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安科瑞劉鴻鵬172一一6972一一5322
一、引言
隨著新能源比例的不斷提升和企業(yè)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的增強(qiáng)，儲(chǔ)能電站正逐步成為電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)的重要支撐力量。其中，直流側(cè)作為連接電池簇與雙向變流器（PCS）的核心通道，是整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)能量流轉(zhuǎn)與安全控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，直流側(cè)面臨高壓、高電流、故障隱蔽性強(qiáng)等運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)監(jiān)測、計(jì)量、安全保護(hù)和通信的要求極高。為此，本文結(jié)合安科瑞新能源行業(yè)解決方案，提出一套基于實(shí)際硬件設(shè)備的儲(chǔ)能電站直流側(cè)監(jiān)測與管理方案。
二、儲(chǔ)能電站直流側(cè)的關(guān)鍵難點(diǎn)
企業(yè)級(jí)儲(chǔ)能電站的直流側(cè)通常承載著多個(gè)電池組或電池簇的電流匯集，在多個(gè)通道、多電壓等級(jí)的復(fù)雜工況下運(yùn)行。由于直流系統(tǒng)不具備自然過零點(diǎn)，任何接線松動(dòng)、接觸不良或電池內(nèi)部故障都可能迅速演變?yōu)殡娀』驘崾Э厥录�。此外，企業(yè)在日常運(yùn)維中還普遍面臨著電流測量困難、溫度異常監(jiān)測不到位、絕緣老化難以識(shí)別、計(jì)量精度不高、通信協(xié)議不統(tǒng)一等一系列挑戰(zhàn)。因此，一套完善的直流側(cè)測量與保護(hù)系統(tǒng)，成為企業(yè)儲(chǔ)能安全運(yùn)營的基礎(chǔ)。
三、基于安科瑞產(chǎn)品的直流側(cè)監(jiān)測解決方案
3.1 直流電能計(jì)量表
針對(duì)上述問題，安科瑞推出了多種針對(duì)性強(qiáng)、可靠性高的直流測控設(shè)備，形成了完整的企業(yè)儲(chǔ)能電站直流側(cè)解決方案。
首先，在直流電量計(jì)量方面，采用DJSF1352RN直流電能計(jì)量表。該設(shè)備支持霍爾電流傳感器和高精度分流器兩種電流接入方式，可靈活應(yīng)對(duì)不同電流等級(jí)和安裝環(huán)境的需求。其測量精度高，支持雙向電能計(jì)量，便于企業(yè)準(zhǔn)確掌握儲(chǔ)能電池的充放電效率，為運(yùn)行策略優(yōu)化和能量平衡管理提供數(shù)據(jù)支持。此外，該電表具備ModbusRTU、645、698等主流通信規(guī)約，便于與上位系統(tǒng)無縫對(duì)接。
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接線方式
3.2 直流柜絕緣監(jiān)測裝置
在安全監(jiān)測方面，安科瑞提供了AIM-D100絕緣監(jiān)測儀，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池系統(tǒng)對(duì)地絕緣狀態(tài)。該設(shè)備可在線判斷絕緣電阻值的變化，并具備報(bào)警指示和故障記錄功能，一旦發(fā)現(xiàn)絕緣下降趨勢可及時(shí)發(fā)出告警，有效防止觸電、電氣火災(zāi)等事故的發(fā)生。通過RS485通訊接口，該儀表還能與能源管理系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。
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3.3 直流充電樁
直流充電樁因其充電速度快、功率輸出大，在公交場站、高速公路服務(wù)區(qū)、城市快充網(wǎng)絡(luò)等場景中得到廣泛部署。相比交流樁，直流樁面臨更高功率密度、更復(fù)雜運(yùn)行狀態(tài)以及對(duì)電能結(jié)算的迫切需求。在此背景下，配套使用一款高性能的直流電能表已成為充電樁系統(tǒng)建設(shè)的基本要求。
DJSF1352-D正是針對(duì)直流充電場景設(shè)計(jì)的智能電能計(jì)量設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、能量與溫度等關(guān)鍵參數(shù)，并通過RS485通訊上傳至平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)智能充電運(yùn)營的基礎(chǔ)部件之一。
該設(shè)備支持ModbusRTU、DL/T645、DL/T698等多種通信協(xié)議，能夠輕松接入主流充電樁管理平臺(tái)、能源管理系統(tǒng)與智能網(wǎng)關(guān)。同時(shí)，它采用導(dǎo)軌式安裝方式，體積緊湊，適合嵌入直流樁內(nèi)部模塊區(qū)或匯流箱中，支持模塊組合與靈活布線，提升系統(tǒng)集成效率。
值得一提的是，DJSF1352D還具備本地顯示功能，可通過LCD屏輪顯當(dāng)電壓、電流、功率、電能與通訊狀態(tài)，便于現(xiàn)場調(diào)試、運(yùn)行查看與故障診斷。此外，設(shè)備支持電能脈沖輸出與脈沖輸出功能，可滿足高頻采樣與系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制需求。
接線示意圖
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3.4 直流柜通訊裝置
在通信方面，企業(yè)直流側(cè)設(shè)備通常協(xié)議種類繁多、分布廣泛。安科瑞ANet系列邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)支持多種協(xié)議解析（如Modbus、645、103、104、OPCUA等），并具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)緩存、斷點(diǎn)續(xù)傳、本地存儲(chǔ)功能。該網(wǎng)關(guān)可以作為設(shè)備與上位能量管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)樞紐，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的匯總上傳、協(xié)議統(tǒng)一和遠(yuǎn)程參數(shù)管理，大幅降低了系統(tǒng)集成的復(fù)雜度。
