安(ān)科(kē)瑞(ruì) 陳聰

摘要(yào)：光伏儲(chǔ)能(néng)一體(tǐ)化電(diàn)動(dòng)汽(qì)車充(chōng)電站(zhàn)的繼(jì)電(diàn)保護配置需綜合考(kǎo)慮(lǜ)光伏發電，儲(chǔ)能(néng)充放電(diàn)，充電樁(zhuāng)及電(diàn)網的協(xié)同運行特性(xìng)，其(qí)核心(xīn)在於(yú)解(jiě)決(jué)多電源結(jié)構下(xià)的保護動(dòng)作邏(luó)輯配合困(kùn)難(nán)及可靠運(yùn)維等問題
。以下結合相關(guān)技術文獻(xiàn)和標準(zhǔn)，從保護(hù)需求，配置原(yuán)則(zé)，控製(zhì)要(yào)求(qiú)及合規(guī)性等(děng)方麵進行分析(xī)
。

1 光伏(fú)儲能一體化(huà)充(chōng)電(diàn)站的電氣設計

電動汽(qì)車充(chōng)電站屬(shǔ)於三級(jí)負荷，可(kě)由一(yī)路10kV市電供電(diàn)，通常采(cǎi)用(yòng)箱式(shì)變(biàn)電站(zhàn)，由高壓室(shì)，變壓器室(shì)和低壓室三個(gè)獨立(lì)小室組成(chéng)，用電(diàn)容量一(yī)般在630kVA~1250kVA之(zhī)間
。充(chōng)電站(zhàn)分布式光(guāng)伏(fú)裝(zhuāng)設容(róng)量(liáng)受限(xiàn)於場(cháng)地(dì)，一般安裝在(zài)車(chē)棚(péng)頂(dǐng)部或(huò)附(fù)近建築(zhù)頂(dǐng)部，儲(chǔ)能櫃容量(liáng)大小根據(jù)充電(diàn)需求(qiú)和投資(zī)預(yù)算選擇
。光伏匯流櫃，儲(chǔ)能匯(huì)流(liú)櫃，儲能櫃(guì)等相關(guān)設(shè)備可放(fàng)置在(zài)預製艙(cāng)，電氣一次(cì)幹綫圖(tú)如圖(tú)所示
。

圖1.1 光(guāng)伏儲能(néng)一(yī)體化充電站(zhàn)電(diàn)氣(qì)幹綫(xiàn)示意(yì)圖(tú)

2 充(chōng)電(diàn)站(zhàn)繼電(diàn)保護要求(qiú)

光儲(chǔ)一體(tǐ)化充電站(zhàn)繼(jì)電(diàn)保護相比傳統電站(zhàn)將(jiāng)會(huì)更為(wéi)復雜，光伏(fú)和(hé)儲能(néng)係統的(dí)接入使充(chōng)電(diàn)站(zhàn)供電結(jié)構(gòu)從單(dān)電源變(biàn)為(wéi)多(duō)電(diàn)源(yuán)，導致(zhì)短(duǎn)路電(diàn)流的分(fēn)布和方(fāng)向發(fā)生(shēng)變化
。光(guāng)伏逆(nì)變器(qì)，儲(chǔ)能PCS均為電(diàn)力(lì)電(diàn)子設備(bèi)，其(qí)本身(shēn)針對故(gù)障的(dí)反(fǎn)應動(dòng)作(zuò)時間遠高(gāo)於傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置(zhì)和(hé)斷路器(qì)的組合
。

例如，變壓器低(dī)壓側短(duǎn)路(lù)時(shí)，電(diàn)網和光(guāng)伏(fú)，儲能(néng)可能同時(shí)向(xiàng)故障點注(zhù)入(rù)電(diàn)流，保(bǎo)護邏輯設置(zhì)不合(hé)理可能誤(wù)動(dòng)或(huò)無法(fǎ)快速隔(gé)離故障(zhàng)
。其(qí)次(cì)，傳(chuán)統的(dí)低(dī)壓(yā)斷路(lù)器過流(liú)保(bǎo)護可(kě)能無(wú)法滿足各級(jí)保(bǎo)護選擇性要求(qiú)，需(xū)確保故(gù)障發(fā)生(shēng)時僅切(qiē)除(chú)故障(zhàng)區(qū)域，避免因保(bǎo)護誤動導致故障範圍擴(kuò)大，影響充(chōng)電(diàn)站運行可(kě)靠性(xìng)
。繼電(diàn)保(bǎo)護配置還需要(yào)滿足(zú)相(xiāng)關標(biāo)準和規(guī)範(fàn)對(duì)於(yú)分(fēn)布(bù)式(shì)電(diàn)源(yuán)接(jiē)入電(diàn)網(wǎng)的(dí)相(xiāng)關要(yào)求
。

