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    Acrel-1000DP分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng) 在浙江嘉興晉億實業(yè)5MW分布式儲能項目

    更新時間:2024-10-25 瀏覽次數(shù):361

     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,分布式儲能系統(tǒng)應(yīng)運而生,成為應(yīng)對能源不穩(wěn)定性與波動性的有效手段。分布式儲能借助小型化、模塊化的儲能設(shè)備,能夠在用戶端進行能量的存儲與釋放,從而實現(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分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng)在浙江嘉興晉億實業(yè)5MW分布式儲能項目中的應(yīng)用,系統(tǒng)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)活動的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

     

    關(guān)鍵詞:分布式儲能可再生能源;能源管理

    1.                      項目概述

    晉億實業(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。

    晉億實業(yè)5MW分布式儲能項目(以下簡稱“本項目")是某新能源科技有限公司在晉億實業(yè)廠區(qū)內(nèi)空地新建一期規(guī)模為5MW/10MWh的鉛碳電池儲能系統(tǒng)(已取得備案2401-330421-04-01-898044),接入晉億實業(yè)股份有限公司配電房10kV母線。儲能系統(tǒng)平時用以給晉億實業(yè)股份有限公司廠區(qū)日常生產(chǎn)負荷削峰填谷,運行模式為每天固定時間“兩充兩放",充電時間為0:00-7:001100-13:00,放電時間為9:00-11:0015:00-17:00,正常情況下儲能系統(tǒng)所電量“自發(fā)自用,不上網(wǎng)"。

    2.                      配電房現(xiàn)狀

    晉億實業(yè)股份有限公司廠區(qū)內(nèi)建設(shè)有35kV配電房1座,變壓器2臺,1#主變?nèi)萘?/span>12500kVA2#主變?nèi)萘?/span>5000kVA10kV采用單母分段接線模式。

    負荷方面,2023晉億實業(yè)股份有限公司最大下送功率約14.4MW,最大負載率約為82.44%,年平均負載率約68.57%電源方面,晉億實業(yè)目前5.03MWp光伏接入10kVI段母線上,通過1#主變上傳至35kV晉流683

    img1

     

    圖2.1配電房現(xiàn)狀電氣主接線

    3.                      分布式儲能設(shè)計

    本項目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)空地位置建造5MW/10MWh儲能項目工程,距離晉億實業(yè)股份有限公司距離約100米。

    儲能單元由儲能一體柜、變壓器、匯流站組成。本項目配置儲能容量為186kW/372kWh的磷酸鐵鋰儲能一體柜27臺,3000kVA變壓器1臺,2500kVA變壓器1臺,并建設(shè)一座10kV開關(guān)艙。本次15186kW/372kWh(即2790kW/5580kWh)的磷酸鐵鋰儲能一體柜接入13000kVA升壓變,12186kW/372kWh(即2232kW/4464kWh)的磷酸鐵鋰儲能一體柜接入12500kVA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)艙的進線柜

    img2

     

    3.1 儲能站接入電氣主接線圖

    img3

     

    3.2 儲能站平面布置圖

    4.                      技術(shù)方案

    晉億實業(yè)股份有限公司為高耗能企業(yè),用能需求較大,建設(shè)用戶側(cè)儲能電站能夠降低企業(yè)能耗,控制企業(yè)成本為了做到新建儲能電站不向電網(wǎng)倒送電,同時實現(xiàn)策略優(yōu)化功能,本項目引入Acrel-1000DP分布式儲能監(jiān)控系統(tǒng)

    儲能10kV開關(guān)艙進線柜配置線路保護裝置,做到階段式方向過流保護;并網(wǎng)柜配備防孤島保護裝置,在非計劃孤島情況下使儲能系統(tǒng)脫離電網(wǎng)側(cè);就地箱變配備箱變測控裝置,實時監(jiān)測變壓器的運行狀態(tài),收集電流、電壓、溫度等關(guān)鍵參數(shù),并通過數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn)潛在故障,同時裝置也支持遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸

    儲能電站接入系統(tǒng)后,接入嘉善調(diào)度。本項目采用光纖以太網(wǎng)技術(shù)通信方式光纜線路為:晉億實業(yè)儲能電站—光通信—東云變—光通信—嘉善供電公司,儲能站接入光纖須配置光端機、路由器以及電力專用縱向加密裝置。

