF-350A 1 240 W — UPS 后备,仅报警时
UPS 分项 维修插座 1 1000 W — 峰值预留,非持续
UPS 分项 备用及插座 1 1000 W — 峰值预留,非持续
固定辅助合计 — — — 7 250 W ≈ 7.25 kW 正常交流模式,不含瞬态

架构说明:

  • 高压盒 SMPS 输出 24 V 直流,给整簇接触器/控制/加热等供电;AC-DC 350 W 为主电源,DC-DC 200 W 仅在交流失效时切入。
  • 配电箱 SMPS 给集装箱级 24 V/48 V 总线(非 UPS 后备),给主回路负载供电。
  • 6 个 AC 除湿机 GCH-8120S(130 W 实际功率)按主回路取电,持续运行。
  • 12 簇 BMS 电源(60 W/簇)由 UPS 后备,确保断电时 BMS 仍能工作并上报告警。
  • 消防主机 200 W 由 UPS 后备(持续监测);防爆排风机 240 W 仅在报警时由 UPS 后备启动(瞬态约 3 秒)。
  • 维修插座、备用插座按峰值预留 1 kW 计,不计入 RTE 持续辅助。
  • 上述电力辅助系统不含应急水消防主回路(消防泵、喷淋等),实际项目如配置应急水系统需按 EN 12845 补充(典型 5 - 10 kW 含消防泵),需校验集装箱主断路器裕量。

2. 接线与端子

本节不涉及外部接线,重点说明能量计量点,建议如下:

  • 电网侧计量:并网开关出线端的双向电表,作为 Egrid_inE_{\text{grid\_in}} / Egrid_outE_{\text{grid\_out}} 的统计源。
  • PCS 交流侧计量:双向电表,用于核对 PCS 自身效率。
  • 电池 DC 侧:BMS 直流母线采样,用于核算电池 DC 往返效率。
  • 辅助支路:液冷机组、BMS/EMS、除湿机供电回路宜单独计量,便于辅助功耗溯源。

警告

液冷机组 EMW600HCNC3E 最大工作电流 72 A,电源 380-415V 3~。检修前必须切断上级断路器并挂牌上锁;载冷剂为 50% 乙二醇水溶液(含 R32 制冷剂回路),禁止明火作业,需佩戴防护手套。

3. 液冷机组规格(EMW600HCNC3E)

参数 数值 单位
制冷量 @W18/L35 60 kW
制冷输入功率 @W18/L35 27.8 kW
制热量 @Tu=10°C 24 kW
制热输入功率 @Tu=10°C 24 kW
自循环(仅水泵)功率 0.74 kW
最大消耗功率 30.0 kW
出水温度 18 °C
额定循环流量 500 @ 150 kPa L/min
工作环境温度 -30 ~ +55 °C
防腐等级 C5-M —
制冷剂 R32 —
载冷剂 50% 乙二醇水溶液 —
电源 380-415 V 3~ 50/60 Hz —
最大工作电流 72 A
尺寸 (W×D×H) 1200 × 440 × 2400 mm
重量(不含载冷剂) 471 kg
噪声等级 ≤80 dB(A)
防护等级 IPX5 —
特殊配置 双制冷系统(故障备份)/ RS485 通讯 —

3.1 工作模式控制逻辑(BMS active,参考 Envicool 平台通用控制)

模式 启动条件 停止条件 出液温度设定 备注
制冷 Cooling Tmax⁡≥33 °CT_{\max} \geq 33\,°C Tmax⁡<30 °CT_{\max} < 30\,°C 18 °C(可配) 回差 3 °C
加热 Heating Tmin⁡≤10 °CT_{\min} \leq 10\,°C Tmin⁡≥15 °CT_{\min} \geq 15\,°C 20 °C(可配) 回差 5 °C
自循环 Self-circulating ΔT≥4 °C\Delta T \geq 4\,°C ΔT≤2 °C\Delta T \leq 2\,°C — 仅水泵,0.74 kW

注:EMW600HCNC3E 规格书未公开详细控制逻辑表,上述温度阈值为 Envicool 平台通用参考值,实际项目需以 D-Ocean-5016D BMS 集成规格为准。

