摘 要:用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目是指在用戶端(如家庭、商業(yè)建筑或工業(yè)設(shè)施)部署儲(chǔ)能系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)能量的高效管理和利用。隨著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,用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目越來越受到關(guān)注,其主要目的是通過儲(chǔ)存多余的清潔能源,降低用戶的電費(fèi)支出,提高能源利用效率,并增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在保障電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的過程中,引入一套電力監(jiān)控系統(tǒng)很有必要,本文介紹了安科瑞在浙江某7MW/14MWh用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中提供的整體方案,包括二次分散裝置、二次設(shè)備預(yù)制艙內(nèi)部分屏柜、調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備以及一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:用戶側(cè)儲(chǔ)能;方案配置;電力監(jiān)控
該用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目分為兩期,共建設(shè)兩套3.5MW/7MWh儲(chǔ)能系統(tǒng),其中第一套儲(chǔ)能系統(tǒng)接入用戶專線一,第二套儲(chǔ)能系統(tǒng)接入用戶專線二。以一期為例,新建儲(chǔ)能站包括10kv計(jì)量柜、PT柜、開關(guān)柜、出線柜等,裝機(jī)容量為3.5MW/7MWh,一次設(shè)備共有1臺(tái)3450kW干式升壓變,2臺(tái)1725kW儲(chǔ)能變流器,2座3.58MWh儲(chǔ)能電池艙,1臺(tái)200kVA站用變,逆變交流電壓由690V升壓至10KV接入用戶10kv母線,二期建設(shè)同一期。另外儲(chǔ)能站信息通過中國(guó)電信虛擬專用網(wǎng)絡(luò)方式(VPN)接入新一代系統(tǒng)安全接入?yún)^(qū),經(jīng)無線上傳寧波調(diào)度中心,同時(shí)將數(shù)據(jù)上傳給總包方云平臺(tái)。
圖1.1 專線一儲(chǔ)能站電氣圖
圖1.2 1#開關(guān)站接線圖
圖1.3 專線二儲(chǔ)能站電氣圖
圖1.4 2#開關(guān)站接線圖
本項(xiàng)目系統(tǒng)配置了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能電站的集中管理,包括設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置等。
二次設(shè)備配置方案為:在每回專線的進(jìn)線隔離柜上配置故障解列裝置1套、防孤島裝置1套;進(jìn)線開柜上配置線路三段式過流保護(hù)裝置1套;儲(chǔ)能出線開關(guān)柜上配置升壓變過流保護(hù)裝量1套;母設(shè)柜上配置測(cè)控裝置1套;站用變高壓側(cè)配置站用變過流保護(hù)裝置1套;兩回進(jìn)線配置電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置1套,并與公用測(cè)控及通信管理機(jī)共組1面屏。
2.1. 二次電氣設(shè)備
1)線路保護(hù)裝置
線路保護(hù)裝置主要功能是確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流、電壓等電氣參數(shù),一旦檢測(cè)到異常,如過載、短路或接地故障,線路保護(hù)裝置會(huì)迅速切斷電源,從而防止設(shè)備損壞和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
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(fù)時(shí)的電壓和頻率不匹配等問題。防孤島裝置通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài),一旦檢測(cè)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,同時(shí),防孤島裝置還具有多種保護(hù)功能,如高頻、低頻、過電壓、低電壓保護(hù)等,能全面保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
3)故障解列裝置
裝置能夠監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài),一旦檢測(cè)到異?;蚬收闲盘?hào),如短路、過載等,它會(huì)立即啟動(dòng),將故障儲(chǔ)能單元或設(shè)備與電網(wǎng)斷開。既能防止故障設(shè)備對(duì)電網(wǎng)造成進(jìn)一步損害,也確保其他正常運(yùn)行的儲(chǔ)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(cè)裝置
電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)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(biāo)。通過高精度的測(cè)量與分析,它能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題,如電壓波動(dòng)、諧波污染等,為運(yùn)維人員提供及時(shí)的告警信息,此外,電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)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。
2.3. 調(diào)度自動(dòng)化設(shè)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)來確保信息在傳輸過程中的機(jī)密性和完整性。裝置具備高度的靈活性和安全性,可以根據(jù)不同需求定制加密算法和密鑰管理機(jī)制,有效應(yīng)對(duì)各種安全風(fēng)險(xiǎn)。
2)遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)關(guān)
遠(yuǎn)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(tǒng)之間的通信功能,能夠?qū)崿F(xiàn)變電站遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的直采直送,提供數(shù)據(jù)、模型和圖形的采集、存儲(chǔ)、處理和傳輸服務(wù)。此外,遠(yuǎn)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(shù)字證書、防火墻和數(shù)據(jù)加密等,確保通信的機(jī)密性、完整性和可靠性,是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備之一。
本項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式架構(gòu),旨在高效、穩(wěn)定地滿足現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的需求,為企業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。系統(tǒng)主要分為三個(gè)核心部分:站控層、通信層和設(shè)備層。
站控層負(fù)責(zé)集中監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并允許操作員實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)信息,進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)分析和處理。
通信層是系統(tǒng)內(nèi)部信息傳遞與數(shù)據(jù)交換的橋梁,支持多樣化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需求和規(guī)模進(jìn)行靈活配置,確保所有設(shè)備和系統(tǒng)組件能夠無縫連接、協(xié)同作業(yè)。
設(shè)備層作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)執(zhí)行單元,包含了各種關(guān)鍵的硬件設(shè)備。這些設(shè)備不僅負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),還能根據(jù)來自上級(jí)(站控層)的指令執(zhí)行精確的控制操作,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)流程不可或缺的一環(huán)
圖3.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D
項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示:
方案設(shè)備列表
方案設(shè)備列表
現(xiàn)場(chǎng)圖片
4.1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)可以直觀顯示一次系統(tǒng)圖,并實(shí)時(shí)顯示各電壓等級(jí)各回路的遙測(cè)量、遙信量和報(bào)警信號(hào)等。遙測(cè)量包括電壓、電流、功率、功率、電能等電參量,高低壓柜內(nèi)電氣節(jié)點(diǎn)溫度值等;遙信量包括中壓開關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、地刀開關(guān)的分合狀態(tài)。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面
4.2. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)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(shè)備或元件及其故障部位。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣缑?/span>
4.3. 權(quán)限管理
為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫(kù)修改等)。
權(quán)限管理
隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)中正扮演著愈發(fā)重要的角色。儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要功能是幫助用戶平衡用電負(fù)荷,同時(shí)有效降低用戶電費(fèi)支出,在電價(jià)波動(dòng)較大的市場(chǎng)環(huán)境中為用戶帶來顯著的經(jīng)濟(jì)利益。此外,用戶側(cè)儲(chǔ)能還可以根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)和可再生能源發(fā)電情況,動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能設(shè)備的工作狀態(tài),增強(qiáng)整體電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。在新建用戶側(cè)儲(chǔ)能電站中,引入電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅提升了系統(tǒng)的管理水平,也為可再生能源的高效利用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)識(shí)別潛在的故障風(fēng)險(xiǎn),并通過預(yù)警機(jī)制采取相應(yīng)的防范措施,此外,還可以優(yōu)化儲(chǔ)能電站的運(yùn)行策略,提高能量利用效率。