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安科瑞分布式儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)在晉億實(shí)業(yè)5MW分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):441更新日期:2024-10-11


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(chǔ)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(chǔ)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(dòng)性的有效手段。分布式儲(chǔ)能借助小型化、模塊化的儲(chǔ)能設(shè)備,能夠在用戶端進(jìn)行能量的存儲(chǔ)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(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)在浙江嘉興晉億實(shí)業(yè)5MW分布式儲(chǔ)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(dòng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

 

關(guān)鍵詞:分布式儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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、1100-13:00,放電時(shí)間為9:00-11:00、15:00-17:00,正常情況下儲(chǔ)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(tái),1#主變?nèi)萘?/span>12500kVA,2#主變?nèi)萘?/span>5000kVA10kV采用單母分段接線模式。

負(fù)荷方面,2023晉億實(shí)業(yè)股份有限公司最大下送功率約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

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 2.1配電房現(xiàn)狀電氣主接線

3. 分布式儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能單元由儲(chǔ)能一體柜、變壓器、匯流站組成。本項(xiàng)目配置儲(chǔ)能容量為186kW/372kWh的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜27臺(tái),3000kVA變壓器1臺(tái),2500kVA變壓器1臺(tái),并建設(shè)一座10kV開關(guān)艙。本次15186kW/372kWh(即2790kW/5580kWh)的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜接入1臺(tái)3000kVA升壓變,12186kW/372kWh(即2232kW/4464kWh)的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜接入1臺(tái)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210kV開關(guān)艙的進(jìn)線柜。

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 3.1 儲(chǔ)能站接入電氣主接線圖

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 3.2 儲(chǔ)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(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng),對整個(gè)儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能電站—光通信—東云變—光通信—嘉善供電公司,儲(chǔ)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(dòng)裝置

1AM6-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(dòng)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。

2AM5SE-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(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,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(chǔ)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(chǔ)能變流器功率,保證儲(chǔ)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(chǔ)能放電上送,對配變負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,為儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)定充/放電負(fù)荷限值PP。

電價(jià)處于谷價(jià)且P配變P時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電;

電價(jià)處于峰價(jià)且P配變P時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行放電。

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 4.1 儲(chǔ)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(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)化操作的核心組成部分。

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 5.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D

項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示:

5.1 方案設(shè)備列表

安裝位置

型號

數(shù)量

功能

配電室
監(jiān)控主機(jī)操作臺(tái)
1套)

Acrel-1000DP
linux內(nèi)核單機(jī))

分布式儲(chǔ)能監(jiān)控主機(jī)

1

具有保護(hù)、控制、通信、測量等功能,可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能站的全功能綜合自動(dòng)化管理

預(yù)制艙二次艙
安全自動(dòng)裝置屏
2面)

APView500PV
電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

1

采集監(jiān)測諧波、電壓暫升/暫降/中斷、閃變、電壓不平衡度,事件記錄、測量控制

AM5SE-IS
防孤島保護(hù)裝置

1

當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí),可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn),使本地與電網(wǎng)側(cè)快速脫離,保證電站和操作人員安全

AM6-FE
頻率電壓緊急控制裝置

1

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)性故障或負(fù)荷波動(dòng)時(shí),裝置按照電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的要求調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的頻率和電壓水平

就地分散安裝

AM6-PWC
箱變測控裝置

2

數(shù)據(jù)監(jiān)測;錄波;非電量保護(hù)、三段式電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、零序過壓保護(hù);多種規(guī)約自由配置和轉(zhuǎn)換

AM5SE-F
線路保護(hù)裝置

4

三段式過流保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、失壓跳閘、過電壓保護(hù)

SF1224
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

1

站內(nèi)通信組網(wǎng)

ATS1200GB
對時(shí)裝置

1

獲取GPSBD雙時(shí)鐘數(shù)據(jù),為站內(nèi)設(shè)備、系統(tǒng)提供對時(shí)功能

ANet-2E8S1
通訊管理機(jī)

1

數(shù)據(jù)采集及上傳

ANet-2E4SM+ANet485*3
通訊管理機(jī)

1

數(shù)據(jù)采集及上傳

6. 現(xiàn)場圖片

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7. 系統(tǒng)功能

7.1. 系統(tǒng)總覽

主要展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

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7.1 系統(tǒng)總覽

7.2. PCS監(jiān)控

PCS作為儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)高效、安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

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 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(gè)系統(tǒng)的效率和安全性。

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 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(dòng)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

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 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(chǔ)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(dòng),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(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)效益和操作效率提供強(qiáng)有力的支持。總的來說,分布式儲(chǔ)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。


參考文獻(xiàn)

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