簡婷（Acrel-wx）

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

儲能系統(tǒng)設計及選型

1 儲能系統(tǒng)接入電網電壓等級要求

       GB 51048《電化學儲能電站設計規(guī)范》對并網電壓等級要求沒有非常明確，僅僅是建議大中型儲能系統(tǒng)采用10kV或更高電壓等級并網。在《電化學儲能電站設計標準（征求意見稿）》對接入電壓等級的要求是：小型儲能電站宜采用0.4kV~20kV及以下電壓等級；中型儲能電站宜采用10kV~110kV電壓等級；大型儲能電站宜采用220kV及以上電壓等級。

       GB/T 36547-2018《電化學儲能系統(tǒng)接入電網技術規(guī)定》對不同容量的儲能系統(tǒng)并網電壓等級做了詳細的要求，電化學儲能系統(tǒng)接入電網的電壓等級應按照儲能系統(tǒng)額定功率、接入電網網架結構等條件確定，不同額定功率儲能系統(tǒng)接入電網電壓等級如下表所示：

1.1 8kW及以下儲能系統(tǒng)

       8kW及以下的儲能系統(tǒng)一般用于戶用的光儲系統(tǒng)，配合屋頂光伏和光伏、儲能一體式逆變器，實現戶用并、離網模式運行。當不允許向電網輸送電能時，通過防逆流裝置可以實現光伏發(fā)電富余時自動充電，至大程度消納綠電，配電結構如圖1所示。戶用光儲系統(tǒng)數據可上傳云平臺供移動端查看數據。

1.2 8kW-1000kW儲能系統(tǒng)

      8kW-1000kW儲能系統(tǒng)一般500kW以下采用380V并網，500kW-1000kW根據接入電網網架結構可采用0.4kV多點并網，也可以采用6kV-20kV電壓并網。當然采用6kV-20kV電壓并網需要增加升壓變壓器、中壓開關柜等設備，會大大增加儲能系統(tǒng)的成本，所以在情況允許的情況下可以采用0.4kV多點并網以減少成本。

      比如企業(yè)內部需要安裝大功率充電樁，但是企業(yè)變壓器容量不滿足要求的情況下可以安裝光伏、儲能系統(tǒng)用于擴展用電容量，在不更換變壓器的情況下，可以在0.4kV母線增加儲能系統(tǒng)并網。在光伏發(fā)電有富余或者負荷較低的谷電時段充電，負荷高峰時期放電，以小的成本擴展企業(yè)內部用電容量，這種情況典型的場景是城市快速充電站或者需要變壓器擴容的企業(yè)，如圖2所示。通過多組250kW/500kWh分布式儲能柜并入0.4kV母線，這樣可以把企業(yè)內部配電容量一段時間內擴展1000kW，滿足企業(yè)用電擴容需要。

       通過0.4kV多點并網的儲能系統(tǒng)中，在10kV產權分界點需要增加防孤島保護裝置和電能質量分析裝置，如果不需要往電網送電還需要安裝逆功率保護裝置，在低壓側0.4kV安裝電能質量治理和無功補償裝置等，儲能系統(tǒng)數據通過智能網關采集后可以上傳至本地管理系統(tǒng)或者云平臺，實現企業(yè)可靠、有序用電，降低用能成本。

      在這種模式下，安科瑞電氣可以為1000kW以下儲能監(jiān)控系統(tǒng)提供以下設備，見表4。

1.3 500kW-5000kW儲能系統(tǒng)

       500kW-5000kW儲能系統(tǒng)采用6kV-20kV并網，一般采用電氣集裝箱方式安裝，分為電池艙、電氣艙等，也可采用模塊化的分布式儲能柜并聯匯流后升壓并網，組裝方便，安全系數高。

      現行分時電價政策由于不少地區(qū)在冬夏高峰時段每天會有2個尖峰時段，持續(xù)時間2小時左右，為了保證峰谷套利收益更大，工商業(yè)儲能系統(tǒng)大多采用充放電倍率0.5C輸出設計。

       按照GB/T 36547-2018《電化學儲能系統(tǒng)接入電網技術規(guī)定》要求，儲能系統(tǒng)交流側匯流后通過變壓器升壓至10kV后并入企業(yè)內部配電網10kV母線，儲能系統(tǒng)交流側額定電壓可根據儲能系統(tǒng)功率確定，一般可選擇線電壓0.4kV、0.54kV、0.69kV、1.05kV、6.3kV、10.5kV等。

       儲能系統(tǒng)的微機保護配置要求：儲能電站應配置防孤島保護，非計劃孤島時應在2s動作，將儲能電站與電網斷開；通過10（6）kV~35kV（66kV）電壓等級專線方式接入系統(tǒng)的儲能電站宜配置光纖電流差動或方向保護作為主保護。

      關于儲能系統(tǒng)計量點的設置：如果儲能系統(tǒng)采用專線接入公用電網，計量點應設置在公共連接點；采用T接方式并入公共電網，計量點應設置在儲能系統(tǒng)出線側；如果儲能系統(tǒng)接入企業(yè)內部電網，計量點應設置在并網點，見圖3。

