安(ān)科瑞 陳聰(cōng)

摘 要(yào)：隨著全球能(néng)源結構(gòu)的轉型和可再(zài)生(shēng)能源(yuán)的(dí)快速發(fā)展(zhǎn)，儲能技術逐漸(jiàn)成(chéng)為(wéi)調(tiáo)節(jié)能(néng)源供需(xū)，提高(gāo)能源利(lì)用(yòng)效率(shuài)的關(guān)鍵環節(jié)，在這(zhè)一背(bèi)景(jǐng)下(xià)，分(fēn)布(bù)式(shì)儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)應運而生，成為應(yīng)對能源(yuán)不(bù)穩定性與(yǔ)波動性的(dí)有效手段
。分(fēn)布式(shì)儲能借(jiè)助(zhù)小型化(huà)，模塊化的儲能設(shè)備(bèi)，能夠在(zài)用(yòng)戶端(duān)進(jìn)行(háng)能量的(dí)存儲與釋放(fàng)，從(cóng)而實(shí)現對(duì)局部電(diàn)網的(dí)靈活(huó)調(tiáo)節，這(zhè)種(zhǒng)係(xì)統(tǒng)不(bù)僅(jǐn)能夠有效(xiào)平衡可(kě)再(zài)生能源（如太(tài)陽能和風能）在發電過程中的(dí)間(jiān)歇性(xìng)和不穩(wěn)定性，還能(néng)在(zài)電(diàn)力(lì)需求(qiú)高(gāo)峰(fēng)時提(tí)供(gōng)可靠的(dí)電力支持，減(jiǎn)輕(qīng)對電(diàn)網的(dí)壓力(lì)
。本文介(jiè)紹(shào)了(liǎo)安科(kē)瑞Acrel-1000DP分(fēn)布式儲(chǔ)能監(jiān)控(kòng)係統在浙(zhè)江(jiāng)嘉興晉(jìn)億實(shí)業5MW分布式儲(chǔ)能(néng)項目(mù)中的應用(yòng)，該係統通過設(shè)計控製(zhì)策(cè)略優化了(liǎo)企(qǐ)業的(dí)能源(yuán)管理，可(kě)以(yǐ)有效(xiào)降低(dī)電力成(chéng)本，確保生產活(huó)動(dòng)的(dí)連(lián)續性(xìng)和(hé)穩定(dìng)性
。

關(guān)鍵(jiàn)詞(cí)：分布式儲能(néng)；控製(zhì)策略；能源管理(lǐ)

項目概述

晉億實業股份有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)位(wèi)於(yú)浙(zhè)江省(shěng)嘉(jiā)興市(shì)嘉(jiā)善(shàn)縣(xiàn)惠民街道鬆海路66號廠區，屬於220kV東雲變供區，由(yóu)東雲變35kV晉流683綫供電(diàn)
。

晉億實業(yè)5MW分布(bù)式儲(chǔ)能項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“本(běn)項目”）是(shì)某(mǒu)新(xīn)能源科技(jì)有限公司在(zài)晉(jìn)億(yì)實(shí)業廠區內(nèi)空地(dì)新(xīn)建(jiàn)的一(yī)期(qī)規模為5MW/10MWh的鉛(qiān)碳電(diàn)池儲能係統(tǒng)（已(yǐ)取(qǔ)得備(bèi)案2401-330421-04-01-898044），接(jiē)入(rù)晉億實業股(gǔ)份有限公(gōng)司配電房(fáng)10kV母綫(xiàn)
。儲能(néng)係(xì)統平時用(yòng)以給(gěi)晉億(yì)實(shí)業股(gǔ)份(fèn)有限(xiàn)公司(sī)廠區(qū)日常生產(chǎn)負荷(hé)削(xiāo)峰(fēng)填(tián)穀，運行模式為每(měi)天(tiān)固定時間(jiān)“兩充兩(liǎng)放”，充電時(shí)間為0:00-7:00，11：00-13:00，放(fàng)電時(shí)間為9:00-11:00，15:00-17:00，正(zhèng)常情(qíng)況下儲能係(xì)統所發電(diàn)量(liáng)“自發(fā)自用，不上網”
。

配(pèi)電房現狀(zhuàng)

晉億(yì)實業股份(fèn)有(yǒu)限公司廠(chǎng)區內建(jiàn)設有35kV配電房1座(zuò)，變壓(yā)器(qì)2台(tái)，1#主變容量12500kVA，2#主變容量(liáng)5000kVA，10kV采用單母分段(duàn)接綫模式(shì)
。

