中國儲能網(wǎng)訊:
前 言
高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的核心電氣設(shè)備,承擔(dān)著電能分配、電路控制、故障保護等關(guān)鍵功能。而在儲能系統(tǒng)中,高壓開關(guān)柜還可以作為儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的關(guān)鍵接口設(shè)備,在電能轉(zhuǎn)換、負(fù)荷調(diào)控、安全防護等方面發(fā)揮作用。
一、發(fā)電側(cè)儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用
在發(fā)電側(cè)儲能電站中,儲能系統(tǒng)通過PCS將電池存儲的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,經(jīng)高壓開關(guān)柜接入電站主母線或直接并網(wǎng)。
高壓開關(guān)柜的核心功能包括:
(1)并網(wǎng)控制:實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的安全連接與斷開,配合PCS完成平滑并網(wǎng)與
解列;
(2)故障保護:當(dāng)儲能系統(tǒng)或電網(wǎng)發(fā)生短路、過載、過電壓等故障時,快速切斷電路;
(3)電能分配:將儲能系統(tǒng)輸出的電能分配至電網(wǎng)或電站內(nèi)部負(fù)荷;④ 監(jiān)測計量:采集儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)電流、電壓、功率等參數(shù)。
發(fā)電側(cè)儲能系統(tǒng)容量大,通常為百兆瓦級、并網(wǎng)電壓等級高,多為10kV~35kV,需要高壓開關(guān)柜具備,高開斷能力:足夠的短路開斷電流(通常為25kA~40kA),應(yīng)對大規(guī)模儲能系統(tǒng)短路時的大電流沖擊;高可靠性:適應(yīng)新能源電站戶外、長周期運行環(huán)境,具備抗高低溫、抗風(fēng)沙、耐潮濕等性能;智能化:支持與電站監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、儲能控制系統(tǒng)(EMS)聯(lián)動,實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、自動調(diào)節(jié)與故障預(yù)警;
二、電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用
電網(wǎng)側(cè)儲能主要用于電網(wǎng)削峰填谷、頻率調(diào)節(jié)、電壓支撐、應(yīng)急備用等,是提升電網(wǎng)靈活性與安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵設(shè)施,常見于變電站配套儲能、獨立儲能電站等項目。
電網(wǎng)側(cè)儲能電站通常直接接入輸配電網(wǎng),高壓開關(guān)柜作為儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口,承擔(dān)著更為復(fù)雜的控制與保護任務(wù):
(1)削峰填谷控制:配合電網(wǎng)調(diào)度指令,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)在用電低谷時段充電、高峰時段放電,通過高壓開關(guān)柜快速切換充放電狀態(tài);
(2)頻率與電壓調(diào)節(jié):當(dāng)電網(wǎng)頻率或電壓出現(xiàn)波動時,配合PCS調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出功率,通過高壓開關(guān)柜的快速響應(yīng)能力,維持電網(wǎng)參數(shù)穩(wěn)定;
(3)故障隔離:當(dāng)儲能系統(tǒng)內(nèi)部或電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障時,高壓開關(guān)柜快速切斷故障回路,防止故障擴散至電網(wǎng)主干線,保障電網(wǎng)整體安全;
(4)多電源協(xié)同:在多儲能單元并聯(lián)運行的電站中,通過高壓開關(guān)柜實現(xiàn)各儲能單元的獨立控制與協(xié)同工作,優(yōu)化電能分配。
三、用戶側(cè)儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用
用戶側(cè)儲能主要用于峰谷電價套利、應(yīng)急供電、電能質(zhì)量治理等,適用于工業(yè)企業(yè)、商業(yè)建筑、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等用戶,其并網(wǎng)電壓等級多為10kV或0.4kV(高壓開關(guān)柜主要應(yīng)用于10kV等級)。
用戶側(cè)儲能系統(tǒng)通過高壓開關(guān)柜接入用戶內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向互動。
(1)峰谷套利:在電價低谷時段通過高壓開關(guān)柜從電網(wǎng)取電充電,高峰時段放電供用戶自用,降低電費支出;
(2)應(yīng)急供電:電網(wǎng)停電時,通過高壓開關(guān)柜快速切換至儲能供電模式,保障關(guān)鍵負(fù)荷(如數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備)不間斷運行;
(3)電能質(zhì)量治理:針對用戶內(nèi)部存在的電壓波動、諧波污染等問題,配合PCS與高壓開關(guān)柜的協(xié)同控制,改善電能質(zhì)量。
四、結(jié)論
高壓開關(guān)柜作為儲能系統(tǒng)的核心電氣設(shè)備,其技術(shù)性能與選型配置,關(guān)系到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行與經(jīng)濟性。在實際工程應(yīng)用中,需根據(jù)儲能系統(tǒng)的容量規(guī)模、應(yīng)用場景、運行環(huán)境等因素,來匹配高壓開關(guān)柜的電壓等級、額定電流、開斷電流等關(guān)鍵參數(shù),合理選擇柜體結(jié)構(gòu)、絕緣材質(zhì)與智能化配置,實現(xiàn)可靠性與經(jīng)濟性的平衡。