其擁有多個(gè)下行通信接口和一個(gè)或多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，能夠?qū)⒛繕?biāo)區(qū)域內(nèi)各類設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)整合上傳至主站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測等能源數(shù)據(jù)采集功能。此外，本系列設(shè)備還能接收并轉(zhuǎn)發(fā)上級(jí)主站系統(tǒng)的命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制以及裝置參數(shù)的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，完成對(duì)廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達(dá)到遠(yuǎn)動(dòng)輸出調(diào)度命令的執(zhí)行。提供豐富的規(guī)約庫支持，能夠?qū)崿F(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商間的智能設(shè)備互聯(lián)，并通過規(guī)約轉(zhuǎn)換、接口匹配和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能，作為自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測設(shè)備之間的重要通信接口設(shè)備。
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系統(tǒng)組網(wǎng)圖
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3.5 直流柜測溫
儲(chǔ)能系統(tǒng)的另一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在于母排、觸頭、電纜接頭等部位的過熱。為此，系統(tǒng)中應(yīng)部署無線測溫設(shè)備進(jìn)行熱隱患監(jiān)測。安科瑞提供電池型和CT取電型等多種無線測溫傳感器，可分別適用于不同供電環(huán)境。傳感器支持高溫報(bào)警、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、長壽命運(yùn)行，并可在不影響系統(tǒng)運(yùn)行的情況下完成安裝與維護(hù)，極大地提高了系統(tǒng)的智能化運(yùn)維水平。
Acrel-2000/T無線測溫系統(tǒng)可以將用戶站內(nèi)設(shè)備層所有測溫裝置的溫度數(shù)據(jù)接入，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代電子技術(shù)，通訊技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，將接入測溫裝置的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過讀取、分析、處理，顯示在計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站所有溫度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視。系統(tǒng)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，可以記錄數(shù)據(jù)，查詢數(shù)據(jù)，查詢曲線，查詢報(bào)表，具有高溫、超溫越限告警，告警時(shí)間查詢等功能。無線測溫系統(tǒng)溫度在線監(jiān)測能夠提升設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，避免安全事故的發(fā)生，降低設(shè)備事故率。用戶站無需定期巡視，減少人力物力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。
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組網(wǎng)架構(gòu)圖
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隨著能源轉(zhuǎn)型的不斷加劇，能源互聯(lián)網(wǎng)已成為各國能源系統(tǒng)發(fā)展的共同方向 。作為支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)能已廣泛應(yīng)用在智慧城市、工業(yè)園區(qū)、社區(qū)商圈、市商業(yè)寫字樓等大型工商業(yè)高耗能單位，安科瑞直流測計(jì)量監(jiān)測方案為企業(yè)直流系統(tǒng)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了能源智慧化管理。
結(jié)語
直流側(cè)作為儲(chǔ)能電站最為核心、但也最容易被忽視的環(huán)節(jié)，其監(jiān)測、保護(hù)與數(shù)據(jù)管理工作對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著決定性作用。通過采用安科瑞DJSF1352RN直流電表、AIMD100ES絕緣監(jiān)測儀、無線測溫系統(tǒng)、ARTU采集單元及ANet網(wǎng)關(guān)等一系列硬件產(chǎn)品，企業(yè)可以構(gòu)建起一套智能的直流側(cè)解決方案。在新型電力系統(tǒng)快速發(fā)展的現(xiàn)代，該方案有助于企業(yè)提升儲(chǔ)能電站的安全等級(jí)、運(yùn)維效率與數(shù)據(jù)價(jià)值，為綠色低碳發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。
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