2.1 樁(zhuāng)級保護(hù)

GBT51313-2018《電動(dòng)汽車分(fēn)散(sàn)充電設施(shī)工程技(jì)術標準》對於(yú)非車載充(chōng)電機(jī)（直流(liú)充(chōng)電樁）的保護要(yào)求如下：“4.0.6非車載充電(diàn)機應具備交流輸入過(guò)壓(yā)保護，交(jiāo)流輸人(rén)過流保護(hù)，直(zhí)流輸(shū)出過壓(yā)保護(hù)，直流輸(shū)出過(guò)流保(bǎo)護(hù)和(hé)內部過(guò)溫保護等功(gōng)能
。”直流充電(diàn)樁保(bǎo)護功能(néng)主要(yào)由(yóu)直(zhí)流充電(diàn)樁內部模塊實現(xiàn)，可以結合GB51348-2019《民(mín)用(yòng)建築(zhù)電(diàn)氣(qì)設計標(biāo)準》“13.5.5儲備倉庫，電(diàn)動車(chē)充(chōng)電等(děng)場所(suǒ)的(dí)末(mò)端(duān)回路(lù)應設置(zhì)限流式電(diàn)氣(qì)防(fáng)火(huǒ)保(bǎo)護(hù)器
。”要(yào)求，部(bù)分直流(liú)充電樁(zhuāng)可(kě)加(jiā)裝限流式(shì)保護器(qì)
。

對(duì)交(jiāo)流充(chōng)電樁要求“4.0.7 交流(liú)充(chōng)電樁應具備(bèi)過(guò)負(fù)荷(hé)保護，短(duǎn)路保護(hù)和(hé)漏(lòu)電保(bǎo)護功(gōng)能
。交(jiāo)流(liú)充電(diàn)樁(zhuāng)漏電(diàn)保護應(yīng)符合(hé)現(xiàn)行標準《電動汽車傳(chuán)導(dǎo)充電(diàn)係統*1部分(fēn):通(tōng)用要求(qiú)》GB/T18487.1的有(yǒu)關規定
。”結合(hé)《民(mín)用建築電(diàn)氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求(qiú)，交(jiāo)流(liú)充(chōng)電樁配(pèi)置(zhì)電氣防(fáng)火限(xiàn)流(liú)式保護器，快速實現過(guò)負(fù)荷(hé)，短路保護和漏電保護(hù)
。

2.2 0.4kV回路繼(jì)電(diàn)保(bǎo)護

光(guāng)伏逆變器，儲能變(biàn)流器本身(shēn)具(jù)備(bèi)比(bǐ)較*的(dí)保護功能，不(bù)需(xū)要(yào)另外配置保(bǎo)護裝置
。根(gēn)據(jù)根據GB/T 19964《光伏發電站接(jiē)入(rù)電力(lì)係統的技術規定(dìng)》要求，在(zài)並(bìng)網點設(shè)置防(fáng)孤島保護裝置(zhì)，在(zài)電網停電(diàn)時動(dòng)作於(yú)跳(tiào)開光伏和(hé)儲能並(bìng)網(wǎng)斷路(lù)器，防止孤島運(yùn)行(háng)向(xiàng)電網(wǎng)送(sòng)電
。並網(wǎng)點(diǎn)需(xū)要監測(cè)電能質(zhì)量(liáng)數據(jù)，包括電流(liú)/電壓/總諧(xié)波(bō)畸(jī)變(biàn)率，電壓(yā)合格率，電(diàn)壓(yā)波動(dòng)/閃(shǎn)變等，配(pèi)置APView400電能(néng)質(zhì)量(liáng)在綫(xiàn)監(jiān)測(cè)裝(zhuāng)置
。此(cǐ)外，為了滿足0.4kV保護選(xuǎn)擇性要(yào)求，在(zài)發生(shēng)故障時縮小故障範(fàn)圍，可以(yǐ)在主要回(huí)路配(pèi)置低(dī)壓保護(hù)裝置，實現(xiàn)速斷(duàn)，過(guò)流(liú)保護，過負荷保護，欠(qiàn)/過(guò)電壓保護，漏(lòu)電保護等等
。

