摘 要：隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可再生能源的快速發(fā)展,，儲能技術(shù)逐漸成為調(diào)節(jié)能源供需,、提高能源利用效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，在這一背景下,，分布式儲能系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,，成為應(yīng)對能源不穩(wěn)定性與波動性的有效手段,。分布式儲能借助小型化,、模塊化的儲能設(shè)備,，能夠在用戶端進(jìn)行能量的存儲與釋放,，從而實(shí)現(xiàn)對局部電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié),，這種系統(tǒng)不僅能夠有效平衡可再生能源（如太陽能和風(fēng)能）在發(fā)電過程中的間歇性和不穩(wěn)定性,，還能在電力需求高峰時(shí)提供可靠的電力支持，減輕對電網(wǎng)的壓力,。本文介紹了安科瑞Acrel-1000DP分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng)在浙江嘉興晉億實(shí)業(yè)5MW分布式儲能項(xiàng)目中的應(yīng)用,，該系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)控制策略優(yōu)化了企業(yè)的能源管理,，可以有效降低電力成本、確保生產(chǎn)活動的連續(xù)性和穩(wěn)定性,。
關(guān)鍵詞：分布式儲能,；控制策略,；能源管理
1. 項(xiàng)目概述
晉億實(shí)業(yè)股份有限公司位于浙江省嘉興市嘉善縣惠民街道松海路66號廠區(qū)，屬于220kV東云變供區(qū),，由東云變35kV晉流683線供電,。
晉億實(shí)業(yè)5MW分布式儲能項(xiàng)目（以下簡稱“本項(xiàng)目"）是某新能源科技有限公司在晉億實(shí)業(yè)廠區(qū)內(nèi)空地新建的一期規(guī)模為5MW/10MWh的鉛碳電池儲能系統(tǒng)（已取得備案2401-330421-04-01-898044），接入晉億實(shí)業(yè)股份有限公司配電房10kV母線,。儲能系統(tǒng)平時(shí)用以給晉億實(shí)業(yè)股份有限公司廠區(qū)日常生產(chǎn)負(fù)荷削峰填谷，運(yùn)行模式為每天固定時(shí)間“兩充兩放",，充電時(shí)間為0:00-7:00,、11：00-13:00,，放電時(shí)間為9:00-11:00,、15:00-17:00，正常情況下儲能系統(tǒng)所發(fā)電量“自發(fā)自用,，不上網(wǎng)"。
2. 配電房現(xiàn)狀
晉億實(shí)業(yè)股份有限公司廠區(qū)內(nèi)建設(shè)有35kV配電房1座,，變壓器2臺,，1#主變?nèi)萘?/span>12500kVA，2#主變?nèi)萘?/span>5000kVA,，10kV采用單母分段接線模式,。
負(fù)荷方面,，2023年晉億實(shí)業(yè)股份有限公司年最大下送功率約14.4MW,，最大負(fù)載率約為82.44%，年平均負(fù)載率約68.57%,；電源方面，晉億實(shí)業(yè)目前已有5.03MWp光伏接入10kVI段母線上,，通過1#主變上傳至35kV晉流683線。
圖2.1配電房現(xiàn)狀電氣主接線
3. 分布式儲能設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目在嘉善縣惠民街道松海路66號晉億實(shí)業(yè)廠區(qū)配電房東南側(cè)空地位置建造5MW/10MWh儲能項(xiàng)目工程,，距離晉億實(shí)業(yè)股份有限公司距離約100米。
儲能單元由儲能一體柜、變壓器,、匯流站組成,。本項(xiàng)目配置儲能容量為186kW/372kWh的磷酸鐵鋰儲能一體柜27臺，3000kVA變壓器1臺，2500kVA變壓器1臺,，并建設(shè)一座10kV開關(guān)艙,。本次15套186kW/372kWh（即2790kW/5580kWh）的磷酸鐵鋰儲能一體柜接入1臺3000kVA升壓變，12套186kW/372kWh（即2232kW/4464kWh）的磷酸鐵鋰儲能一體柜接入1臺2500kVA升壓變，將直流電逆變?yōu)?/span>690V交流電,，最后升壓變高壓側(cè)以10kV電壓等級接入2座10kV開關(guān)艙的進(jìn)線柜。
圖3.1 儲能站接入電氣主接線圖
圖3.2 儲能站平面布置圖
4. 技術(shù)方案
本項(xiàng)目引入Acrel-1000DP分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng),，對整個儲能站進(jìn)行監(jiān)測控制,，并通過設(shè)計(jì)控制策略做到削峰填谷，即在電價(jià)處于峰價(jià)時(shí)放電,，電價(jià)處于谷價(jià)時(shí)充電,，每天固定時(shí)間兩充兩放，通過峰谷差價(jià)回收投資,。
儲能10kV開關(guān)艙進(jìn)線柜配置線路保護(hù)裝置，做到階段式方向過流保護(hù),；并網(wǎng)柜配備防孤島保護(hù)裝置,，在非計(jì)劃孤島情況下使儲能系統(tǒng)脫離電網(wǎng)側(cè),；就地箱變配備箱變測控裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài),，收集電流,、電壓、溫度等關(guān)鍵參數(shù),，并通過數(shù)據(jù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，同時(shí)裝置也支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸,。
儲能電站接入系統(tǒng)后，接入嘉善調(diào)度,。本項(xiàng)目采用光纖以太網(wǎng)技術(shù)通信方式,，光纜線路為：晉億實(shí)業(yè)儲能電站—光通信—東云變—光通信—嘉善供電公司，儲能站接入光纖須配置光端機(jī),、路由器以及電力專用縱向加密裝置,。
4.1. 安全自動裝置
1）AM6-FE頻率電壓緊急控制裝置
裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電網(wǎng)的頻率和電壓,，一旦檢測到超出設(shè)定范圍的異常情況,，立即啟動控制策略,，通過調(diào)整發(fā)電機(jī)出力、切除部分負(fù)荷或投入補(bǔ)償設(shè)備等方式,，快速恢復(fù)電網(wǎng)的頻率和電壓至正常水平,，確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性。
2）AM5SE-IS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)斷開連接,，會形成孤島狀態(tài),，這種狀態(tài)可能造成分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)的電壓和頻率不匹配等問題,，也可能導(dǎo)致電力工作人員在不知情的情況下進(jìn)行危險(xiǎn)的操作。防孤島裝置通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài),，一旦檢測到電網(wǎng)斷電，能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接,，從而保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行和維修人員的人身安全。
