浙江嘉興晉億實業(yè)5MW分布式儲能項目中的應用

摘 要：隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和可再生能源發(fā)展，儲能技術成為關鍵，分布式儲能系統(tǒng)應運而生，有效應對能源波動。這種系統(tǒng)利用小型化、模塊化設備在用戶端存儲和釋放能量，靈活調(diào)節(jié)局部電網(wǎng)，平衡可再生能源（如太陽能和風能）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)在嘉興晉億實業(yè)項目中的應用，通過優(yōu)化控制策略，降低電力成本，確保生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定。

1項目概述

晉億實業(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號的廠區(qū)，隸屬于220kV東云變電站的供電區(qū)域，其電力供應主要來源于東云變電站的35kV晉流683線路。

晉億實業(yè)5MW分布式儲能項目是在晉億實業(yè)廠區(qū)內(nèi)空地上新建的一期規(guī)模為5MW/10MWh的鉛碳電池儲能系統(tǒng)（已獲得備案編號2401-330421-04-01-898044），并接入晉億實業(yè)股份有限公司配電房的10kV母線。該儲能系統(tǒng)通常用于為晉億實業(yè)廠區(qū)的日常生產(chǎn)負荷進行削峰填谷，其運行模式為每日固定時間進行“兩充兩放”，具體充電時間為午夜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

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

就負荷而言，晉億實業(yè)股份有限公司在2023年的年下送功率大約為14.4MW，負載率約為82.44%，而年平均負載率則約為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1號主變壓器上傳至35kV的晉流683線。

配電房現(xiàn)狀電氣主接線

3分布式儲能設計

在嘉善縣惠民街道松海路66號，晉億實業(yè)廠區(qū)配電房東南側(cè)空地，將建設一個5MW/10MWh的儲能項目。儲能單元包括儲能一體柜、變壓器和匯流站。項目將安裝27臺186kW/372kWh的磷酸鐵鋰儲能一體柜，一臺3000kVA變壓器和一臺2500kVA變壓器，并建設一座10kV開關艙。15套儲能柜將連接至一臺3000kVA升壓變壓器，12套連接至一臺2500kVA升壓變壓器，將直流電轉(zhuǎn)換為690V交流電后，通過10kV電壓接入兩個10kV開關艙的進線柜。

儲能站接入電氣主接線圖

儲能站平面布置圖

4技術方案

項目使用Acrel-1000DP系統(tǒng)全面監(jiān)控儲能站，通過控制策略實現(xiàn)負荷調(diào)節(jié)，利用峰谷電價差進行充電放電，以回收投資成本。

10kV開關艙進線柜具備線路保護，實現(xiàn)分階段方向性過流保護；并網(wǎng)柜裝有防孤島保護，確保儲能系統(tǒng)在非計劃孤島事件中快速斷網(wǎng)；本地箱式變壓器配有測控裝置，實時監(jiān)控變壓器運行，收集關鍵參數(shù)如電流、電壓、溫度，并通過數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn)故障風險，支持遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。

儲能電站并入系統(tǒng)后，將連接嘉善調(diào)度中心。項目采用光纖以太網(wǎng)技術，光纜線路從晉億實業(yè)的儲能電站出發(fā)，經(jīng)東云變電站，到達嘉善供電公司。實現(xiàn)光纖接入需配備光端機、路由器和電力系統(tǒng)專用縱向加密設備。

4.1安全自動裝置

1）AM6-FE頻率電壓緊急控制裝置

裝置實時監(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)電機出力、切除負荷或使用補償設備，迅速將電網(wǎng)頻率和電壓恢復至正常，保障電力供應的連續(xù)性和可靠性。

2）AM5SE-IS防孤島裝置

在電網(wǎng)停電時，若分布式電源未能及時斷開，會形成可能導致電源失控和電網(wǎng)恢復時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。防孤島裝置能實時監(jiān)測電網(wǎng)，一旦停電即在規(guī)定時間內(nèi)切斷分布式電源連接，確保電網(wǎng)安全和人員安全。

4.2箱變測控裝置

AM6-PWC箱變測控裝置是集保護、測控、通訊于一體的箱式變電站測控裝置，用于監(jiān)控和控制箱變。它能全面監(jiān)測變壓器的關鍵參數(shù)如溫度、電流、電壓、負荷，并通過實時分析及時發(fā)現(xiàn)設備故障和安全隱患。此外，該裝置還提供過載、短路、過溫保護以及遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸功能。

4.3控制策略

儲能充放電設計原則是在尖峰時段完全放電，在高峰時段根據(jù)負荷調(diào)整儲能變流器功率，確保電池電量完全使用。為避免電池充電時配變負荷超限或儲能放電時負荷過小，實時監(jiān)測配變負荷，并設定儲能系統(tǒng)的充放電負荷限值P充和P放。

電價處于谷價且P配變＜P充時，儲能系統(tǒng)進行充電；

電價處于峰價且P配變＞P放時，儲能系統(tǒng)進行放電。

儲能系統(tǒng)運行控制策略

5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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

站控層是管理和監(jiān)控中心，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析；

通信層負責信息傳遞和數(shù)據(jù)交互，支持多種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，可靈活調(diào)整；

設備層由硬件設備組成，負責數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行控制操作，是自動化的核心。

系統(tǒng)拓撲圖

項目配置設備清單如下表所示：

6現(xiàn)場圖片

7系統(tǒng)功能

系統(tǒng)總覽

主要展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、當前儲能充放電狀態(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)控運行狀態(tài)和參數(shù)，確保儲能系統(tǒng)的高效和安全運行。

PCS狀態(tài)監(jiān)測界面

電池監(jiān)控

電池監(jiān)控對確保電池組安全高效至關重要。電池管理系統(tǒng)（BMS）實時監(jiān)測電壓、電流、溫度等關鍵參數(shù)，及時調(diào)整電池工作狀態(tài)，延長使用壽命，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)通過策略配置，自動調(diào)整充放電行為，以滿足電網(wǎng)需求、適應可再生能源發(fā)電特性及用戶用電模式，實現(xiàn)削峰填谷、提升電網(wǎng)穩(wěn)定性、降低運行成本。

策略配置界面

8結(jié)語

分布式儲能系統(tǒng)與新能源發(fā)電的結(jié)合正成為電力市場的重要解決方案。通過設計有效的控制策略，系統(tǒng)能與電網(wǎng)價格互動，實現(xiàn)峰谷套利和平滑輸出，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)技術的發(fā)展將進一步優(yōu)化控制策略，利用大數(shù)據(jù)和人工智能提升分布式儲能的經(jīng)濟效益和操作效率。這種結(jié)合不僅為電力市場帶來新的盈利模式，也對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標有重要貢獻。

參考文獻

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審核編輯 黃宇