摘 要：儲(chǔ)能升壓一體機(jī)行業(yè)處于高速擴(kuò)容階段，集成化、液冷大功率機(jī)型成為主流，頭部廠商集中度持續(xù)提升，一體化方案憑借成本、施工、運(yùn)維優(yōu)勢逐步替代傳統(tǒng)分體設(shè)備。儲(chǔ)能升壓一體機(jī)高低側(cè)多為環(huán)網(wǎng)柜，空間小，且變壓器容量大，因此需要把過流、差動(dòng)等多種保護(hù)功能融于單一裝置中，即為箱變保護(hù)測控裝置。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能升壓一體機(jī)；環(huán)網(wǎng)柜；箱變保護(hù)測控裝置

1 項(xiàng)目概況

在雙碳目標(biāo)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的頂層政策驅(qū)動(dòng)下，國內(nèi)風(fēng)光及新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模持續(xù)高速增長，各地風(fēng)光配儲(chǔ)、獨(dú)立儲(chǔ)能、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目大規(guī)模落地，傳統(tǒng)逆變器、PCS、箱變、開關(guān)柜分散布置的分體方案存在施工周期長、占地大、線纜損耗高、多設(shè)備協(xié)同調(diào)試復(fù)雜、運(yùn)維難度高等諸多痛點(diǎn)，同時(shí)隨著IGBT、變壓器、溫控等上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套日趨成熟，兼具造價(jià)更低、集成度高、建設(shè)周期短、運(yùn)維便捷、發(fā)電損耗小等全生命周期優(yōu)勢的新能源升壓一體機(jī)應(yīng)運(yùn)而生并快速普及。海外市場方面，歐美、澳洲、東南亞、中東能源轉(zhuǎn)型持續(xù)推進(jìn)，但是海外項(xiàng)目普遍面臨本地施工人力成本高、現(xiàn)場集成能力不足的問題，預(yù)制式儲(chǔ)能一體機(jī)產(chǎn)品出口需求穩(wěn)步增長。

儲(chǔ)能升壓一體機(jī)即為：PCS 儲(chǔ)能變流器、升壓變壓器、 高低壓環(huán)網(wǎng)柜、EMS/BMS、熱管理集成在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)，電池直流經(jīng)PCS逆變、本機(jī)直接升壓至 10kV/35kV 并網(wǎng)，替代傳統(tǒng)分散式PCS+箱變分體方案，是大型獨(dú)立儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化主流設(shè)備。本項(xiàng)目主要介紹海外8MW、10MW、36.8MW、48MW等儲(chǔ)能升壓一體機(jī)的保護(hù)配置需求。

2 項(xiàng)目需求

由于儲(chǔ)能升壓一體機(jī)高低側(cè)均配置環(huán)網(wǎng)柜，內(nèi)含斷路器等一次設(shè)備，所以需要配置保護(hù)裝置，在出現(xiàn)短路、過流等故障時(shí)能及時(shí)跳開斷路器，避免故障擴(kuò)大。目前大部分的儲(chǔ)能升壓一體機(jī)變壓器容量比較大（＞2000kVA），需要利用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)高低側(cè)（如是雙分裂變壓器，需要采集高側(cè)、低壓兩側(cè)共三側(cè)電流）電流矢量和計(jì)算，在出現(xiàn)差流時(shí)能夠及時(shí)跳開斷路器。區(qū)別于傳統(tǒng)用戶變配電工程中變壓器差動(dòng)、后備保護(hù)分開配置的原則，由于升壓一體機(jī)配置的是環(huán)網(wǎng)柜，開關(guān)柜空間有限，需要把上述保護(hù)功能集成在單一裝置里，實(shí)現(xiàn)箱變高低壓側(cè)（如是雙分裂變壓器，需要實(shí)現(xiàn)高側(cè)、低壓兩側(cè)共三側(cè)）保護(hù)功能。

3 產(chǎn)品方案

本項(xiàng)目根據(jù)用戶需求配置的AM6-PW箱變保護(hù)測控裝置，主要安裝于8MW、10MW、36.8MW、48MW等儲(chǔ)能升壓一體機(jī)高壓環(huán)網(wǎng)柜中，以下圖介紹的雙分裂變壓器為例，介紹AM6-PW主要配置的保護(hù)功能。

圖1 AM6-PW在儲(chǔ)能升壓一體機(jī)的應(yīng)用

如圖1為某海外項(xiàng)目配置的雙分裂變壓器，變壓器規(guī)格為20kV/0.8kV-0.8kV，容量7000kVA，配置的AM6-PW箱變保護(hù)測控裝置可以采集高側(cè)以及低壓兩側(cè)共三側(cè)電流、三側(cè)電壓、三側(cè)斷路器位置，實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)、過流等保護(hù)，具體保護(hù)功能詳見下表。

4 現(xiàn)場安裝實(shí)例

本項(xiàng)目箱變保護(hù)測控裝置就地安裝于升壓一體機(jī)高壓環(huán)網(wǎng)柜上，現(xiàn)場安裝圖片如下。

圖2 現(xiàn)場安裝實(shí)例

5 保護(hù)功能配置

圖3 AM6-PW兩圈變壓器保護(hù)功能配置

圖4 AM6-PW三圈變壓器保護(hù)功能配置

6結(jié)語

本文介紹的箱變保護(hù)測控裝置，集成差動(dòng)、三側(cè)過流、三側(cè)電壓等保護(hù)功能，代替傳統(tǒng)用戶變配電工程中變壓器差動(dòng)、后備保護(hù)等多臺(tái)配置，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，同時(shí)可適用于升壓一體機(jī)中環(huán)網(wǎng)柜空間小這一特點(diǎn)。且其硬件資源豐富，可適用于光伏/儲(chǔ)能升壓一體機(jī)中雙分裂/單分裂變壓器，兼容性強(qiáng)，已在海外多個(gè)新能源升壓一體機(jī)項(xiàng)目落地應(yīng)用。