負荷方麵，2023年晉億實(shí)業股(gǔ)份有(yǒu)限(xiàn)公司(sī)年(nián)大下送(sòng)功率約(yuē)14.4MW，大(dà)負載率約為82.44%，年(nián)平(píng)均負載率約68.57%；電源方麵，晉億(yì)實業(yè)目(mù)前(qián)已有5.03MWp光伏接入10kVI段母綫(xiàn)上，通(tōng)過(guò)1#主變上傳至35kV晉(jìn)流(liú)683綫
。

圖2.1配電(diàn)房現(xiàn)狀電氣主接綫(xiàn)

分布式(shì)儲能設(shè)計

本項目在嘉善縣惠民街(jiē)道(dào)鬆海(hǎi)路(lù)66號晉(jìn)億實業(yè)廠區配(pèi)電房(fáng)東南側空地位置(zhì)建造5MW/10MWh儲能項目(mù)工(gōng)程(chéng)，距離(lí)晉(jìn)億(yì)實業股(gǔ)份有(yǒu)限公司距離約100米(mǐ)
。

儲能(néng)單(dān)元由(yóu)儲能(néng)一體櫃(guì)，變壓(yā)器，匯(huì)流站(zhàn)組成
。本項(xiàng)目配(pèi)置(zhì)儲能(néng)容(róng)量(liáng)為(wéi)186kW/372kWh的(dí)磷酸(suān)鐵鋰(lǐ)儲能(néng)一體櫃(guì)27台，3000kVA變(biàn)壓器1台，2500kVA變(biàn)壓器1台(tái)，並(bìng)建設(shè)一座(zuò)10kV開關(guān)艙
。本次15套(tào)186kW/372kWh（即(jí)2790kW/5580kWh）的磷酸鐵鋰(lǐ)儲能一(yī)體(tǐ)櫃接入(rù)1台3000kVA升(shēng)壓(yā)變，12套186kW/372kWh（即2232kW/4464kWh）的磷(lín)酸鐵鋰儲(chǔ)能一體(tǐ)櫃接(jiē)入1台2500kVA升壓變，將直(zhí)流電逆變為690V交流電(diàn)，升壓(yā)變高(gāo)壓側(cè)以10kV電(diàn)壓等級(jí)接入(rù)2座(zuò)10kV開關艙的進綫櫃(guì)
。

圖(tú)3.1 儲能站(zhàn)接(jiē)入(rù)電(diàn)氣(qì)主接綫圖

圖3.2 儲能站(zhàn)平(píng)麵(miàn)布置(zhì)圖(tú)

技術(shù)方案

本項目(mù)引(yǐn)入(rù)Acrel-1000DP分布(bù)式儲能(néng)監控係統(tǒng)，對整個儲(chǔ)能(néng)站進(jìn)行監測控(kòng)製(zhì)，並通(tōng)過(guò)設計控(kòng)製策(cè)略(lüè)做到削(xiāo)峰填穀，即在電價處於(yú)峰(fēng)價時(shí)放電，電(diàn)價處於(yú)穀(gǔ)價時充電，每天固定時(shí)間兩充(chōng)兩(liǎng)放，通過峰(fēng)穀(gǔ)差價(jià)回(huí)收(shōu)投資(zī)
。

儲能10kV開關(guān)艙(cāng)進綫櫃配置(zhì)綫(xiàn)路保護(hù)裝置，做(zuò)到階段(duàn)式方向過流保(bǎo)護；並(bìng)網櫃(guì)配(pèi)備(bèi)防(fáng)孤島保護裝置，在(zài)非(fēi)計劃(huá)孤島情況(kuàng)下(xià)使儲(chǔ)能係統(tǒng)脫離電網側；就(jiù)地箱(xiāng)變配備箱變測(cè)控(kòng)裝置，實時監(jiān)測變壓(yā)器(qì)的(dí)運行(háng)狀態(tài)，收集電流，電壓，溫度(dù)等關(guān)鍵參(cān)數(shù)，並(bìng)通過數據分析及時(shí)發現(xiàn)潛在故障(zhàng)，同時裝置也支(zhī)持(chí)遠(yuǎn)程監控(kòng)和(hé)數據(jù)傳輸
。

