安科瑞 劉邁 

摘要：儲能升壓一體機行業處于高速擴容階段，集成化、液冷大功率機型成為主流，頭部廠商集中度持續提升，一體化方案憑借成本、施工、運維優勢替代傳統分體設備。儲能升壓一體機高低側多為環網柜，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；環網柜；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建設的頂層政策驅動下，國內風光及新型儲能裝機規模持續高速增長，各地風光配儲、獨立儲能、源網荷儲一體化項目大規模落地，傳統逆變器、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、多設備協同調試復雜、運維難度高等諸多痛點，同時隨著IGBT、變壓器、溫控等上下游產業鏈配套日趨成熟，兼具造價更低、集成度高、建設周期短、運維便捷、發電損耗小等全生命周期優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、中東能源轉型持續推進，但是海外項目普遍面臨本地施工人力成本高、現場集成能力不足的問題，預制式儲能一體機產品出口需求穩步增長。

儲能升壓一體機即為：PCS 儲能變流器、升壓變壓器、 高低壓環網柜、EMS/BMS、熱管理集成在標準集裝箱內，電池直流經PCS逆變、本機直接升壓至 10kV/35kV 并網，替代傳統分散式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網柜，內含斷路器等一次設備，所以需要配置保護裝置，在出現短路、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，在出現差流時能夠及時跳開斷路器。區別于傳統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網柜，開關柜空間有限，需要把上述保護功能集成在單一裝置里，實現箱變高低壓側（如是雙分裂變壓器，需要實現高側、低壓兩側共三側）保護功能。

3 產品方案

本項目根據用戶需求配置的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網柜中，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，實現變壓器差動、過流等保護，具體保護功能詳見下表。

4 現場安裝實例

本項目箱變保護測控裝置就地安裝于升壓一體機高壓環網柜上，現場安裝圖片如下。 

圖2 現場安裝實例

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，價格經濟，同時可適用于升壓一體機中環網柜空間小這一特點。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，在海外市場新能源升壓一體機中受好評。