摘 要：用户侧储能项目在家庭、商业或工业场所的实施，旨在提高能源管理和效率。随着可再生能源的普及，这些项目的重要性日益凸显。它们的主要作用是储存过剩的绿色能源，降低电费支出，提升能源使用效率，并加强电网的稳定性。电力监控系统对于维护电网的稳定性发挥着至关重要的作用。本文详细介绍了安科瑞在浙江成功实施的7MW/14MWh用户侧储能项目。该项目采用了包括二次分散装置、预制舱内的分屏柜、调度自动化设备以及Acrel-2000电力监控系统在内的全面解决方案。
关键词：用户侧储能；方案配置；电力监控1.项目设计
该储能项目计划分两个阶段进行，每个阶段都将建立一套3.5MW/7MWh的储能系统。首阶段的储能系统将连接至用户专线一，而次阶段则连接至专线二。以首阶段为例，新建的储能站将涵盖10kv计量柜、PT柜、开关柜、出线柜等，其装机容量为3.5MW/7MWh。主要设备包括1台3450kW的干式升压变压器，2台1725kW的储能变流器，2个3.58MWh的储能电池舱，以及1台200kVA的站用变压器。交流电压将从690V提升至10KV，并并入用户的10kv母线。次阶段的建设将与首阶段保持相同。储能站的信息将通过中国电信的虚拟专用网络（VPN）接入新一代系统安全接入区，并通过无线方式上传至宁波调度中心，同时将数据上传给总包方的云平台。
图1.1 专线一储能站电气图
图1.2 1#开关站接线图
图1.3 专线二储能站电气图
图1.4 2#开关站接线图
技术方案
本项目采用了Acrel-2000电力监控系统，以实现对用户侧储能电站的统一管理，涵盖了设备状态监控、故障警报、运行参数设定等功能。
对于二次设备的配置，方案如下：在每条专线的进线隔离柜中安装一套故障解列装置和一套防孤岛装置；进线开关柜中配备一套线路三段式过流保护装置；储能出线开关柜中设置一套升压变过流保护装置；母线设备柜中安装一套测控装置；站用变压器的高压侧配置一套站用变过流保护装置；同时，两回进线均配备一套电能质量监测装置，并与公用测控及通信管理机共同组成一面屏。
1.1. 二次电气设备
1）保护线路设备
保护线路设备的核心作用是保障电力设施的安全运作。该设备持续监控电流、电压等关键电气指标，一旦发现异常情况，例如超载、电路短路或接地问题，保护线路设备会立即中断电源，避免设备受损和火灾的发生。
2）隔离孤岛装置
当电网发生停电时，分布式电源若未能及时脱离电网，可能会导致孤岛效应，这可能导致分布式电源失控以及电网恢复时电压和频率不一致的问题。隔离孤岛装置通过不断检测电网状况，一旦电网停电，它能在限定时间内迅速断开分布式电源与电网的联系。此外，该装置还具备高频、低频、过电压、低电压等多种保护功能，确保电力系统的整体稳定。
3）故障隔离装置
故障隔离装置能够实时监控电网状态，一旦侦测到异常或故障信号，如电路短路、超载等，它会立刻激活，将故障的储能单元或设备从电网中断开。这不仅防止了故障设备对电网造成更大的损害，也确保了其他正常运行的储能单元能够继续供电，满足用户的电力需求。
1.2. 电能质量在线监测装置
在线监测电能质量的装置实时追踪储能站并入电网后的电能品质，涵盖电压偏差、频率偏差、谐波含量、三相不平衡度等核心参数。利用精确的测量和分析技术，该装置能迅速识别电能问题，例如电压波动、谐波污染等，并向运维人员发出及时警报。此外，该装置的数据记录功能为后续的故障诊断和电能质量管理提供了坚实的数据支持。
1.3. 调度自动化设备
1）纵向加密装置
纵向加密装置利用先进的加密技术，确保信息在传输过程中的机密性和完整性。该装置具有高度的适应性和安全性，能够根据不同的需求定制加密算法和密钥管理机制，有效抵御各种安全风险。
2）远动网关
远动网关位于变电站的站控层，集成了变电站与主站系统之间的通讯功能，能够实现变电站远动数据的直接采集和传输，提供数据、模型和图形的采集、存储、处理和传输服务。此外，远动网关采用了先进的安全技术，如网络隔离、数字证书、防火墙和数据加密等，确保通讯的机密性、完整性和可靠性，是保障电网安全稳定运行的重要设备之一。
2.系统结构
本项目采用了分层分布式架构，以实现高效和稳定的性能，满足现代工业自动化的需求，并为企业提供坚实的技术支持。系统主要由三个核心部分构成：站控层、通信层和设备层。
站控层承担着集中监控系统运行状态的职责，使操作员能够实时获取系统信息，并进行深入的数据分析与处理。
通信层作为系统内部信息传递和数据交换的关键通道，支持多种网络拓扑结构，并可根据实际应用场景的需求和规模进行灵活配置，确保所有设备和系统组件能够实现无缝连接和协同工作。
设备层构成了系统的基础执行单元，包括各种关键硬件设备。这些设备不仅实时采集现场数据，还能根据站控层下达的指令执行精确控制，是实现自动化生产流程中不可或缺的一环。
图3.1系统拓扑图
项目配置设备清单如下表所示：
3. 现场图片
4. 系统功能
4.1. 实时监测
系统能够直接呈现系统图，并实时展示各个电压等级和回路的远程测量值、远程信号量以及报警信息等。远程测量值包括电压、电流、功率、电能等电气参数，以及高低压柜内电气节点的温度；远程信号量则包括中压开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的开合状态。
图5.1 实时监测界面
4.2. 网络拓扑
该系统具备实时监控功能，能够跟踪并显示所有接入网络设备的通信状态，并且能够详尽地描绘出整个系统网络的布局。此外，它还提供在线诊断功能，用于检测设备的通信健康状况。在网络出现故障时，系统能够自动在界面上突出显示受影响的设备或组件以及故障的具体位置。
图5.2 网络拓扑界面
4.3. 权限管理
为确保系统的安全与稳定运行，我们引入了用户权限管理功能。该功能有效防止了未授权操作，例如远程控制和数据库更改等。
图5.3 权限管理
5.结语
随着全球能源结构的转变，用户端储能项目在促进可持续发展目标的达成上正变得越来越关键。储能系统的核心作用在于协助用户平衡电力消耗，并且显著减少电费成本，在电价波动显著的市场条件下为用户创造经济上的好处。同时，用户端储能能够依据负荷预测和可再生能源发电状况，灵活调整储能设备的运行状态，提升整个电力系统的适应性和稳定性。在建设新的用户端储能电站时，融入电力监控系统不仅提高了系统管理的效率，也为高效利用可再生能源打下了坚实的基础。监控系统能够迅速发现潜在的故障风险，并通过预警机制实施相应的预防措施，同时，它还能优化储能电站的运行策略，提升能量的使用效率。
参考文献
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