儲能電(diàn)站(zhàn)接入(rù)係統後，接(jiē)入嘉善(shàn)調度
。本(běn)項目采用(yòng)光纖(xiān)以(yǐ)太網技術通信(xìn)方(fāng)式(shì)，光纜(lǎn)綫路(lù)為：晉億(yì)實(shí)業儲能電(diàn)站(zhàn)—光通(tōng)信—東(dōng)雲變(biàn)—光(guāng)通信(xìn)—嘉善供(gōng)電(diàn)公司(sī)，儲能(néng)站接入(rù)光纖須(xū)配(pèi)置光端機(jī)，路由器(qì)以及電力縱向(xiàng)加密裝(zhuāng)置(zhì)
。

安(ān)全(quán)自(zì)動(dòng)裝置

1）AM6-FE頻率(shuài)電(diàn)壓緊急控(kòng)製裝(zhuāng)置

裝置能夠實(shí)時監(jiān)測電網的頻(pín)率(shuài)和電(diàn)壓，一(yī)旦(dàn)檢測到(dào)超出(chū)設定(dìng)範(fàn)圍(wéi)的異(yì)常(cháng)情(qíng)況，立(lì)即啟動控製策略(lüè)，通(tōng)過調(tiáo)整發(fā)電機出力(lì)，切(qiē)除部(bù)分(fēn)負荷或投入補(bǔ)償設備(bèi)等(děng)方式，快(kuài)速恢(huī)復電網的頻(pín)率和(hé)電壓(yā)至正(zhèng)常(cháng)水平，確保(bǎo)電力供應(yīng)的(dí)連續性和可(kě)靠(kào)性
。

2）AM5SE-IS防孤(gū)島(dǎo)裝置(zhì)

在(zài)電網(wǎng)失電的(dí)情況下，分布式電源未(wèi)能夠及時與(yǔ)電網斷開連(lián)接，會形(xíng)成孤(gū)島(dǎo)狀態，這(zhè)種狀(zhuàng)態(tài)可能造成分布式電源(yuán)不可控(kòng)，電網(wǎng)恢復時(shí)的電(diàn)壓(yā)和(hé)頻(pín)率不匹配(pèi)等問(wèn)題，也可能導(dǎo)致(zhì)電(diàn)力工(gōng)作人(rén)員在(zài)不(bù)知情(qíng)的情況(kuàng)下(xià)進行危(wēi)險(xiǎn)的操(cāo)作(zuò)
。防孤(gū)島裝置通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀(zhuàng)態(tài)，一旦檢測到電(diàn)網斷電(diàn)，能(néng)夠在規定(dìng)的時間內迅速切(qiē)斷分布(bù)式電(diàn)源與(yǔ)電(diàn)網的(dí)連接，從(cóng)而保障(zhàng)電網的(dí)安全運行(háng)和維(wéi)修人(rén)員的(dí)人(rén)身(shēn)安(ān)全
。

箱變(biàn)測(cè)控裝置(zhì)

AM6-PWC箱(xiāng)變測(cè)控裝置是集保護(hù)，測(cè)控(kòng)，通(tōng)訊(xùn)一體(tǐ)化的(dí)裝(zhuāng)置，全稱為箱(xiāng)式(shì)變電(diàn)站測控裝(zhuāng)置(zhì)，用於(yú)箱變(biàn)的(dí)監控和(hé)控製(zhì)
。裝(zhuāng)置能夠對(duì)變壓(yā)器(qì)的溫度(dù)，電(diàn)流，電壓，負荷(hé)等關(guān)鍵參(cān)數(shù)進行(háng)全(quán)麵(miàn)監測(cè)，通過實時分析(xī)及(jí)時發(fā)現設備(bèi)故(gù)障(zhàng)及潛(qián)在的安全隱患，同時(shí)，裝置(zhì)還具備(bèi)過載(zǎi)保(bǎo)護，短(duǎn)路(lù)保護，過溫保護(hù)等保(bǎo)護功(gōng)能與(yǔ)遠程監控，數據傳輸(shū)功(gōng)能
。

控製策(cè)略(lüè)

設(shè)計儲能(néng)充(chōng)放電(diàn)原(yuán)則是在尖峰時(shí)段全部放(fàng)電，高峰(fēng)時段(duàn)根據負(fù)荷情況(kuàng)調整(zhěng)儲(chǔ)能變流器(qì)功率(shuài)，保證儲(chǔ)能電(diàn)池電(diàn)量全(quán)部(bù)消納
。為防(fáng)止電池(chí)充(chōng)電過(guò)程中晉億(yì)實業配變(biàn)負荷過大超(chāo)過限額，或者正(zhèng)常運行時配變(biàn)負(fù)荷(hé)過小導(dǎo)致儲能(néng)放電上送，對配(pèi)變負荷進(jìn)行(háng)實(shí)時(shí)監測，為(wéi)儲(chǔ)能係統(tǒng)設定(dìng)充(chōng)/放電負荷(hé)限(xiàn)值(zhí)P_充和P_放
。

