新型智慧台区智能运维+储能一体化应用解决方案

台区供电安全性问题

（1）台变已面临重载或处于重载运行中(部分用户负荷已采取错峰用电措施，否则台变重过载，影响电网运行安全)；

台区供电质量问题

（1）生产用电负荷启停对台区有较强冲击性，造成众多低电压投诉；（2）台区馈线实际三相电压不平衡超过基准值，谐波超标，引起电能质量问题；

落后的运维管理模式

（1）传统的低压配电网管理模式缺乏智能化的运维管理手段，无法实时掌握台区设备和负荷运行状况，需要耗费大量人力成本，给电网现代化、智能化发展造成阻碍。

增容投资受限

（1）台区计划新增台变进行负荷拆分，但投资受限。

解决台区目前存在问题的关键在于：（1）彻底解决台区电能质量问题；（2）加强台区智能化建设，提升运维管理水平。

储能应用于台区主要解决电能质量问题，提升台区供应能力，同时还能根据电网调峰计划响应电网调峰要求，起到削峰填谷的作用。和传统无功补偿方式对比，台区储能具备明显的优势。二者对比如下表：

表1储能和无功补偿在台区综合对比

配电台区设备点多面广,运维以人为主,设备缺陷难以及时发现,原因在于现有台区监控技术未对运维起到支撑。体现在:(1)台变和低压线路缺乏有效监测,运行状态不可知;(2)接入台区的各类监测设备缺乏统一接口,难以统一管理；(3)缺乏故障及异常精准感知和定位措施，导致检修困难。为此,亟需构建台区智能运维平台，对配电台区进行智能化升级，通过智能配变台区的建设，实现配电台区的信息化、自动化、互动化，满足智能电网发展需要和客户对供电能力、供电质量和供电服务的新要求，提高供电能力和供电可靠性，提升运行管理水平和服务能力。

台区的储能系统不是独立运行的，需要结合台区负荷的特性进行统一调控，才能起到电能质量治理的作用，掌握整个台区负荷回路的运行状况，对储能系统在台区的电能质量治理方面起到至关重要的作用。同时，储能系统作为台区稳定运行的关键部分，应纳入整个台区的智能运维体系，响应电网对台区综合治理及智能化升级的要求，为电网安全稳定运行服务。

智能运维+储能一体化应用解决方案以智能运维监控系统为核心，其作为整个方案的中枢，对下完成对台区运行运行监测，控制系统能量管理策略和运行模式判断与切换，构建智能化运维体系，对上响应上级能源管理云平台的运行信息上送及调峰等控制指令。系统整体架构图如图1。

图1系统整体架构图（含储能接入）

储能子系统整体架构图如下图2。

图2储能子系统架构图

（2）200kW/466kWh储能系统

低压配电台区储能系统接入点不同，会对台区潮流分布产生不同影响。储能系统接入点应综合考虑台区馈线长度、负荷分布特点、台区已有供电问题、场地等综合因素。为了最大化低压台区储能在配网局域调峰、改善供电电能质量、提高供电可靠性等方面的作用，一般应将储能接入选择在公变低压侧，并综合考虑台区接线方式，对储能系统接入方案进行设计。如图1所示为低压配电台区储能接入典型方案，储能系统并网点选择在台区计量表箱后端，储能系统运行控制中采集公变低压侧各相电压、电流，实时监测台区负荷变化和供电电能质量，并网点应配明显的断开点，以便进行运维检修，同时应装电能表，对储能放电电量和充电电量进行精确计量，以便对储能系统运行指标进行评价。

考虑配网中低压配变台区运行特性，针对储能双向变流器提出如图3所示拓扑结构，控制实现储能系统对交流输出侧各相有功、无功的分相调控。

图3变流器PCS系统拓扑

储能双向变流器主要包括DC/AC变换器和单相隔离变压器等。其中，DC/AC变换器采用三个独立单相全桥电路结构，通过三个单相隔离变压器接入电网。

智能运维监控系统实时监测台变负载率，当负载率超过所设定的阈值时，控制储能系统发出有功/无功功率，降低台变负载率，提高其运行安全性，在该模式下系统还可以响应上级调度，参与配电网局域调峰。同时，系统监测负荷数据，分析各支路有功、无功、功率因数、电压偏差、三相不平衡等电能质量数据，实时按需主动进行有功/无功补偿，达到电能质量综合治理效果。（1）优先级1：实时响应模式实时监测储能系统内部各组成部分的状态和并网点负载馈线的电压、电流值。根据监测的负载馈线的电气量，基于设置的运行控制参数阈值，通过零线电流、相电流分析线路是否有三相不平衡、功率因数偏低、电压越限等电能质量问题，同时计算达到电能质量要求时各相所需转换的电流值，将信号发送给储能系统逆变器，PCS根据指令改变运行工作模式，调整各相输出的有功、无功值，直至台变负载率在合理空间、电能质量问题得以治理。（2）优先级2：削峰填谷模式判断当前是否在日前削峰填谷运行计划时段内，若在该时段内，则监控系统下达执行指令，PCS按照指令执行出力计划。（3）优先级3：待机模式不满足上述2种模式运行条件下，储能系统进入待机模式。

图4运维调控平台接入拓扑

智能运维调控云平台接入台区储能、风光柴等分布式电源、台区所有重要负荷，入网点设备，根据入网点及各负荷功率及电能质量情况，合理分配能源流向，同时对台区所有节点实时监控，及时发现异常及故障，提供智能化的手段对台区运维提供支撑。同时，平台提供接口对外发送数据或接收控制指令，有助于实现区域化的统一管理及电网区域化调峰填谷。

（1）平台系统架构

图5运维调控平台系统架构

（1）变压器数据：变压器高压、主变、低压、分接头、断路器、隔离开关和接地刀闸的位置信息，并网点的工作状态；高低压、馈线的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量；高低压、馈线的三相电压，三相电流，有功功率，无功功率、功率因素，电流谐波（2-32次）、电压谐波（2-32次）、三相电流不平衡度、电压偏差，电网频率等；变压器三相运行温度，高压母排温度、馈线温度等，以及由此计算的线损等。（2）储能系统数据：储能系统的双向电量、电池组状态、交/直流侧电压电流、消防、照明、门禁等。（3）用户计量数据：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因素、有功电量，无功电量、电流谐波（2-32次）、电压谐波（2-32次）、三相电流不平衡度、电压偏差，频率等。（4）台区各级开关状态（5）无功补偿测量数据：三相电压，三相电流，无功功率。（6）台区环境数据：采集配电室的温度、湿度、电缆沟水位、摄像头、门禁等数据。

图6智能数据采集器

为保障供电电能质量，对储能的调节实时性和可靠性要求很高，储能系统采用有线方式接入平台，需要接入的设备包含电池管理系统BMS、储能变流器PCS。通信方式支持CAN总线、RS485、以太网。

为全面掌握台区内所有负荷情况及关键设备的运行情况，通过通信管理机对台区负荷及关键节点进行全面分层采集接入。

图7平台功能导图

智能运维调控平台实现系统整体运行监测，控制系统能量管理策略和运行模式判断与切换。