    4.1.                      安全自動裝置

    1AM6-FE頻率電壓緊急控制裝置

    裝置能夠?qū)崟r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,立即啟動控制策略,通過調(diào)整發(fā)電機出力、切除部分負荷或投入補償設(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(fù)時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行危險的操作。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,從而保障電網(wǎng)的安全運行和維修人員的人身安全。

    3)防逆流保護裝置

    當(dāng)儲能電站釋放的電能超過本地負荷需求時,多余的電能可能會流向電網(wǎng),形成逆流防逆流保護裝置能夠?qū)崟r監(jiān)測電流方向和大小,一旦檢測到逆流現(xiàn)象,便迅速動作,通過切斷相關(guān)電路或調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出功率,防止電能向電網(wǎng)反送保障系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定

    4.2.                      箱變測控裝置

    AM6-PWC箱變保護測控裝置是針對光伏及風(fēng)能升壓變不同需求而研發(fā)的集成化設(shè)備,兼具保護、測控與通訊功能適用于高低壓兩側(cè)分支接線的應(yīng)用場景裝置具備差動保護、過流保護、過電壓保護等多項關(guān)鍵保護功能以及輕瓦斯、重瓦斯、高溫、超高溫等非電量保護圖形化界面和簡易的操作方式使得裝置的使用和管理較為便利,通過和后臺監(jiān)控軟件相結(jié)合,裝置能夠充分發(fā)揮保護裝置的遙測遙信和遙控遙調(diào)功能。

    4.3.                      電能質(zhì)量在線監(jiān)測

    APView500PV電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統(tǒng)可以實時獲取電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù),具備諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能;裝置上可以查看實時波形與故障波形,幫助用戶進行故障分析,優(yōu)化電力使用,降低設(shè)備損壞風(fēng)險,從而提升整體電力系統(tǒng)的運行效率和可靠性。

    5.                      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    本項目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式架構(gòu),能夠高效、穩(wěn)定地運行,滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化的需求,為企業(yè)提供強有力的技術(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)著對整個系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理功能。操作員可以通過該層實時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài),進行數(shù)據(jù)分析與處理

    通信層負責(zé)信息傳遞與數(shù)據(jù)交互,確保各個設(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)拓撲結(jié)構(gòu),還能夠根據(jù)實際應(yīng)用場景的不同規(guī)模和需求進行靈活調(diào)整,極大地增強了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。

    設(shè)備層包含各種硬件設(shè)備,系統(tǒng)的基礎(chǔ)執(zhí)行單元。這些設(shè)備不僅負責(zé)實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),還能根據(jù)上級指令執(zhí)行控制操作,是實現(xiàn)自動化操作的核心組成部分。

     

    img4

     

    5.1系統(tǒng)拓撲圖

    項目配置設(shè)備清單如下表所示:

    5.1 方案設(shè)備列表

    image.png


    6.                      現(xiàn)場圖片

    img5

     

    img6

     

    7.                      系統(tǒng)功能

    7.1.                      系統(tǒng)總覽

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

    img7

     

    7.1 系統(tǒng)總覽

    7.2.                      PCS監(jiān)控

    PCS作為儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的橋梁,負責(zé)控制電池的充放電過程,將電池存儲的直流電能轉(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在電池中。系統(tǒng)監(jiān)測顯示PCS的運行狀態(tài)、運行參數(shù)限值,交直流側(cè)的運行狀態(tài)、運行參數(shù)數(shù)據(jù),系統(tǒng)對PCS的監(jiān)控是確保儲能系統(tǒng)高效、安全運行的關(guān)鍵

    img8

     

    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、高效運行的關(guān)鍵。通過實時監(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,并提高整個系統(tǒng)的效率和安全性。

    img9

     

    7.3 電池簇監(jiān)控界面

    8.                      結(jié)語

    在當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的背景下,分布式儲能系統(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)計控制策略,系統(tǒng)能夠有效地與電網(wǎng)價格進行互動,實現(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,將為分布式儲能的經(jīng)濟效益和操作效率提供強有力的支持。總的來說,分布式儲能系統(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,也為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標貢獻了重要力量。


    參考文獻

    [1] 慈松,李宏佳,陳鑫,.能源互聯(lián)網(wǎng)重要基礎(chǔ)支撐:分布式儲能技術(shù)的探索與實踐[J].中國科學(xué):信息科學(xué),

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