面向配电网台区的储能系统架构及应用

国电南瑞科技股份有限公司配电分公司 配电网存在问题及台区储能应用场景 麓一、配电网存在问题及台区储能应用场景 2.台区储能应用场景3.关键实施痛点 1.配电网核心问题 分布式新能源、电动汽车、电能替代等新要素的快速规模化发展，使配网台区呈现出承载力不足、供电可靠性降低等问题，台区侧储能具有移峰填谷、缓解短时重过载、提供供电电源、提升电能质量等功能，可有效解决上述问题 双向重过载（正反向功率越限） 自然灾害/边远地区断电风险 电压越限（低电压/高电压） 蕃一、酉配电网存在问题及台区储能应用场景 2.台区储能应用场景 1.配电网核心问题 麓一、配电网存在问题及台区储能应用场景 3.关键实施痛点 同时，在具体台区储能落地实施过程中，台区储能存在管理协同难以及技术落地障碍等难题。 管理协同难点 蕃二、台台区储能系统整体架构设计 2.云主站3.台区边侧设计4.储能设备侧设计 1.整体架构 考虑台区储能分散式接入、集群式管控的需求，设计了基于“配电云主站-智能合终端-储能并网一体设备的云边端三层系统架构， 边端协同层 调度分析决策层 生成并分解调节策略：通过地区调度自动化系统生成分布式资源调节策略，并分解为台区调控目标下发至配电云主站。 台区自治与资源协调：智能融合终端/边缘网关实现储能、光伏等资源的本地协同控制，支撑台区平衡自治及数据加密传输。 配电云主站层 就地执行层 中枢协同与指令转发：汇集台区运行数据，转发调度指令至终端，同步反馈执行结果，并承担对外平台接口功能。 指令执行与离并网控制：就地控制器直接执行调控指令，完成储能设备充放电操作及离/并网切换，边缘场景下承担自治功能。 麓 二、台台区储能系统整体架构设计 2.云主站 3.台区边侧设计4.储能设备侧设计 1.整体架构 功能划分 按台区储能承担的功能，划分为储能运营、电网调控、储能策略三大类功能 强化储能本体安全运营 释放电网调控参与能力 数据感知：采集智能融合终端储能数据，依托配电云主站与电网一张图，实现储能量测、工况、SOC等数据全景展示与全息感知。 负荷优化：建立主配微分级调节机制，采用“峰放谷充”优化配电变压器负荷，群控群调治理馈线重过载。 智能运维：通过多维度数据分析构建“算法驱动”运维体系，精准评估健康状态、诊断设备故障，预防热失控风险，保障电池安全。 灵活调峰：构建“主网配网－微网”三级调峰体系，实现实时响应；以虚拟电厂形态参与AGC控制与需求响应。 释放电网调控参与能力 策略优化：动态管控台区储能自治策略，通过事件评估优化参数与模式。电能质量治理：利用三相补偿能力治理三相不平衡，通过无功调控解决电压越限、消纳分布式光伏。应急保障：依托并离网切换功能，实现离网保供电。 辅助调频：聚合储能资源响应特性，支撑系统二次调频，提升频率合格率。 麓 二、台台区储能系统整体架构设计 3.台区边侧设计4.储能设备侧设计 1.整体架构 2.云主站 数据业务流 构建了从台区终端-数据接入-配电云主站-配电自动化-地调系统-省调系统的全域数据链，实现了全网信息贯通。 下行业务流 依托“省调系统一地调系统→配电主站→配电云主站一→智能融合终端一→储能设备”业务通道： 上行数据流 构建“分布式资源一→数据接入→配电云主站→配电自动化系统一地调系统→省调系统”传输链路。由配电。 ·日前计划：省调基于全省电力平衡分析，将分布式光伏出力曲线逐级下发至配台区智能终端。 自动化主站实现“台区-馈线-主变-区域”分层聚合预测，数据逐级上报支撑地区与省级电网调度。 日内调节：智能终端结合日前计划、实时调峰需求与需求响应指令，控制储能设备执行调节任务。 二、台区储能系统整体架构设计 4.储能设备侧设计 3.台区边侧设计 根据台区资源慕赋不同，边端设备按照台区是否装有融合终端分为两类，一类是有智能融合终端的台区可通过智能融合终端接入，另一类是没有智能融合终端的台区，可通过台区储能加密直连的方式接入。 设备定位与应用场景 麓 二、台台区储能系统整体架构设计 1.整体架构2.云主站3.台区边侧设计4.储能设备侧设计 PCS PCS涵盖当前主流台区容量，综合考虑现有电力电子器件技术水平，分别设计开发了50kW/100kW/125kW三种容量。 麓 二、台台区储能系统整体架构设计 1.整体架构2.云主站3.台区边侧设计4.