摘 要：綜合智慧能源是一種創(chuàng)新的能源管理解決方案,，是隨著可再生能源和分布式能源的發(fā)展、能源的協(xié)同利用，以及能源管理、技術(shù)變革催生出來的一種新產(chǎn)業(yè),，涉及到智慧城鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)園區(qū),、集群樓宇,、能源基地等多種場景。儲能系統(tǒng)在整個產(chǎn)業(yè)中有很重要的作用,，不僅可以促進可再生能源的消納,，還通過與其他能源形式的協(xié)同供應(yīng)和互動優(yōu)化，可以實現(xiàn)智慧化能源管理,。為了實時監(jiān)視儲能電站的各種運行數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行狀態(tài),，需要引入一套監(jiān)控系統(tǒng)進行綜合監(jiān)控管理，本文介紹了安科瑞在浙江某10MW/20MWh綜合智慧能源項目中提供的分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng)方案,，包括二次分散裝置,、二次設(shè)備預制艙內(nèi)部分屏柜以及一套Acrel-1000DP分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng)。

1.項目設(shè)計

本項目規(guī)模為10MW/20MWh,，共建設(shè)兩個儲能單元，每個儲能單元由2套2.5MW/5MWh儲能設(shè)備組成,，通過2回10KV線路接入10kVⅠ,、Ⅱ段母線。每套儲能單元包括10kv計量柜,、壓變柜,、儲能進線柜,、出線柜、站用變柜等7面開關(guān)柜,，一次設(shè)備有2臺2500kW干式升壓變,，4臺1250kW儲能變流器，2座5MWh儲能電池艙,，1臺315kVA站用變,。

圖1.1 系統(tǒng)接線圖

圖1.2 電氣平面布置圖

2.技術(shù)方案

本項目配置了Acrel-1000DP分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對儲能電站的集中管理,，包括設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測,、故障報警、運行參數(shù)設(shè)置等,，并將儲能站信息做104轉(zhuǎn)發(fā),，通過已有的調(diào)度通道上傳調(diào)度中心。

二次設(shè)備配置方案為：在每回儲能進線隔離柜上配置故障解列裝置1套,、防孤島裝置1套,；儲能進線開柜上配置線路三段式過流保護裝置1套；儲能出線開關(guān)柜上配置升壓變二段式過流保護裝置1套,；母設(shè)柜上配置測控裝置1套+交換機1臺,；站用變開關(guān)柜上配置升壓變二段式過流保護裝置1套；兩回進線配置電能質(zhì)量監(jiān)測裝置1套,，并與公用測控裝置共組1面屏,。

2.1.二次電氣設(shè)備

1）線路保護裝置

線路保護裝置主要功能是確保電氣設(shè)備的安全運行。裝置實時監(jiān)測電流,、電壓等電氣參數(shù),，一旦檢測到異常，如過載,、短路或接地故障,，線路保護裝置會迅速切斷電源，從而防止設(shè)備損壞和火災(zāi)風險,。

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)恢復時的電壓和頻率不匹配等問題。防孤島裝置通過實時監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài),，一旦檢測到電網(wǎng)斷電,，能夠在規(guī)定的時間內(nèi)迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，同時，防孤島裝置還具有多種保護功能,，如高頻,、低頻、過電壓,、低電壓保護等,，能全面保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3）故障解列裝置

裝置能夠監(jiān)測電網(wǎng)的實時狀態(tài),，一旦檢測到異?；蚬收闲盘枺缍搪?、過載等,，它會立即啟動，將故障儲能單元或設(shè)備與電網(wǎng)斷開,，既能防止故障設(shè)備對電網(wǎng)造成進一步損害,，也確保其他正常運行的儲能單元繼續(xù)供電，保障用戶的電力需求,。

2.2. 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置能夠?qū)崟r監(jiān)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。通過高精度的測量與分析,，它能夠及時發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題,，如電壓波動、諧波污染等,，為運維人員提供及時的告警信息,，此外，電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)記錄功能還可為后續(xù)的故障排查和電能質(zhì)量治理提供有力支持,。

3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項目采用了分層分布式架構(gòu)設(shè)計,，以滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化對效率和穩(wěn)定性要求。系統(tǒng)架構(gòu)主要由三大部分組成：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通信層以及現(xiàn)場設(shè)備層,。

站控管理層：主要承擔系統(tǒng)運行狀態(tài)的集中監(jiān)控任務(wù)，同時向操作人員提供實時系統(tǒng)信息,，支持深入的數(shù)據(jù)分析與處理功能,，確保企業(yè)可以及時掌握生產(chǎn)動態(tài)，做出科學決策,。

網(wǎng)絡(luò)通信層：負責系統(tǒng)內(nèi)信息的高效傳輸與數(shù)據(jù)交換,，支持多種網(wǎng)絡(luò)布局模式,，可根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境及需求靈活調(diào)整，保證了不同設(shè)備間以及系統(tǒng)各組成部分之間的順暢溝通與協(xié)作,。

現(xiàn)場設(shè)備層：集成了各類必要的硬件設(shè)施，這些裝置一方面用于收集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù),，另一方面則依據(jù)站控層下達的操作指令執(zhí)行具體的控制動作,，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的核心要素。

圖3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

項目配置設(shè)備清單如下表所示：

表3.1 方案設(shè)備列表

4.                      現(xiàn)場圖片

5.系統(tǒng)功能

5.1. 實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面可以繪制展示新建1#,、2#儲能站和4套變流器升壓艙的一次系統(tǒng)圖，并實時顯示采集到的電壓,、電流,、功率和變壓器溫度等關(guān)鍵參數(shù)和開關(guān)柜內(nèi)斷路器、手車,、接地刀閘的分合狀態(tài),。

圖5.1 實時監(jiān)測界面

5.2.  電能質(zhì)量在線監(jiān)測

系統(tǒng)通過采集儲能進線處電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)，可以對整個供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,。系統(tǒng)在人機界面實時顯示裝置通信狀態(tài),、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分比和正序/負序/零序電壓值,、三相電流不平衡度百分比和正序/負序/零序電流值,，幫助管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素,。

圖5.2 電能質(zhì)量在線監(jiān)測界面

5.3.   動環(huán)監(jiān)測

系統(tǒng)可以采集一,、二次設(shè)備艙內(nèi)的空調(diào)數(shù)據(jù)，在人機界面展示艙內(nèi)外的溫濕度,、機組狀態(tài),、高低溫告警信息，確保值班室人員能夠迅速判斷預制艙的環(huán)境狀況,，從而保證儲能站內(nèi)設(shè)備的穩(wěn)定運行,。

圖5.3 動環(huán)監(jiān)測

5.4.  數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

采集到的儲能站信息通過網(wǎng)關(guān)采用IEC104協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)過已有的調(diào)度通道上傳到調(diào)度中心,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程集中管理和分析,。

圖5.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

6.結(jié)語

綜合智慧能源不僅涵蓋傳統(tǒng)能源的高效利用，還充分整合了可再生能源,、分布式儲能和智能電網(wǎng)等新興技術(shù),，其中，分布式儲能作為一種靈活,、高效的能源管理解決方案,，能夠有效緩解電網(wǎng)負荷波動、增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，并提高可再生能源的消納能力,。本項目中引入的儲能監(jiān)控系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測儲能設(shè)備的狀態(tài)（如電量水平,、溫度,、電壓等），并根據(jù)實際需要自動調(diào)整充放電策略,，該系統(tǒng)可以極大地提高儲能站的工作效率和安全性,，同時延長儲能設(shè)備的使用壽命,。

參考文獻

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