王明單

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：用戶(hù)側儲能項目是指在用戶(hù)端（如家庭、商業(yè)建筑或工業(yè)設施）部署儲能系統，以實(shí)現能量的高效管理和利用。隨著(zhù)可再生能源的快速發(fā)展，尤其是太陽(yáng)能和風(fēng)能的普及，用戶(hù)側儲能項目越來(lái)越受到關(guān)注，其主要目的是通過(guò)儲存多余的清潔能源，降低用戶(hù)的電費支出，提高能源利用效率，并增強電力系統的穩定性。在保障電力系統正常穩定運行的過(guò)程中，引入一套電力監控系統很有必要，本文介紹了安科瑞在浙江某7MW/14MWh用戶(hù)側儲能項目中提供的整體方案，包括二次分散裝置、二次設備預制艙內部分屏柜、調度自動(dòng)化設備以及一套Acrel-2000電力監控系統。

關(guān)鍵詞：用戶(hù)側儲能；方案配置；電力監控

1. 項目設計

該用戶(hù)側儲能項目分為兩期，共建設兩套3.5MW/7MWh儲能系統，其中*一套儲能系統接入用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)一，第二套儲能系統接入用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)二。以一期為例，新建儲能站包括10kv計量柜、PT柜、開(kāi)關(guān)柜、出線(xiàn)柜等，裝機容量為3.5MW/7MWh，一次設備共有1臺3450kW干式升壓變，2臺1725kW儲能變流器，2座3.58MWh儲能電池艙，1臺200kVA站用變，逆變交流電壓由690V升壓至10KV接入用戶(hù)10kv母線(xiàn)，二期建設同一期。另外儲能站信息通過(guò)中國電信虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )方式（VPN）接入新一代系統安全接入區，經(jīng)無(wú)線(xiàn)上傳寧波調度中心，同時(shí)將數據上傳給總包方云平臺。

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖1.1 專(zhuān)線(xiàn)一儲能站電氣圖

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖1.2 1#開(kāi)關(guān)站接線(xiàn)圖

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖1.3 專(zhuān)線(xiàn)二儲能站電氣圖

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖1.4 2#開(kāi)關(guān)站接線(xiàn)圖

2. 技術(shù)方案

本項目系統配置了Acrel-2000電力監控系統，實(shí)現對用戶(hù)側儲能電站的集中管理，包括設備的狀態(tài)監測、故障報警、運行參數設置等。

二次設備配置方案為：在每回專(zhuān)線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)隔離柜上配置故障解列裝置1套、防孤島裝置1套；進(jìn)線(xiàn)開(kāi)柜上配置線(xiàn)路三段式過(guò)流保護裝置1套；儲能出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜上配置升壓變過(guò)流保護裝量1套；母設柜上配置測控裝置1套；站用變高壓側配置站用變過(guò)流保護裝置1套；兩回進(jìn)線(xiàn)配置電能質(zhì)量監測裝置1套，并與公用測控及通信管理機共組1面屏。

2.1. 二次電氣設備

1）線(xiàn)路保護裝置

線(xiàn)路保護裝置主要功能是確保電氣設備的安全運行。裝置實(shí)時(shí)監測電流、電壓等電氣參數，一旦檢測到異常，如過(guò)載、短路或接地故障，線(xiàn)路保護裝置會(huì )迅速切斷電源，從而防止設備損壞和火災風(fēng)險。

2）防孤島裝置

在電網(wǎng)失電的情況下，分布式電源未能夠及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)連接，會(huì )形成孤島狀態(tài)，這種狀態(tài)可能造成分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復時(shí)的電壓和頻率不匹配等問(wèn)題。防孤島裝置通過(guò)實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦檢測到電網(wǎng)斷電，能夠在規定的時(shí)間內迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，同時(shí)，防孤島裝置還具有多種保護功能，如高頻、低頻、過(guò)電壓、低電壓保護等，能全面保障電力系統的穩定運行。

3）故障解列裝置

裝置能夠監測電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，一旦檢測到異?；蚬收闲盘?，如短路、過(guò)載等，它會(huì )立即啟動(dòng)，將故障儲能單元或設備與電網(wǎng)斷開(kāi)。既能防止故障設備對電網(wǎng)造成進(jìn)一步損害，也確保其他正常運行的儲能單元繼續供電，保障用戶(hù)的電力需求。

2.2. 電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置

電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置能夠實(shí)時(shí)監測儲能站接入電網(wǎng)后的電能質(zhì)量，包括電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、三相不平衡度等關(guān)鍵指標。通過(guò)高精度的測量與分析，它能夠及時(shí)發(fā)現電能質(zhì)量問(wèn)題，如電壓波動(dòng)、諧波污染等，為運維人員提供及時(shí)的告警信息，此外，電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置的數據記錄功能還可為后續的故障排查和電能質(zhì)量治理提供有力支持。