電價處(chǔ)於穀價(jià)且P_{配(pèi)變(biàn)}＜P_充時，儲(chǔ)能係統進行充(chōng)電；

電(diàn)價(jià)處(chǔ)於峰(fēng)價(jià)且P_配(pèi)變＞P_放(fàng)時，儲能係(xì)統進行(háng)放(fàng)電(diàn)
。

圖4.1 儲能係(xì)統運行控(kòng)製策略

係(xì)統結(jié)構

本項(xiàng)目(mù)係統結(jié)構(gòu)采(cǎi)用分層分(fēn)布(bù)式架(jià)構，能(néng)夠高效(xiào)，穩(wěn)定(dìng)地運行(háng)，滿足(zú)現代(dài)工(gōng)業自(zì)動(dòng)化(huà)的需(xū)求(qiú)，為企業提(tí)供強有力的技術(shù)支持(chí)，主要(yào)分為站(zhàn)控層，通信層和(hé)設(shè)備(bèi)層三個核心(xīn)部(bù)分(fēn)：

站控(kòng)層作(zuò)為係(xì)統的(dí)管理與(yǔ)控製，承擔著(zhuó)對(duì)整(zhěng)個係(xì)統的集(jí)中監(jiān)控和管(guǎn)理功(gōng)能
。操作員(yuán)可(kě)以通(tōng)過(guò)該層(céng)實時監測(cè)係(xì)統狀態，進(jìn)行數(shù)據分(fēn)析與(yǔ)處(chǔ)理
。

通信(xìn)層負責信(xìn)息傳(chuán)遞與(yǔ)數據(jù)交(jiāo)互，確保各個設(shè)備(bèi)和係統組件之(zhī)間能夠無縫(féng)連(lián)接(jiē)與(yǔ)協同(tóng)工(gōng)作
。此(cǐ)層不僅支(zhī)持多(duō)種網絡拓撲結構(gòu)，還(huán)能夠根據(jù)實(shí)際(jì)應用場景的(dí)不(bù)同規模和(hé)需求進行(háng)靈活(huó)調(tiáo)整，增強了(liǎo)係(xì)統的靈(líng)活性和(hé)可(kě)擴(kuò)展性
。

設備層(céng)包含各(gè)種(zhǒng)硬件設備，是(shì)係(xì)統(tǒng)的基(jī)礎執行單(dān)元
。這些設(shè)備不僅(jǐn)負責實(shí)時(shí)采集(jí)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，還能根據上級指令執行控製操作(zuò)，是實現(xiàn)自(zì)動化(huà)操作(zuò)的核(hé)心組成部分(fēn)
。

圖5.1係(xì)統拓撲圖

項目(mù)配(pèi)置設(shè)備清(qīng)單(dān)如下表所(suǒ)示：

表(biǎo)5.1 方(fāng)案(àn)設(shè)備(bèi)列表

現(xiàn)場圖(tú)片(piàn)

係統(tǒng)功能

係統(tǒng)總覽(lǎn)

主要展示(shì)本係統(tǒng)的(dí)儲(chǔ)能裝機(jī)容量，儲(chǔ)能當(dāng)前充放(fàng)電(diàn)量，收(shōu)益(yì)，SOC變(biàn)化(huà)曲綫(xiàn)以(yǐ)及(jí)電量(liáng)變(biàn)化(huà)曲(qū)綫
。

圖7.1 係統總(zǒng)覽(lǎn)

PCS監(jiān)控

PCS作(zuò)為儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)與電網之(zhī)間的橋梁(liáng)，負責(zé)控(kòng)製電(diàn)池的(dí)充放(fàng)電(diàn)過程(chéng)，將電(diàn)池(chí)存儲的直流電(diàn)能(néng)轉換為交(jiāo)流(liú)電能，或(huò)者將(jiāng)交流電能轉(zhuǎn)換為(wéi)直(zhí)流電能以存儲在(zài)電池中(zhōng)
。係統監(jiān)測顯示(shì)PCS的運行狀(zhuàng)態，運(yùn)行(háng)參數限(xiàn)值(zhí)，交直流側的(dí)運(yùn)行狀(zhuàng)態，運行參數數據，係統對PCS的監控(kòng)是(shì)確保儲能係(xì)統高(gāo)效(xiào)，安全(quán)運(yùn)行的關鍵
。