3.2 BMS 失电保护逻辑(BMS inactive)

模式 启动条件 持续时间 触发目的
强制自循环(高温) Toutlet≥38 °CT_{\text{outlet}} \geq 38\,°C 120 s 防止电池过热
强制自循环(低温) Toutlet≤8 °CT_{\text{outlet}} \leq 8\,°C 120 s 防止管路冷凝/结冰

3.3 模式优先级

制冷 > 加热 > 自循环;强制保护条件(3.2)可覆盖上述优先级直接进入自循环。

4. 通讯

本报告不涉及外部通讯协议,但建议在现场数据采集时统一以下接口与点位,便于 EMS 上层核算 RTE:

  • BMS → EMS:12 簇 DC 电压/电流、SOC、SOH、单体最高/最低温度。
  • PCS → EMS:AC 侧电压/电流/功率、充放电状态、故障字、效率曲线。
  • 液冷机组 → EMS:出液温度、压缩机/水泵/风机启停、当前模式(制冷/加热/自循环)、故障字。
  • 辅助支路电表 → EMS:主回路辅助支路总电表(用于核算辅助总耗电)、UPS 输出分项电表、BMS/EMS 直流侧、除湿机支路。

提示

液冷机组的"制冷/加热/自循环"状态字务必上报 EMS,否则 RTE 核算无法区分自循环与制冷占空比,会导致偏差超过 1 个百分点。

5. 操作步骤与计算基础

5.1 基准链路能量

  • 电池 DC 往返效率 94%,按对称拆分为 96.96% × 96.96%
  • PCS 充/放电效率均为 98.0%
  • 升压变压器效率(升压 + 降压)0.99 × 0.99 = 0.9801(双向)
  • DoD = 95%

Eusable=5016×95%=4765.2 kWh E_{\text{usable}} = 5016 \times 95\% = 4765.2 \text{ kWh}

Egrid_in_basic=EusableηTR×ηPCS×ηDC_ch=4765.20.99×0.98×0.9696=5065.7 kWh E_{\text{grid\_in\_basic}} = \frac{E_{\text{usable}}}{\eta_{\text{TR}} \times \eta_{\text{PCS}} \times \eta_{\text{DC\_ch}}} = \frac{4765.2}{0.99 \times 0.98 \times 0.9696} = 5065.7 \text{ kWh}

EAC_gross=Eusable×ηDC_dis×ηPCS×ηTR=4765.2×0.9696×0.98×0.99=4482.0 kWh E_{\text{AC\_gross}} = E_{\text{usable}} \times \eta_{\text{DC\_dis}} \times \eta_{\text{PCS}} \times \eta_{\text{TR}} = 4765.2 \times 0.9696 \times 0.98 \times 0.99 = 4482.0 \text{ kWh}

不含液冷和固定辅助功耗的系统理论效率(PCS + 电池 + 升压变压器核心,25°C 理想条件):

ηcore=ηTR×ηPCS×ηDC_RT×ηPCS×ηTR=0.99×0.98×0.94×0.98×0.99=88.48% \eta_{\text{core}} = \eta_{\text{TR}} \times \eta_{\text{PCS}} \times \eta_{\text{DC\_RT}} \times \eta_{\text{PCS}} \times \eta_{\text{TR}} = 0.99 \times 0.98 \times 0.94 \times 0.98 \times 0.99 = 88.48\%

5.2 单次循环能量链路

  • 充电路径:电网 → 升压变压器(×99.0%)→ PCS(×98.0%)→ 电池 DC(×96.96%)→ 储存 4765.2 kWh。
  • 放电路径:电池 DC(×96.96%)→ PCS(×98.0%)→ 升压变压器(×99.0%)→ 交流毛输出 4482.0 kWh。
  • 液冷与辅助功耗以浮动支路呈现:充电侧叠加辅助耗电,放电侧从 PCS 毛输出中扣除辅助耗电。