2.3. 調度自動(dòng)化設備

1）縱向加密裝置

縱向加密裝置采用先進(jìn)的加密技術(shù)來(lái)確保信息在傳輸過(guò)程中的機密性和完整性。裝置具備高度的靈活性和安全性，可以根據不同需求定制加密算法和密鑰管理機制，有效應對各種安全風(fēng)險。

2）遠動(dòng)網(wǎng)關(guān)

遠動(dòng)網(wǎng)關(guān)位于變電站的站控層，集成了變電站與主站系統之間的通信功能，能夠實(shí)現變電站遠動(dòng)數據的直采直送，提供數據、模型和圖形的采集、存儲、處理和傳輸服務(wù)。此外，遠動(dòng)網(wǎng)關(guān)采用了先進(jìn)的安全技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò )隔離、數字證書(shū)、防火墻和數據加密等，確保通信的機密性、完整性和可靠性，是保障電網(wǎng)安全穩定運行的重要設備之一。

3. 系統結構

本項目系統結構采用分層分布式架構，旨在高效、穩定地滿(mǎn)足現代工業(yè)自動(dòng)化的需求，為企業(yè)提供強有力的技術(shù)支持。系統主要分為三個(gè)核心部分：站控層、通信層和設備層。

站控層負責集中監控系統的運行狀態(tài)，并允許操作員實(shí)時(shí)獲取系統信息，進(jìn)行深度的數據分析和處理。

通信層是系統內部信息傳遞與數據交換的橋梁，支持多樣化的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，并能根據實(shí)際應用場(chǎng)景的需求和規模進(jìn)行靈活配置，確保所有設備和系統組件能夠無(wú)縫連接、協(xié)同作業(yè)。

設備層作為系統的基礎執行單元，包含了各種關(guān)鍵的硬件設備。這些設備不僅負責實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)數據，還能根據來(lái)自上級（站控層）的指令執行精確的控制操作，是實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)流程不可或缺的一環(huán)

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖3.1系統拓撲圖

項目配置設備清單如下表所示：

表3.1 方案設備列表

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

4. 現場(chǎng)圖片

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

5. 系統功能

5.1. 實(shí)時(shí)監測

系統可以直觀(guān)顯示一次系統圖，并實(shí)時(shí)顯示各電壓等級各回路的遙測量、遙信量和報警信號等。遙測量包括電壓、電流、功率、功率、電能等電參量，高低壓柜內電氣節點(diǎn)溫度值等；遙信量包括中壓開(kāi)關(guān)柜內路斷路器、手車(chē)、隔離開(kāi)關(guān)、負荷開(kāi)關(guān)、地刀開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)。

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖5.1 實(shí)時(shí)監測界面

5.2. 網(wǎng)絡(luò )拓撲

系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構；可在線(xiàn)診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖5.2 網(wǎng)絡(luò )拓撲界面

5.3. 權限管理

為保障系統安全穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。

添加圖片注釋?zhuān)怀^(guò) 140 字（可選）

圖5.3 權限管理

6. 結語(yǔ)

隨著(zhù)全球能源結構的轉型，用戶(hù)側儲能項目在推動(dòng)可持續發(fā)展目標的實(shí)現中正扮演著(zhù)愈發(fā)重要的角色。儲能系統的主要功能是幫助用戶(hù)平衡用電負荷，同時(shí)有效降低用戶(hù)電費支出，在電價(jià)波動(dòng)較大的市場(chǎng)環(huán)境中為用戶(hù)帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟利益。此外，用戶(hù)側儲能還可以根據負荷預測和可再生能源發(fā)電情況，動(dòng)態(tài)調整儲能設備的工作狀態(tài)，增強整體電力系統的靈活性和穩定性。在新建用戶(hù)側儲能電站中，引入電力監控系統不僅提升了系統的管理水平，也為可再生能源的高效利用奠定了堅實(shí)基礎。監控系統可以及時(shí)識別潛在的故障風(fēng)險，并通過(guò)預警機制采取相應的防范措施，此外，還可以?xún)?yōu)化儲能電站的運行策略，提高能量利用效率。

參考文獻

[1] 劉海峰,尹小明,顧曄,等.一種用戶(hù)側儲能并網(wǎng)可行性測算方法:CN202210980444.0[P].CN115689324A [2024-10-23].

[2] 高立兵.用戶(hù)側儲能應用場(chǎng)景的研究[C]//第十一屆中國風(fēng)電后市場(chǎng)交流合作大會(huì )論文集.2024.

[3] 陳曉雷,曲鈺,高志堅,等.低碳理念下用戶(hù)側儲能多目標優(yōu)化策略探究[J].自動(dòng)化與儀器儀表, 2023(11):141-144.

作者介紹：

王明單，女，現任職安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電力監控系統、變電站運維平臺，郵箱:2885026752@qq.com，手機：13636482524（微信同號），QQ:2885026752