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

關鍵詞：儲能升壓一體機；環(huán)網(wǎng)柜；箱變保護測控裝置

1 項目概況

在雙碳目標與新型電力系統(tǒng)建設的頂層政策驅(qū)動下，國內(nèi)風光及新型儲能裝機規(guī)模持續(xù)高速增長，各地風光配儲、獨立儲能、源網(wǎng)荷儲一體化項目大規(guī)模落地，傳統(tǒng)逆變器、PCS、箱變、開關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、多設備協(xié)同調(diào)試復雜、運維難度高等諸多痛點，同時隨著IGBT、變壓器、溫控等上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套日趨成熟，兼具造價更低、集成度高、建設周期短、運維便捷、發(fā)電損耗小等全生命周期優(yōu)勢的新能源升壓一體機應運而生并快速普及。海外市場方面，歐美、澳洲、東南亞、中東能源轉型持續(xù)推進，但是海外項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，預制式儲能一體機產(chǎn)品出口需求穩(wěn)步增長。

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

2 項目需求

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

3 產(chǎn)品方案

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

圖1 AM6-PW在儲能升壓一體機的應用

如圖1為某海外項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箱變保護測控裝置可以采集高側以及低壓兩側共三側電流、三側電壓、三側斷路器位置，實現(xiàn)變壓器差動、過流等保護，具體保護功能詳見下表。

4 現(xiàn)場安裝實例

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

圖2 現(xiàn)場安裝實例

5 保護功能配置

圖3 AM6-PW兩圈變壓器保護功能配置

圖4 AM6-PW三圈變壓器保護功能配置

6結語

本文介紹的箱變保護測控裝置，集成差動、三側過流、三側電壓等保護功能，代替傳統(tǒng)用戶變配電工程中變壓器差動、后備保護等多臺配置，價格經(jīng)濟，同時可適用于升壓一體機中環(huán)網(wǎng)柜空間小這一特點。且其硬件資源豐富，可適用于光伏/儲能升壓一體機中雙分裂/單分裂變壓器，兼容性強，已在海外多個新能源升壓一體機項目落地應用。