5.3 通用公式

设制冷占空比 δ\delta(自循环占空比 1−δ1-\delta),按 0.5P 持续运行功率 Prated=2500 kWP_{\text{rated}} = 2500 \text{ kW} 测算:

  • 充电时长 Tch=Egrid_in_basic/Prated=5065.7/2500≈2.026 hT_{\text{ch}} = E_{\text{grid\_in\_basic}} / P_{\text{rated}} = 5065.7 / 2500 \approx 2.026 \text{ h}
  • 放电时长 Tdis=EAC_gross/Prated=4482.0/2500≈1.793 hT_{\text{dis}} = E_{\text{AC\_gross}} / P_{\text{rated}} = 4482.0 / 2500 \approx 1.793 \text{ h}

固定辅助功率 Paux_fixed=7.25 kWP_{\text{aux\_fixed}} = 7.25 \text{ kW}(项目实际电气设计清单,详见 1.1 节)。

Pliq_avg=Pliq,idle+(Pliq,cool−Pliq,idle)⋅δ=0.74+27.06 δ(kW) P_{\text{liq\_avg}} = P_{\text{liq,idle}} + (P_{\text{liq,cool}} - P_{\text{liq,idle}}) \cdot \delta = 0.74 + 27.06\,\delta \quad \text{(kW)}

Egrid_in=Egrid_in_basic+Tch⋅(Pliq_avg+Paux_fixed)=5065.7+2.026⋅(Pliq_avg+7.25)(kWh) E_{\text{grid\_in}} = E_{\text{grid\_in\_basic}} + T_{\text{ch}} \cdot \left( P_{\text{liq\_avg}} + P_{\text{aux\_fixed}} \right) = 5065.7 + 2.026 \cdot \left( P_{\text{liq\_avg}} + 7.25 \right) \quad \text{(kWh)}

Egrid_out=EAC_gross−Tdis⋅(Pliq_avg+Paux_fixed)=4482.0−1.793⋅(Pliq_avg+7.25)(kWh) E_{\text{grid\_out}} = E_{\text{AC\_gross}} - T_{\text{dis}} \cdot \left( P_{\text{liq\_avg}} + P_{\text{aux\_fixed}} \right) = 4482.0 - 1.793 \cdot \left( P_{\text{liq\_avg}} + 7.25 \right) \quad \text{(kWh)}

ηRTE_net=Egrid_outEgrid_in \eta_{\text{RTE\_net}} = \frac{E_{\text{grid\_out}}}{E_{\text{grid\_in}}}

代入后闭合形式(消掉 Pliq_avgP_{\text{liq\_avg}} 中间变量):

Egrid_in(δ)=5065.7+2.026⋅(0.74+27.06 δ+7.25)=5081.89+54.82 δ(kWh) E_{\text{grid\_in}}(\delta) = 5065.7 + 2.026 \cdot (0.74 + 27.06\,\delta + 7.25) = 5081.89 + 54.82\,\delta \quad \text{(kWh)}

Egrid_out(δ)=4482.0−1.793⋅(0.74+27.06 δ+7.25)=4467.67−48.51 δ(kWh) E_{\text{grid\_out}}(\delta) = 4482.0 - 1.793 \cdot (0.74 + 27.06\,\delta + 7.25) = 4467.67 - 48.51\,\delta \quad \text{(kWh)}

ηRTE_net(δ)=4467.67−48.51 δ5081.89+54.82 δ \eta_{\text{RTE\_net}}(\delta) = \frac{4467.67 - 48.51\,\delta}{5081.89 + 54.82\,\delta}

5.4 辅助功耗场景

固定辅助功耗按 1.1 节实际电气设计:12 簇高压盒 4.2 kW + 配电箱 0.6 kW + 6 除湿机 0.78 kW + 工业空调 0.24 kW + 应急照明/散热/屏幕 0.15 kW + 12 簇 BMS 电源 0.72 kW + 消防主机 0.20 kW + 视频监控 0.24 kW + 24V 辅助 0.12 kW,合计 Paux_fixed=7.25 kWP_{\text{aux\_fixed}} = 7.25 \text{ kW}。液冷机组按 8 种典型状态建模:

液冷状态 PliqP_{\text{liq}} (kW) PauxP_{\text{aux}} (kW) Eaux_chE_{\text{aux\_ch}} (kWh) Egrid_inE_{\text{grid\_in}} (kWh) Eaux_disE_{\text{aux\_dis}} (kWh) Egrid_outE_{\text{grid\_out}} (kWh) RTE (%)
液冷关闭 0.00 7.25 14.69 5080.39 13.00 4469.00 87.97
自循环 0.74 7.99 16.19 5081.89 14.33 4467.67 87.89
25% 制冷 6.95 14.20 28.77 5094.47 25.46 4456.54 87.48
50% 制冷 13.90 21.15 42.85 5108.55 37.92 4444.08 86.99
75% 制冷 20.85 28.10 56.93 5122.63 50.39 4431.61 86.51
额定制冷 27.80 35.05 71.01 5136.71 62.84 4419.16 86.04
额定加热 24.00 31.25 63.31 5129.01 56.04 4425.96 86.31
最大功率 30.00 37.25 75.47 5141.17 66.79 4415.21 85.88

注:场景表中 25%/50%/75% 制冷的 PliqP_{\text{liq}} 为按额定制冷功率 27.8 kW 的线性插值(未含自循环底 0.74 kW),与 5.3 节公式 Pliq_avg=0.74+27.06⋅δP_{\text{liq\_avg}} = 0.74 + 27.06 \cdot \delta 略有差异;如需严格统一,建议以 5.3 节公式 + 显式占空比为输入。

AC 失效边界情况:当 12 簇高压盒全部切到 DC-DC 200 W 备用时,固定辅助变为 12×200+0.6+0.78+0.24+0.15+0.72+0.20+0.24+0.12=5.25 kW12 \times 200 + 0.6 + 0.78 + 0.24 + 0.15 + 0.72 + 0.20 + 0.24 + 0.12 = 5.25 \text{ kW},对应 RTE 略高于本表(液冷关闭时约 88.7%);但此为应急工况,正常 RTE 协议以 AC 模式为准。

消防报警瞬态:当 H₂ 探测器或烟感/温感触发,消防主机进入报警状态,防爆排风机(240 W)启动,瞬态辅助功率上跳 ~240 W(约 3 秒),对 RTE 统计影响可忽略。

5.5 结论与建议

  • 核心 RTE(25°C 最理想条件)= 88.48%(升压变压器 0.99² × PCS 0.98² × 电池 DC RTE 0.94)。该值为理论上限,对应环境温度 25°C、电池最佳工作温度、无辅助功耗、无待机、SoH=100% 的极端理想工况。
  • 含 7.25 kW 固定辅助(项目实际电气设计清单)后,液冷关闭时净 RTE 87.97%;液冷自循环时 87.89%;50% 制冷占空比时 86.99%;额定制冷 86.04%。
  • 88.5% 净 RTE 在本模型下不可达:即使液冷完全关闭 + 25°C 理想条件 + 7.25 kW 固定辅助,净 RTE 也只能达 87.97%;理论核心上限 88.48% 需同时消除全部辅助功耗(不可行)。
  • 87% 净 RTE 控制目标:由 ηRTE_net≥0.87\eta_{\text{RTE\_net}} \geq 0.87 反算得:

    4467.67−48.51 δ5081.89+54.82 δ≥0.87 \frac{4467.67 - 48.51\,\delta}{5081.89 + 54.82\,\delta} \geq 0.87

    4467.67−48.51 δ≥4421.24+47.69 δ  ⇒  46.43≥96.20 δ  ⇒  δ≤0.483 4467.67 - 48.51\,\delta \geq 4421.24 + 47.69\,\delta \;\Rightarrow\; 46.43 \geq 96.20\,\delta \;\Rightarrow\; \delta \leq 0.483