圖(tú)7.2 PCS狀(zhuàng)態監測界(jiè)麵

電池監(jiān)控

係統(tǒng)的電池監(jiān)控是確(què)保電池組(zǔ)安(ān)全，高效運行的關鍵
。通過實(shí)時(shí)監測(cè)電(diàn)池(chí)的電(diàn)壓，電(diàn)流，溫度等關(guān)鍵(jiàn)參數(shù)，電池(chí)管(guǎn)理係統（BMS）能夠及(jí)時調(tiáo)整電(diàn)池(chí)的工作狀態，延(yán)長電(diàn)池的(dí)使用壽(shòu)命(mìng)，並提高整個(gè)係(xì)統的效率和安全性(xìng)
。

圖(tú)7.3 電池簇監(jiān)控界麵

策略(lüè)配(pèi)置(zhì)

通(tōng)過策略(lüè)配置，係(xì)統(tǒng)可以根(gēn)據電(diàn)網(wǎng)需求，可(kě)再生(shēng)能源(yuán)發電(diàn)特性以及用戶(hù)用電模式(shì)，自動(dòng)調(tiáo)整(zhěng)充(chōng)放電(diàn)行為(wéi)，以達到削峰(fēng)填(tián)穀，提(tí)高電網穩定(dìng)性(xìng)，降低(dī)運行(háng)成本(běn)等(děng)目(mù)的
。

圖(tú)7.4 策(cè)略配置(zhì)界麵(miàn)

結(jié)語

在(zài)當前(qián)能(néng)源(yuán)轉(zhuǎn)型的背景下，分布(bù)式儲能係統(tǒng)與新(xīn)能源發電(diàn)的結(jié)合，正逐漸成(chéng)為電力(lì)市場中一(yī)種重要(yào)的(dí)解(jiě)決方(fāng)案(àn)
。通過合(hé)理設計(jì)控製策略(lüè)，係統能夠有效地與(yǔ)電網價(jià)格進(jìn)行互動，實現(xiàn)峰穀套(tào)利(lì)和平滑(huá)輸出(chū)，從(cóng)而提升(shēng)整(zhěng)體電(diàn)力係統(tǒng)的(dí)經濟(jì)性和穩(wěn)定(dìng)性
。此外(wài)，隨著(zhuó)智能電(diàn)網技術(shù)的發展，係(xì)統(tǒng)的(dí)控(kòng)製策略可以進(jìn)一(yī)步優化，這種(zhǒng)基於(yú)大數據(jù)和人工智(zhì)能(néng)的控製(zhì)方式(shì)，將為分布(bù)式儲(chǔ)能(néng)的(dí)經濟(jì)效(xiào)益和操(cāo)作(zuò)效率提供強(qiáng)有力(lì)的(dí)支持
。總(zǒng)的(dí)來說，分(fēn)布式儲能係(xì)統(tǒng)結(jié)合新能(néng)源(yuán)發(fā)電的解(jiě)決(jué)方(fāng)案(àn)，不(bù)僅為(wéi)電(diàn)力(lì)市(shì)場帶來(lái)了新(xīn)的盈利模(mó)式，也為(wéi)實(shí)現可(kě)持續發(fā)展(zhǎn)目標貢(gòng)獻了(liǎo)重(zhòng)要力(lì)量
。

參考文獻

[1] 慈鬆(sōng),李(lǐ)宏佳(jiā),陳鑫(xīn),等.能源互聯(lián)網(wǎng)重(zhòng)要基礎支撐:分(fēn)布(bù)式儲能技(jì)術的探(tàn)索與實踐(jiàn)[J].中國科(kē)學:信(xìn)息科(kē)學, 2014.DOI:CNKI:SUN:PZKX.0.2014-06-008.

[2] 唐(táng)文左(zuǒ),梁文舉,崔(cuī)榮,等(děng).配(pèi)電網中(zhōng)分布式儲(chǔ)能係統的(dí)優化配置(zhì)方法[J].電(diàn)力建設(shè), 2015, 36(4):38-45.DOI: 10.3969/j.issn.1000－7229.2015.04.007.

[3] 林莉(lì).微網中儲(chǔ)能(néng)係(xì)統管理與控(kòng)製研究[D].西(xī)華大學,2013.DOI:10.7666/d.D345790.