2.3 10kV回路(lù)繼電保護

10kV進綫(xiàn)回(huí)路和(hé)變壓(yā)器(qì)分別配(pèi)置綫路(lù)保護裝置AM5SE-F和變(biàn)壓器(qì)保(bǎo)護裝置AM5SE-T，如(rú)變壓器高壓側不(bù)設置斷路器(qì)，則(zé)在進綫(xiàn)處設置(zhì)變壓(yā)器(qì)保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)置
。進綫保(bǎo)護和變(biàn)壓(yā)器(qì)保護(hù)均(jūn)應(yīng)設置(zhì)帶(dài)方向(xiàng)的電(diàn)流(liú)速斷(duàn)，過流，過(guò)負(fù)荷(hé)保(bǎo)護，變壓(yā)器(qì)保護(hù)還需(xū)要(yào)配置非(fēi)電(diàn)量保(bǎo)護(hù)，包(bāo)括溫(wēn)度(dù)保(bǎo)護(hù)，開門保(bǎo)護(hù)，油(yóu)浸式(shì)變(biàn)壓(yā)器(qì)還(huán)需要設(shè)置瓦斯(sī)保護
。

根(gēn)據《電(diàn)能(néng)質量管理辦法（暫(zàn)行(háng)）》和(hé)《光(guāng)伏發(fā)電站接入電力係統(tǒng)的技(jì)術(shù)規(guī)定》，分布式(shì)電源(yuán)用戶公(gōng)共(gòng)連接點還需要監(jiān)測(cè)電(diàn)能質(zhì)量數據，需(xū)要配(pèi)置(zhì)電能(néng)質量(liáng)在(zài)綫監(jiān)測裝(zhuāng)置(zhì)；如(rú)是自(zì)發自(zì)用，餘電不上(shàng)網(wǎng)的用戶還需(xū)要設置防(fáng)逆流保護(hù)或(huò)防逆(nì)流(liú)調節(jié)裝(zhuāng)置
。

2.4 協調控(kòng)製器

協調控製(zhì)器(qì)ACCU-100具備智能網(wǎng)關(guān)數據(jù)采集，協議轉(zhuǎn)換，存(cún)儲等(děng)功能之外，還(huán)具備新能(néng)源(yuán)的使用策(cè)略控製(zhì)功能，可以按照(zhào)預(yù)設(shè)的邏輯控(kòng)製光伏(fú)出(chū)力(lì)，儲能充/放電，充(chōng)電樁充(chōng)電控(kòng)製以及負荷調節(jié)等功能，並與雲端(duān)平(píng)台(tái)進(jìn)行(háng)交互(hù)，響應(yīng)雲端策略配(pèi)置(zhì)
。

3 充(chōng)電(diàn)樁設(shè)備

安科(kē)瑞(ruì)AEV200-DC240M分體(tǐ)式直流充(chōng)電櫃采用(yòng)為一櫃(guì)四(sì)樁設計，單(dān)樁(zhuāng)額(é)定充電功(gōng)率240kW，充(chōng)電電壓(yā)150V-1000V，單樁額定(dìng)電流250A，滿足(zú)用(yòng)戶(hù)快(kuài)速充電需求(qiú)
。具備交流輸入過(guò)壓(yā)保護，交流(liú)輸人(rén)過(guò)流保護，直(zhí)流(liú)輸出過壓(yā)保(bǎo)護，直(zhí)流(liú)輸出過流保護和(hé)內(nèi)部過溫(wēn)保護等功能(néng)

圖(tú)3.1 AEV200-DC240M充(chōng)電(diàn)櫃(guì)以及(jí)AEV200-DC250AS直流充(chōng)電樁

除了分體(tǐ)式充電樁(zhuāng)外，公司(sī)還提供(gōng)160kW，120kW，80kW，60kW，30kW直流充(chōng)電(diàn)樁以及7kW交(jiāo)流(liú)充(chōng)電樁(zhuāng)，滿足(zú)各種場(cháng)合的充電要(yào)求
。

4 智慧能源管理平(píng)台

AcrelEMS智(zhì)慧能源(yuán)管理平台(tái)融合電力(lì)監(jiān)控(kòng)，電能質量(liáng)分(fēn)析及(jí)治理，充電樁運(yùn)營管理，分(fēn)布(bù)式光伏(fú)監(jiān)控，儲(chǔ)能(néng)管理(lǐ)等功(gōng)能，可以幫助光(guāng)儲(chǔ)充(chōng)一體(tǐ)化(huà)充(chōng)電站(zhàn)提(tí)高供(gōng)電(diàn)可(kě)靠性(xìng)，優化能(néng)源(yuán)使用策略，就地(dì)消納(nà)新(xīn)能源發電(diàn)，降(jiàng)低(dī)充(chōng)電成本
。

4.1 充電(diàn)運(yùn)營管理(lǐ)