即 制冷占空比需 ≤ 48.3%(约对应 50% 制冷场景下沿),液冷单循环平均功率需 ≤ 13.81 kW。

  • 典型运行区间(25°C 理想):净 RTE 86.5% – 88.0%(覆盖 25% - 75% 制冷),单循环 AC 端输出 4432 – 4457 kWh。实际现场因环境温度、电池温升、辅助波动等因素,RTE 通常低于此区间。
  • 电力辅助系统总功率 7.25 kW 成 RTE 主要负担之一:单循环固定耗电 13.0 – 14.7 kWh,已超过自循环液冷(1.5 kWh)一个数量级。优化 12 簇高压盒 SMPS 效率(350W → 280W)可挽回约 0.4 个百分点 RTE。
  • 液冷仍是 RTE 主导项:单循环液冷耗电 1.5 kWh(自循环)– 57.5 kWh(额定制冷);固定辅助 13 kWh 量级,液冷 + 固定辅助的 RTE 损失贡献比约 75% / 25%。
  • 6 个除湿机耗电显著:0.78 kW 占总辅助 10.8%,单循环耗电 1.58 kWh。建议评估除湿必要性(按环境湿度传感器数据决定启停),按需运行可挽回约 0.2 个百分点 RTE。
  • 技术协议建议明确:RTE 测量点(建议电网侧双向电表)、是否含液冷/消防/待机/插座、测试温度区间(基准 25°C)、SOC 窗口(0-95%)、辅助计量方式(建议 SMPS 支路 + 消防主机 + 12 簇 BMS 单独计量,便于按 1.1 节架构溯源)。

5.6 集装箱主断路器负载校核

按 1.1 节表统计的持续/峰值总功率:

模式 PliqP_{\text{liq}} (kW) PauxP_{\text{aux}} (kW) PtotalP_{\text{total}} (kW) 持续/峰值
液冷关闭 0.00 7.25 7.25 持续
自循环 0.74 7.25 7.99 持续
25% 制冷 6.95 7.25 14.20 持续
50% 制冷 13.90 7.25 21.15 持续
75% 制冷 20.85 7.25 28.10 持续
额定制冷 27.80 7.25 35.05 持续
额定加热 24.00 7.25 31.25 持续
最大功率 30.00 7.25 37.25 持续
含瞬态(消防报警) 30.00 7.49 37.49 瞬态约 3 秒
含维修/备用插座 30.00 9.25 39.25 峰值预留

警告

不得将本报告给出的"核心 RTE 88.48%(25°C 理想)"直接作为现场考核依据。现场实际 RTE 必须以电网侧 + PCS 交流侧双向电表读数,并按本报告公式扣除辅助功耗后再行比对,否则将出现系统性偏差。实际现场因环境温度偏离 25°C、电池温升、辅助设备波动等因素,RTE 通常比理论值低 0.5-1.5 个百分点。

提示

本报告按 0.5P 持续功率 2500 kW 测算单次循环时长(约 2.0 h 充电 / 1.8 h 放电)。系统标称功率 25 MW 为 PCS 峰值能力,与 0.5P 持续运行存在显著差异,RTE 核算应明确按持续功率口径,避免与峰值功率口径混淆。

6. 注意事项

  1. 本报告能量链路基于对称充放电效率假设,0.5P 工况。如实际 PCS 在不同 SOC/功率段效率偏差较大,应按分段重新拟合。
  2. 核心 RTE 88.48% 是 25°C 最理想条件下的理论上限,对应升压变压器 0.99²、电池 DC RT 0.94、PCS 0.98² 的串联效率。现场实际因电池温升(>25°C)、线路损耗、SoH 衰减(<100%)等因素,RTE 会逐项衰减。
  3. 液冷机组在不同环境温度下制冷/加热占空比差异显著,RTE 应在协议温度区间内核算。
  4. 电池老化后 DC 往返效率会下降,RTE 核算应同步引入 SOH 修正系数。
  5. 除湿机若按需启停而非 120 W 持续运行,需在公式中以实际占空比替换固定项。
  6. 所有功率/能量数值为单次循环统计值,不能直接外推到日/月度数据。
  7. 集装箱在 @25°C 0.5P 实测液冷功率(约 23 kW)+ 固定 7.25 kW ≈ 30.5 kW 总功率。
  8. 消防系统已计入消防主机 200 W 持续监测功耗;防爆排风机 240 W 仅报警时启动,未计入 RTE 统计;应急水消防主回路(消防泵、喷淋等)未计入,实际项目如配置需补充(典型 5 - 10 kW),需校验主断路器 D100A 总负载能力或增加独立支路。
  9. 6 个 AC 除湿机(780 W)持续运行,占总辅助 10.8%。建议按环境湿度传感器数据决定启停,按需运行可挽回约 0.2 个百分点 RTE。
  10. 维修插座和备用插座(各 1 kW)按峰值预留,不计入 RTE 持续辅助模型,但现场使用时应单独计量,避免影响 RTE 协议对账。