4.2. 箱變測控裝置
AM6-PWC箱變測控裝置是集保護(hù),、測控,、通訊一體化的裝置,，全稱為箱式變電站測控裝置，用于箱變的監(jiān)控和控制,。裝置能夠?qū)ψ儔浩鞯臏囟?、電流,、電壓、?fù)荷等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測,，通過實(shí)時(shí)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及潛在的安全隱患，同時(shí)，裝置還具備過載保護(hù),、短路保護(hù),、過溫保護(hù)等保護(hù)功能與遠(yuǎn)程監(jiān)控,、數(shù)據(jù)傳輸功能。
4.3. 控制策略
設(shè)計(jì)儲能充放電原則是在尖峰時(shí)段全部放電,，高峰時(shí)段根據(jù)負(fù)荷情況調(diào)整儲能變流器功率，保證儲能電池電量全部消納,。為防止電池充電過程中晉億實(shí)業(yè)配變負(fù)荷過大超過限額,，或者正常運(yùn)行時(shí)配變負(fù)荷過小導(dǎo)致儲能放電上送,，對配變負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為儲能系統(tǒng)設(shè)定充/放電負(fù)荷限值P充和P放,。
電價(jià)處于谷價(jià)且P配變＜P充時(shí)，儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,；
電價(jià)處于峰價(jià)且P配變＞P放時(shí)，儲能系統(tǒng)進(jìn)行放電,。
圖4.1 儲能系統(tǒng)運(yùn)行控制策略
5. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式架構(gòu)，能夠高效,、穩(wěn)定地運(yùn)行,，滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化的需求,，為企業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，主要分為站控層,、通信層和設(shè)備層三個核心部分：
站控層作為系統(tǒng)的管理與控制中心,，承擔(dān)著對整個系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理功能,。操作員可以通過該層實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理,。
通信層負(fù)責(zé)信息傳遞與數(shù)據(jù)交互,，確保各個設(shè)備和系統(tǒng)組件之間能夠無縫連接與協(xié)同工作。此層不僅支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，還能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景的不同規(guī)模和需求進(jìn)行靈活調(diào)整，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性,。
設(shè)備層包含各種硬件設(shè)備，是系統(tǒng)的基礎(chǔ)執(zhí)行單元,。這些設(shè)備不僅負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，還能根據(jù)上級指令執(zhí)行控制操作,，是實(shí)現(xiàn)自動化操作的核心組成部分,。
圖5.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D
項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示：
表5.1 方案設(shè)備列表
6. 現(xiàn)場圖片
7. 系統(tǒng)功能
7.1. 系統(tǒng)總覽
主要展示本系統(tǒng)的儲能裝機(jī)容量,、儲能當(dāng)前充放電量,、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線,。
圖7.1 系統(tǒng)總覽
7.2. PCS監(jiān)控
PCS作為儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的橋梁,，負(fù)責(zé)控制電池的充放電過程，將電池存儲的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能,，或者將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能以存儲在電池中。系統(tǒng)監(jiān)測顯示PCS的運(yùn)行狀態(tài),、運(yùn)行參數(shù)限值，交直流側(cè)的運(yùn)行狀態(tài),、運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對PCS的監(jiān)控是確保儲能系統(tǒng)高效,、安全運(yùn)行的關(guān)鍵,。
圖7.2 PCS狀態(tài)監(jiān)測界面
7.3. 電池監(jiān)控
系統(tǒng)的電池監(jiān)控是確保電池組安全,、高效運(yùn)行的關(guān)鍵。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的電壓,、電流,、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，電池管理系統(tǒng)（BMS）能夠及時(shí)調(diào)整電池的工作狀態(tài),，延長電池的使用壽命，并提高整個系統(tǒng)的效率和安全性,。
圖7.3 電池簇監(jiān)控界面
7.4. 策略配置
通過策略配置,，系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)需求,、可再生能源發(fā)電特性以及用戶用電模式，自動調(diào)整充放電行為,，以達(dá)到削峰填谷,、提高電網(wǎng)穩(wěn)定性、降低運(yùn)行成本等目的,。
圖7.4 策略配置界面
8. 結(jié)語
在當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的背景下，分布式儲能系統(tǒng)與新能源發(fā)電的結(jié)合,，正逐漸成為電力市場中一種重要的解決方案。通過合理設(shè)計(jì)控制策略,，系統(tǒng)能夠有效地與電網(wǎng)價(jià)格進(jìn)行互動,，實(shí)現(xiàn)峰谷套利和平滑輸出，從而提升整體電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性,。此外，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,，系統(tǒng)的控制策略可以進(jìn)一步優(yōu)化,，這種基于大數(shù)據(jù)和人工智能的控制方式，將為分布式儲能的經(jīng)濟(jì)效益和操作效率提供強(qiáng)有力的支持,?？偟膩碚f，分布式儲能系統(tǒng)結(jié)合新能源發(fā)電的解決方案,，不僅為電力市場帶來了新的盈利模式，也為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)了重要力量,。