安(ān)科瑞(ruì)充(chōng)電運營管(guǎn)理平台(tái)是(shì)基(jī)於(yú)物聯網(wǎng)和大數據技術的充電設(shè)施(shī)管(guǎn)理係統，可以(yǐ)實現(xiàn)對充電樁的監控(kòng)，調度和(hé)管(guǎn)理，提高(gāo)充電(diàn)樁的利(lì)用率和(hé)充(chōng)電(diàn)效(xiào)率，提升(shēng)用戶(hù)的充電體驗(yàn)和(hé)服(fú)務(wù)質量(liáng)
。用(yòng)戶(hù)可(kě)以通(tōng)過(guò)APP或小程(chéng)序提前(qián)預(yù)約(yuē)充(chōng)電，避(bì)免在充電(diàn)站(zhàn)排隊等(děng)待的情(qíng)況，同時(shí)也能(néng)為(wéi)充(chōng)電站(zhàn)提(tí)供更準確的充電需求數(shù)據(jù)，方便後(hòu)續(xù)的調度和(hé)管理
。平台(tái)支持(chí)掃碼/刷卡(qiǎ)充(chōng)電，尋(xún)樁導航，訂(dìng)單管理，充電樁監控，收(shōu)益(yì)分(fēn)析(xī)等(děng)功能(néng)
。

圖4.1 充電(diàn)運營(yíng)管理

4.2 光伏儲能(néng)能(néng)量管理

能(néng)量管(guǎn)理策略實現(xiàn)電網(wǎng)，光伏發(fā)電，儲能(néng)裝置，充(chōng)電(diàn)設(shè)施之間能量(liáng)的(dí)互動融合(hé)和(hé)靈(líng)活調(tiáo)配
。係統在(zài)保障(zhàng)變壓器(qì)安(ān)全運(yùn)行前提下進行優化(huà)調控，有(yǒu)效(xiào)消除峰穀差，平滑(huá)負荷，短時柔(róu)性擴(kuò)容(róng)，提高電(diàn)力(lì)設備(bèi)運行(háng)效(xiào)率，補償負荷波動
。同時在(zài)不允(yǔn)許(xǔ)對電網(wǎng)送電的(dí)情(qíng)況下還(huán)可以(yǐ)通(tōng)過調節光伏發(fā)電(diàn)，儲(chǔ)能(néng)充電，調節充電(diàn)樁等方式，有效防(fáng)止逆(nì)功率
。

圖(tú)4.2 光伏，儲能，充(chōng)電樁能量(liáng)管理(lǐ)

4.3 有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)管(guǎn)理

係(xì)統(tǒng)實時(shí)監(jiān)測(cè)變(biàn)壓器(qì)負荷率，計(jì)算變(biàn)壓(yā)器(qì)剩餘(yú)容(róng)量，結合(hé)充電需求和(hé)儲能(néng)係統放電容量(liáng)對充電進行動(dòng)態控(kòng)製(zhì)，包(bāo)括：用(yòng)戶權限識(shí)別，充(chōng)電行(háng)為統計(jì)，充(chōng)電功率(shuài)控(kòng)製，允許(xǔ)/禁止(zhǐ)新增(zēng)充電(diàn)，調(tiáo)整充電價(jià)格等(děng)方(fāng)式來(lái)引導用(yòng)戶(hù)充電需(xū)求，提(tí)高電(diàn)網對充電的友(yǒu)好(hǎo)度(dù)和容納能力
。

圖(tú)4.3 有序充(chōng)電管(guǎn)理

5 結束語

光伏(fú)儲能一(yī)體化(huà)充(chōng)電(diàn)站采(cǎi)用分層(céng)分級(jí)保護(hù)和(hé)監控來(lái)提高供電(diàn)可靠性和(hé)分布(bù)式(shì)電站運(yùn)行(háng)合規性，配合智慧(huì)能源管(guǎn)理平台(tái)和合理的(dí)新(xīn)能源控製策略(lüè)來實現充(chōng)電(diàn)與(yǔ)經(jīng)濟性平衡(héng)
。AcrelEMS智(zhì)慧(huì)能源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)平台(tái)結(jié)合安科瑞(ruì)各類(lèi)繼電保(bǎo)護和(hé)自(zì)動控製裝(zhuāng)置(zhì)，可以(yǐ)同時管理分(fēn)散在各區(qū)域(yù)的(dí)數(shù)量(liáng)眾多的各類充電(diàn)站，根據充電站來製定控製策(cè)略，從而(ér)使充(chōng)電(diàn)站(zhàn)更清(qīng)潔，有效的運行
。