傳統(tǒng)能源在不斷的消耗中日益匱乏，這不但促進(jìn)了可再生能源的發(fā)展，也促使新能源發(fā)電規(guī)模不斷擴(kuò)大。儲(chǔ)能技術(shù)作為提高電網(wǎng)間歇性可再生能源發(fā)電接納技術(shù)水平的核心技術(shù)，更是“碳達(dá)峰、碳中和”行動(dòng)方案的重要組成部分和新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，現(xiàn)在在電力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢(shì)[1]。傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程時(shí)刻處于發(fā)電與負(fù)荷之間的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，電網(wǎng)系統(tǒng)以“供需平衡”的規(guī)則時(shí)刻運(yùn)行著。傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)由于科技和社會(huì)的不斷發(fā)展，其短板不斷凸顯，同時(shí)電力網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度日益困難和復(fù)雜[2]。

　　電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中引入儲(chǔ)能技術(shù)，不僅可以配合一些新能源接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)，彌補(bǔ)線路損耗，從而實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的再優(yōu)化、電能質(zhì)量的進(jìn)一步提高，還可以通過(guò)商業(yè)化應(yīng)用與推廣，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，降低成本。用戶側(cè)是儲(chǔ)能最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域，通過(guò)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行峰谷套利，具有非常良好的市場(chǎng)發(fā)展空間。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)江蘇省電力價(jià)格及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(2021年1月)，大工業(yè)用電尖峰電度電價(jià)在1.114 1元/(k W·h)，波谷電度電價(jià)在0.298 7元/(k W·h)，峰谷差價(jià)為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益提供了可能[3]。

　　1 用戶側(cè)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

　　1.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及電氣拓?fù)鋱D

　　蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣拓?fù)鋱D如圖1所示，主要由儲(chǔ)能電池組[Battery pack，由磷酸鐵鋰電池(3.2 V/120 Ah電芯)組成]、電池管理系統(tǒng)(BMS)、儲(chǔ)能雙向變流器(PCS)、監(jiān)控系統(tǒng)(EMS)、熱管理系統(tǒng)(TMS)、配電系統(tǒng)等部件組成。

　　這套工作系統(tǒng)是將儲(chǔ)能電池組之間通過(guò)銅排進(jìn)行連接，直流配電柜至PCS采用電纜經(jīng)由電纜溝接入PCS直流側(cè)輸入斷路器，從而接入市內(nèi)電網(wǎng)。采用Modbus TCP/IP通信方式將工作狀態(tài)反饋給集中監(jiān)控系統(tǒng)和智能后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)控[4]。

　　1.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)功能概述

　　蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(電站)的工作功能特點(diǎn)主要有下面幾點(diǎn)：

　　(1)儲(chǔ)能電池組電池管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電池電壓、能量均衡、電流的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)電池的日常維護(hù)、管理、保護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)磷酸鐵鋰電池組的均衡管理。

　　(2)儲(chǔ)能雙向變換器系統(tǒng)(PCS)漸漸成為現(xiàn)代儲(chǔ)存電能最流行的形式，儲(chǔ)能雙向變換器具有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如：電壓升高時(shí)能夠有效降低輸入電流和功率的損耗;功率會(huì)隨著電壓的減小而減小;靜電電流小，可以更有效地為使用者節(jié)約電能;配置以及組合方式簡(jiǎn)潔明了[5]。

　　(3)Modbus TCP/IP或RS485通信協(xié)議是BMS和微網(wǎng)中央控制系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的一種通信方式。

　　(4)通信控制接口的主要功能是通過(guò)對(duì)電池系統(tǒng)單元與PCS、中央控制系統(tǒng)間進(jìn)行調(diào)控、管理，從而使電池能夠在一個(gè)安全的環(huán)境下正常工作。

　　1.3 主要電氣設(shè)備選型

　　1.3.1 基礎(chǔ)分析

　　先進(jìn)行相關(guān)線路及變壓器潮流分析，確保上傳至上級(jí)電網(wǎng)時(shí)不會(huì)對(duì)周邊電網(wǎng)潮流分布造成影響，再根據(jù)工程最大電流選擇線路導(dǎo)線的截面。