储能设备侧设计 就地控制器 就地控制器是系统的就地管理中枢，负责各功能策略的具体制定，其运行在就地控制器上，具有各类通讯协议、策略管理模块、显示系统，主要性能见下表。 配电网存在问题及台区储能应用场景 三、功能实现及容量配置 2.容量配置方法 1.功能实现 台区储能分层控制架构通过差异化资源配置与功能协同，实现了“就地快速执行-边端协同优化-云端全局决策的高效运作模式。 ◆分层功能定位 三、功能实现及容量配置 2.容量配置方法 1.功能实现 三层级通过5G、光纤等混合通信网络，形成“云边协同优化指令下达、边缘就地精准执行、数据实时回传迭代”的闭环体系，在保障电力电子设备快速响应的同时，充分发挥云端大数据分析优势，最终构建了“数据驱区动、分层自治、跨层协同”的台区储能控制架构 跨层协同机制 麓 三、功能实现及容量配置 2.容量配置方法 1.功能实现 功能实现划分为储能策略、电网调控，储能策略和电网调控类功能分别按照智能融合终端和加密直连接入方式来进行描述。 功能划分 三、功能实现及容量配置 2.容量配置方法 1.功能实现 电压越限治理 利用配网侧台区储能调节资源，实时调节台区的潮流，可有效治理长线路中大容量负荷和分布式电源引起的电压越限 三、功能实现及容量配置 2.容量配置方法 1.功能实现 ◆三相不平衡治理 实时检测线路的三相电压及电流，当检测到电压电流的三相不平衡度超出某一國值时，通过对PCS每相电压电流的单独控制，对台区并网点侧的电压电流进行实时补偿，降低台区首端线路的三相不平衡度。 三、功能实现及容量配置 2.容量配置方法 1.功能实现 重载治理/动态扩容 针对台区变压器及线路的正反向重过载问题，通过储能系统双向动态调节实现协同控制，降低变压器及线路负载率。 配电网存在问题及台区储能应用场景 四、典型产品方案 2.台区储能系统 1.应用场景 从应用场景看分为承载力提升和供电可靠性提升两类场景，从实际配置角度看，两类场景往往并存且解决方案通用，而从具体配置型式角度看，分为固定式台区储能和移动式台区储能两类，固定台区储能主要应用在长期具有过载、电压越限等问题的台区，移动式储能则应用于季节性过载、临时保供电、不停电检修等台区两类台区储能系统的云与边侧基本一致，仅在端侧有所区别 2.台区储能系统 1.应用场景 ●云端系统 依托配电云主站研发了台区储能云端系统，具有储能集群管理、单台区设备监控、电网辅助调控、储能状态评估、运维工单派发等功能。 蕃四、典型产品方案 2.台区储能系统 1.应用场景 ◆边端设备 依托智能融合终端，开发了台区储能边侧设备，可接入台区开关、环境传感器、具备边缘计算能力，实现台区储能自治等功能；具有集中器功能和台区电能质量检测等功能。 TTU，可接入台区开关，环境传感、可具边缘计算能力，实现台区自治等功能， 蕃四、典型产品方案 2.台区储能系统 1.应用场景 固定储能端设备 依托电力电子设备优势，研发了100kW/233kWh，125kW/261kWh储能一体机，具有电压越限、重过载不平衡治理功能和保供电功能；集成了并网接口柜，解决了存量台区增加储能设备改造难的痛点；使用固态电池浸没式冷却等型式，具有安全性高的优点 蘸四、典型产品方案 2.台区储能系统 1.应用场景 ◆移动储能端设备 同时，为提高储能设备的利用率，研发了拖挂式和舱式移动储能设备，容量涵盖50kW-100kW，具备灵活移动特性，可广泛适用于季节性负荷过载、不停电作业等场景。 配电网存在问题及台区储能应用场景 五、储能方案优势及特点 保电能力 安全架构 场景适配 非计划不间断供电：STS开关支持（≤25ms切换）后备保电与计划不停电：常规开关支持 三层信息安全体系（云主站-边端设备-储能)支持生产大区/管理大区互联网大区安全接入 系统侧承载力提升台区边侧供电可靠性保障储能设备侧功能执行 本体安全 常规型 (磷酸铁锂）安全型（固态电池） 体系协同性 改造便捷性 安全防护 接入兼容性 融合配网调度/配自主站/云主站等系统实现海量台区储能聚合与群控支撑供电可靠性与承载力提升 外挂式储能并网接口柜免JP柜内部改造实施成本最优 提供电池故障诊断与状态评估支撑主动运维体系预防电池安全事故 完备信息流与控制流设计按资源赋推荐智能融合终端/加密直连接入二次改造成本低 结束，谢谢！！！ 国电南瑞科技股份有限公司配电分公司