摘 要：隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和可再生能源發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)成為關(guān)鍵，分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，有效應(yīng)對(duì)能源波動(dòng)。這種系統(tǒng)利用小型化、模塊化設(shè)備在用戶端存儲(chǔ)和釋放能量，靈活調(diào)節(jié)局部電網(wǎng)，平衡可再生能源（如太陽(yáng)能和風(fēng)能）的間歇性和不穩(wěn)定性，提供高峰電力支持，減輕電網(wǎng)壓力。文章介紹安科瑞Acrel-1000DP系統(tǒng)在嘉興晉億實(shí)業(yè)項(xiàng)目中的應(yīng)用，通過(guò)優(yōu)化控制策略，降低電力成本，確保生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定。

1項(xiàng)目概述

晉億實(shí)業(yè)股份有限公司坐落于浙江省嘉興市嘉善縣惠民街道松海路66號(hào)的廠區(qū)，隸屬于220kV東云變電站的供電區(qū)域，其電力供應(yīng)主要來(lái)源于東云變電站的35kV晉流683線路。

晉億實(shí)業(yè)5MW分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目是在晉億實(shí)業(yè)廠區(qū)內(nèi)空地上新建的一期規(guī)模為5MW/10MWh的鉛碳電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（已獲得備案編號(hào)2401-330421-04-01-898044），并接入晉億實(shí)業(yè)股份有限公司配電房的10kV母線。該儲(chǔ)能系統(tǒng)通常用于為晉億實(shí)業(yè)廠區(qū)的日常生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行削峰填谷，其運(yùn)行模式為每日固定時(shí)間進(jìn)行“兩充兩放”，具體充電時(shí)間為午夜0:00至早上7:00以及上午11:00至下午13:00，放電時(shí)間為上午9:00至11:00以及下午15:00至17:00。在正常情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)所產(chǎn)生的電力將“自發(fā)自用，不上網(wǎng)”。

2 配電房現(xiàn)狀

晉億實(shí)業(yè)股份有限公司的廠區(qū)內(nèi)部設(shè)有1座35kV配電房，配備了2臺(tái)變壓器。其中，1號(hào)主變壓器的容量為12500kVA，而2號(hào)主變壓器的容量為5000kVA。在10kV的供電系統(tǒng)中，采用了單母線分段接線的配置。

就負(fù)荷而言，晉億實(shí)業(yè)股份有限公司在2023年的年下送功率大約為14.4MW，負(fù)載率約為82.44%，而年平均負(fù)載率則約為68.57%。在電源配置方面，公司目前已有5.03MWp的光伏系統(tǒng)并入10kV的I段母線，并通過(guò)1號(hào)主變壓器上傳至35kV的晉流683線。

配電房現(xiàn)狀電氣主接線

3分布式儲(chǔ)能設(shè)計(jì)

在嘉善縣惠民街道松海路66號(hào)，晉億實(shí)業(yè)廠區(qū)配電房東南側(cè)空地，將建設(shè)一個(gè)5MW/10MWh的儲(chǔ)能項(xiàng)目。儲(chǔ)能單元包括儲(chǔ)能一體柜、變壓器和匯流站。項(xiàng)目將安裝27臺(tái)186kW/372kWh的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜，一臺(tái)3000kVA變壓器和一臺(tái)2500kVA變壓器，并建設(shè)一座10kV開(kāi)關(guān)艙。15套儲(chǔ)能柜將連接至一臺(tái)3000kVA升壓變壓器，12套連接至一臺(tái)2500kVA升壓變壓器，將直流電轉(zhuǎn)換為690V交流電后，通過(guò)10kV電壓接入兩個(gè)10kV開(kāi)關(guān)艙的進(jìn)線柜。

儲(chǔ)能站接入電氣主接線圖

儲(chǔ)能站平面布置圖

4技術(shù)方案

項(xiàng)目使用Acrel-1000DP系統(tǒng)全面監(jiān)控儲(chǔ)能站，通過(guò)控制策略實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)，利用峰谷電價(jià)差進(jìn)行充電放電，以回收投資成本。

10kV開(kāi)關(guān)艙進(jìn)線柜具備線路保護(hù)，實(shí)現(xiàn)分階段方向性過(guò)流保護(hù)；并網(wǎng)柜裝有防孤島保護(hù)，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)在非計(jì)劃孤島事件中快速斷網(wǎng)；本地箱式變壓器配有測(cè)控裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器運(yùn)行，收集關(guān)鍵參數(shù)如電流、電壓、溫度，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。

儲(chǔ)能電站并入系統(tǒng)后，將連接嘉善調(diào)度中心。項(xiàng)目采用光纖以太網(wǎng)技術(shù)，光纜線路從晉億實(shí)業(yè)的儲(chǔ)能電站出發(fā)，經(jīng)東云變電站，到達(dá)嘉善供電公司。實(shí)現(xiàn)光纖接入需配備光端機(jī)、路由器和電力系統(tǒng)專用縱向加密設(shè)備。