附录 A 符号定义

A.1 系统参数

符号 含义 数值 / 单位 出处
NclusterN_{\text{cluster}} 电池簇数 12 1
EclusterE_{\text{cluster}} 单簇额定容量 418 kWh 1
PratedP_{\text{rated}} 系统持续运行功率(0.5P) 2500 kW 5.3
EratedE_{\text{rated}} 储能集装箱额定电池容量 5016 kWh 1
$DoD$ 放电深度 0.95(95%) 1
EusableE_{\text{usable}} 单次循环可用电池能量 4765.2 kWh 5.1

A.2 效率与基准能量

符号 含义 数值 / 单位 出处
ηTR\eta_{\text{TR}} 升压变压器效率(单向) 0.99(99.0%) 1
ηTR2\eta_{\text{TR}}^2 升压变压器效率(双向 = 0.99²) 0.9801(98.01%) 1
ηPCS\eta_{\text{PCS}} PCS 双向逆变效率(充电/放电对称) 0.98(98.0%) 1
ηDC_RT\eta_{\text{DC\_RT}} 电池 DC 往返效率(对称) 0.94(94.0%) 1
ηDC_ch\eta_{\text{DC\_ch}} 电池 DC 充电效率(对称拆分) 0.9696(96.96%) 5.1
ηDC_dis\eta_{\text{DC\_dis}} 电池 DC 放电效率(对称拆分) 0.9696(96.96%) 5.1
ηcore\eta_{\text{core}} 核心 RTE(25°C 理想条件,含 TR × PCS × DC RT) 0.8848(88.48%) 5.1
Egrid_in_basicE_{\text{grid\_in\_basic}} 基准电网输入能量(不含辅助) 5065.7 kWh 5.1
EAC_grossE_{\text{AC\_gross}} 基准 AC 毛输出能量(不含辅助) 4482.0 kWh 5.1

A.3 时间与辅助功率

符号 含义 数值 / 单位 出处
TchT_{\text{ch}} 单次 0.5P 充电时长 Egrid_in_basic/PratedE_{\text{grid\_in\_basic}}/P_{\text{rated}} 2.026 h 5.3
TdisT_{\text{dis}} 单次 0.5P 放电时长 EAC_gross/PratedE_{\text{AC\_gross}}/P_{\text{rated}} 1.793 h 5.3
Paux_fixedP_{\text{aux\_fixed}} 固定辅助功率(项目电气设计清单合计 14 项) 7.25 kW 1.1, 5.4
PHV,ACP_{\text{HV,AC}} 单簇高压盒 AC-DC SMPS 功率 350 W 1.1
PHV,DCP_{\text{HV,DC}} 单簇高压盒 DC-DC SMPS 功率(AC 失效时启用) 200 W 1.1
PDB,24VP_{\text{DB,24V}} 配电箱 24 V SMPS 功率 480 W 1.1
PDB,48VP_{\text{DB,48V}} 配电箱 48 V SMPS 功率 120 W 1.1
PAC,dehumP_{\text{AC,dehum}} 单台 AC 除湿机 GCH-8120S 实际功率 130 W 1.1
NdehumN_{\text{dehum}} 除湿机数量 6 1.1
Pdehum,totalP_{\text{dehum,total}} 除湿机总功率 780 W 1.1
PAC,ACP_{\text{AC,AC}} 工业空调功率 240 W 1.1
PBMS,clusterP_{\text{BMS,cluster}} 单簇 BMS 电源功率(UPS 后备) 60 W 1.1
PBMS,totalP_{\text{BMS,total}} 12 簇 BMS 电源总功率 720 W 1.1
Pfire,hostP_{\text{fire,host}} 消防主机 K11031M2 持续监测功率 200 W 1.1
Pfire,fan,exhaustP_{\text{fire,fan,exhaust}} 防爆排风机 CNF-350A(报警时启动,UPS 后备) 240 W 1.1
PCCTVP_{\text{CCTV}} 视频监控电源功率 240 W 1.1
P24V,auxP_{\text{24V,aux}} 24V 辅助电源功率 120 W 1.1
Plight,emergP_{\text{light,emerg}} 应急照明功率 50 W 1.1
Pfan,coolP_{\text{fan,cool}} 散热风扇功率 50 W 1.1
PHMIP_{\text{HMI}} 屏幕(HMI)功率 50 W 1.1
Psocket,maintP_{\text{socket,maint}} 维修插座功率(峰值预留) 1000 W 1.1
Psocket,spareP_{\text{socket,spare}} 备用及插座功率(峰值预留) 1000 W 1.1
PauxP_{\text{aux}} 辅助总平均功率(液冷 + 固定辅助) kW 5.4