　　1.3.2 并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)設(shè)備選擇

　　并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)應(yīng)選擇安全性和效率高、開關(guān)輪廓明顯且操作與后期維護(hù)簡(jiǎn)單的設(shè)備，開關(guān)設(shè)備應(yīng)挑選最佳的斷路器搭配工作。由于開關(guān)短路分?jǐn)嚯娏餍枰�高�?0 k A，需要斷路器能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷和接通負(fù)荷電路，以保障電路的安全運(yùn)行，篩選之下，塑殼斷路器最適合作為并網(wǎng)點(diǎn)的開關(guān)設(shè)備[6]。

　　1.3.3 無(wú)功補(bǔ)償容量配置

　　安裝人員需要參考用戶提供的相關(guān)資料來(lái)決定是否安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置的基本要求如下：客戶在使用時(shí)功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上，輸出的有功功率應(yīng)大于本身功率的1.5倍且輸出的有功功率應(yīng)為正常的1/5左右。

　　1.3.4 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)要求

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，企業(yè)及普通用戶的用電量在不斷上升，電站的電能質(zhì)量也受到諸多因素的影響，其中有：波動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的諧波、供電距離過(guò)遠(yuǎn)等導(dǎo)致的電壓偏差、電源事故可能出現(xiàn)的電壓波動(dòng)、電能輸送電纜老化等原因造成的電壓不平衡、電流在電路短路時(shí)無(wú)法突變產(chǎn)生的直流分量等[7]。

　　由于光伏、風(fēng)力、儲(chǔ)能電站系統(tǒng)的輸出功率不穩(wěn)定，為防止這一情況發(fā)生，應(yīng)該對(duì)電能質(zhì)量加裝實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)的實(shí)時(shí)測(cè)量以及記錄，一切都需符合國(guó)家發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2 實(shí)際儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入與分析

　　2.1 基本情況

　　以江蘇某廠1.5 MW、4.42 MW·h儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，現(xiàn)為兩路10 k V進(jìn)線，共6臺(tái)變壓器，一次主接線圖如圖2所示。

　　2.2 接入系統(tǒng)電壓等級(jí)

　　根據(jù)《分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(Q/GDW11147—2013)，分布式電源接入配電網(wǎng)的電壓等級(jí)，應(yīng)按照安全性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等原則，根據(jù)分布式電源容量、發(fā)電特性、導(dǎo)線載流量、上級(jí)變壓器及線路可接納能力、用戶所在地區(qū)配電網(wǎng)情況，經(jīng)過(guò)綜合比選后確定。本次工程裝機(jī)容量為1.5 MWp，推薦380 V電壓等級(jí)上網(wǎng)。

　　2.3 接入系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　根據(jù)基本情況設(shè)計(jì)并做出模擬圖，如圖3所示，儲(chǔ)能電站自并網(wǎng)柜新建三回電纜線路將接入用戶廠區(qū)2#變電所380 V母線上網(wǎng)，2#、4#、5#變壓器低壓側(cè)各接入500 k VA，單回路最大電流1 000 A，同時(shí)考慮每回線路同時(shí)充電和給用電負(fù)荷供電，按1 000 k VA容量計(jì)算，新建電纜型號(hào)為6×(ZRC-YJV-3×185+2×95)。采用無(wú)線公網(wǎng)通信方式，并向電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提供并網(wǎng)點(diǎn)電流、電壓、并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)和發(fā)電量信息;儲(chǔ)能電站功率因數(shù)控制在0.95(超前)～0.95(滯后)且連續(xù)可調(diào)。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　本文通過(guò)對(duì)江蘇某廠新能源項(xiàng)目的思考和分析發(fā)現(xiàn)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能極大地提高電能使用效率，減少使用成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。由于電能不能直接被儲(chǔ)存下來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)的突破成為世界性難題，不少學(xué)者為了能使用戶在電能使用高峰期免受停電影響，提倡將“電能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能”技術(shù)普及應(yīng)用到生活中，也希望其他儲(chǔ)能方式被普及應(yīng)用的那一天可以早點(diǎn)來(lái)臨。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]易斌，趙偉, 鄧凱,等基于負(fù)荷功率特征分區(qū)的用戶側(cè)則儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化[J]中國(guó)電力, 2021 ,54(6):128-135.

　　[2]王松岑,來(lái)小康, 程時(shí)杰大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2013,37(1):3-8.

　　[3]楊自然,武文斌,黃紹平帶蓄電池儲(chǔ)能的并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性仿真分析[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) , 2020,30(3):13-17.

　　《基于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化研究》來(lái)源：《機(jī)電信息》，作者：夏澤鍇; 張狂; 徐辰韜; 包永強(qiáng); 夏岳軍