4.1安全自動(dòng)裝置

1）AM6-FE頻率電壓緊急控制裝置

裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)頻率和電壓，發(fā)現(xiàn)異常即刻采取措施，如調(diào)整發(fā)電機(jī)出力、切除負(fù)荷或使用補(bǔ)償設(shè)備，迅速將電網(wǎng)頻率和電壓恢復(fù)至正常，保障電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性。

2）AM5SE-IS防孤島裝置

在電網(wǎng)停電時(shí)，若分布式電源未能及時(shí)斷開(kāi)，會(huì)形成可能導(dǎo)致電源失控和電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)電壓頻率不匹配的孤島狀態(tài)，還可能危及電力工作人員安全。防孤島裝置能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)，一旦停電即在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷分布式電源連接，確保電網(wǎng)安全和人員安全。

4.2箱變測(cè)控裝置

AM6-PWC箱變測(cè)控裝置是集保護(hù)、測(cè)控、通訊于一體的箱式變電站測(cè)控裝置，用于監(jiān)控和控制箱變。它能全面監(jiān)測(cè)變壓器的關(guān)鍵參數(shù)如溫度、電流、電壓、負(fù)荷，并通過(guò)實(shí)時(shí)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和安全隱患。此外，該裝置還提供過(guò)載、短路、過(guò)溫保護(hù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸功能。

4.3控制策略

儲(chǔ)能充放電設(shè)計(jì)原則是在尖峰時(shí)段完全放電，在高峰時(shí)段根據(jù)負(fù)荷調(diào)整儲(chǔ)能變流器功率，確保電池電量完全使用。為避免電池充電時(shí)配變負(fù)荷超限或儲(chǔ)能放電時(shí)負(fù)荷過(guò)小，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配變負(fù)荷，并設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電負(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(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行放電。

儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行控制策略

5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目采用分層分布式架構(gòu)，包括站控層、通信層和設(shè)備層，以滿足工業(yè)自動(dòng)化需求。

站控層是管理和監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析；

通信層負(fù)責(zé)信息傳遞和數(shù)據(jù)交互，支持多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可靈活調(diào)整；

設(shè)備層由硬件設(shè)備組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行控制操作，是自動(dòng)化的核心。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示：

6現(xiàn)場(chǎng)圖片

7系統(tǒng)功能

系統(tǒng)總覽

主要展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、當(dāng)前儲(chǔ)能充放電狀態(tài)、收益情況、狀態(tài)電荷（SOC）變化曲線以及電量變化曲線。

PCS監(jiān)控

PCS是儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口，管理電池的充放電，并轉(zhuǎn)換電能形式。它監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效和安全運(yùn)行。

PCS狀態(tài)監(jiān)測(cè)界面

電池監(jiān)控

電池監(jiān)控對(duì)確保電池組安全高效至關(guān)重要。電池管理系統(tǒng)（BMS）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，及時(shí)調(diào)整電池工作狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命，提升系統(tǒng)效率和安全性。

電池簇監(jiān)控界面

策略配置

系統(tǒng)通過(guò)策略配置，自動(dòng)調(diào)整充放電行為，以滿足電網(wǎng)需求、適應(yīng)可再生能源發(fā)電特性及用戶用電模式，實(shí)現(xiàn)削峰填谷、提升電網(wǎng)穩(wěn)定性、降低運(yùn)行成本。

策略配置界面

8結(jié)語(yǔ)

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源發(fā)電的結(jié)合正成為電力市場(chǎng)的重要解決方案。通過(guò)設(shè)計(jì)有效的控制策略，系統(tǒng)能與電網(wǎng)價(jià)格互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)峰谷套利和平滑輸出，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步優(yōu)化控制策略，利用大數(shù)據(jù)和人工智能提升分布式儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)效益和操作效率。這種結(jié)合不僅為電力市場(chǎng)帶來(lái)新的盈利模式，也對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)有重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 慈松,李宏佳,陳鑫,等.能源互聯(lián)網(wǎng)重要基礎(chǔ)支撐:分布式儲(chǔ)能技術(shù)的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)科學(xué):信息科學(xué), 2014.DOI:CNKI:SUN:PZKX.0.2014-06-008.

[2] 唐文左,梁文舉,崔榮,等.配電網(wǎng)中分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置方法[J].電力建設(shè), 2015, 36(4):38-45.DOI: 10.3969/j.issn.1000－7229.2015.04.007.

[3] 林莉.微網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)管理與控制研究[D].西華大學(xué),2013.DOI:10.7666/d.D345790.

審核編輯 黃宇