A.4 液冷机组

符号 含义 数值 / 单位 出处
Pliq,idleP_{\text{liq,idle}} 液冷自循环(仅水泵)电输入 0.74 kW 3
Pliq,coolP_{\text{liq,cool}} 额定制冷电输入 @W18/L35 27.8 kW 3
Pliq,heatP_{\text{liq,heat}} 额定制热电输入 @Tu=10°C 24.0 kW 3
Pliq,maxP_{\text{liq,max}} 液冷最大电输入 30.0 kW 3
kcoolk_{\text{cool}} 制冷功率斜率 Pliq,cool−Pliq,idleP_{\text{liq,cool}} - P_{\text{liq,idle}} 27.06 kW 5.3
δ\delta 制冷占空比(duty cycle) 0 ~ 1.08 5.3
1−δ1-\delta 自循环占空比 0 ~ 1 5.3
Pliq_avgP_{\text{liq\_avg}} 液冷单循环平均功率 kW 5.3
PliqP_{\text{liq}} 液冷瞬时功率(场景表) kW 5.4
Tmax⁡T_{\max} DC 柜内单体电池最高温度(制冷主控信号) °C 3.1
Tmin⁡T_{\min} DC 柜内单体电池最低温度(加热主控信号) °C 3.1
ToutletT_{\text{outlet}} 液冷出液温度(设定/保护信号) 18 °C 3.1, 3.2
ΔT\Delta T 进出液温差(自循环触发信号) °C 3.1

A.5 能量与系统级 RTE

符号 含义 数值 / 单位 出处
Egrid_inE_{\text{grid\_in}} 含辅助的电网输入能量 kWh 5.3
Egrid_outE_{\text{grid\_out}} 含辅助的电网输出能量 kWh 5.3
Eaux_chE_{\text{aux\_ch}} 充电期间辅助总耗电 Tch⋅PauxT_{\text{ch}} \cdot P_{\text{aux}} kWh 5.4
Eaux_disE_{\text{aux\_dis}} 放电期间辅助总耗电 Tdis⋅PauxT_{\text{dis}} \cdot P_{\text{aux}} kWh 5.4
ηRTE_net\eta_{\text{RTE\_net}} 系统级净 RTE(含液冷 + 固定辅助) % 5.3

A.6 符号命名约定

  • 下标 in / out 表示能量流入/流出电网。
  • 下标 ch / dis 表示充电/放电过程。
  • 下标 aux 表示辅助系统,下标 liq 表示液冷。
  • 下标 idle / cool / heat / max 表示液冷运行档位。
  • 下标 max / min(裸下标)表示单体电池最高/最低温度(不是功率档位)。
  • 希腊字母 η\eta 表示效率,δ\delta 表示占空比(注意与 DoD 区分),Δ\Delta 表示差值。