      儲能單元應具備絕緣監(jiān)測功能，當儲能單元絕緣低時應能發(fā)出報警和/或跳閘信號通知儲能變流器及計算機監(jiān)控系統(tǒng)，如果BMS或者PCS具備絕緣監(jiān)測功能的話不需要另外配置絕緣監(jiān)測裝置。

       通過10（6）kV接入公用電網的儲能系統(tǒng)電能質量宜滿足GB/T19862要求的電能質量監(jiān)測裝置，當儲能系統(tǒng)的電能質量指標不滿足要求時，應安裝電能質量治理設備。

       在5000kW以下儲能系統(tǒng)中，安科瑞提供的二次設備推薦如表5所示。

1.4 5000kW以上儲能系統(tǒng)

       5000kW以上規(guī)模的儲能系統(tǒng)根據功率大小可采用35kV、110kV或者220kV并網，一般采用2MWh~4MWh左右的儲能單元作為一個基礎單元，集成安裝在一個40英尺集裝箱。和儲能單元配套的系統(tǒng)還包括三級電池管理系統(tǒng)(BMS)、消防系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)(EMS)，每個電池艙還包括電池柜、控制柜(BMS)和匯流柜等。也可采用模塊化的分布式儲能柜并聯匯流后升壓并網，組裝較為方便，安全系數較高，但是相對成本偏高。

       通過110kV及以上電壓等級專線方式接入系統(tǒng)的儲能電站應配置光纖電流差動保護作為主保護；通過10（6）kV~35kV（66kV）電壓等級專線方式接入系統(tǒng)的儲能電站宜配置光纖電流差動或方向保護作為主保護；大型儲能電站（100MW以上）應配置專用故障錄波裝置。

儲能電站高壓側接線型式可采用單母線、單母線分段等簡單接線形式。當電化學儲能電站經雙回路接入系統(tǒng)時，宜采用單母線分段接線，并宜符合下列要求：小型儲能電站可采用線變組、單母線接線等；中型儲能電站可采用單母線或單母線分段接線等；大型儲能電站可采用單母線分段接線、雙母線接線等，儲能電站35kV及以上電壓等級的母線宜設置母線保護。

       接入公用電網的電化學儲能站應在并網點配置電能質量監(jiān)測裝置或具備電能質量監(jiān)測功能。10(6)kV及以上電壓等級接入公共電網的電化學儲能電站宜配置滿足現行國家標準《電能質量監(jiān)測設備通用要求》GB/T 19862要求的電能質量監(jiān)測裝置，當電能質量指標不滿足要求時，應安裝電能質量治理設備。

2 儲能工程電能管理系統(tǒng)

      Acrel-2000MG儲能系統(tǒng)電能管理系統(tǒng)和AcrelEMS能源管理平臺能夠對企業(yè)微電網的源（市電、分布式光伏、微型風機）、網（企業(yè)內部配電網）、荷（固定負荷和可調負荷）、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行實時監(jiān)測和優(yōu)化控制，保護微電網儲能系統(tǒng)運行安全，實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動，增加多策略控制下系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時促進新能源消納、合理削峰填谷，減少電網建設投資，提升微電網運行安全，降低運行成本。Acrel-2000MG儲能系統(tǒng)電能管理系統(tǒng)適合部署在本地，作為實時監(jiān)控、異常告警和策略管理；AcrelEMS能源管理平臺適用于企業(yè)源網荷儲充運維的一體化管理平臺，并提供移動端數據服務和異常告警。

2.1  數據展示

      展示儲能的容量信息、收益、充放電量及電壓、電流、及充放電功率的變化曲線等。

2.2異常報警

      儲能系統(tǒng)電能管理系統(tǒng)應具有事故報警和預告報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息或電芯過壓、電芯欠壓、溫度異常、電池簇過壓告警、電池簇欠壓告警等，保障儲能系統(tǒng)運行安全。

2.3 實時監(jiān)控

      儲能BMS監(jiān)測電芯、電池模組、電池簇的電壓、電流、溫度、SOC及越限電芯位置等，并針對越限信息進行告警，儲能變流器交直流側運行監(jiān)控、充放電指令下發(fā)、參數限值設定等。

2.4 光伏運行監(jiān)控

      監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計以及光伏發(fā)電功率控制。

2.5 電能質量監(jiān)測

      監(jiān)測微電網重要回路的電壓波動與閃變、電壓暫升/暫降、短時中斷情況，實時記錄事件并故障錄波，為電能質量分析與治理提供數據來源。及時采取相應的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。

2.6 AcrelEMS能源管理平臺

AcrelEMS能源管理平臺通過先進的控制、計量、通信等技術，將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起；平臺根據新的電網價格、用電負荷、電網調度指令等情況，靈活調整微電網控制策略并下發(fā)給儲能系統(tǒng)、電動汽車充電樁、電能路由器等系統(tǒng)，保障企業(yè)微電網穩(wěn)定運行，并提供移動端數據服務。

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職于安科瑞電氣股份有限公司