果冻传媒91制片

      电动汽车是缓解我国石油紧张、大气污染问题，推动交通模式转变的新型交通工具，其充换电站建设至关重要。发展电动汽车更是落实国家能源、节能减排战略，建设“两型"社会，履行社会责任的关键举措。

      青岛黄岛区某电动汽车充换储放一体示范电站 2011 年 8 月投运，作为国网示范站，集公交车、乘用车充换电与储能应用于一体，功能全、规模大、服务强，在全球电动汽车充换电设施建设领域的开创性。

一次接线

      充换储放一体电站通过两条10办痴线路与青岛35办痴智能变电站并网，站内有两台容量均为2000办痴·础的变压器，充电与储放电模块均带在400痴母线上，如下图所示。

图 充换储放一体电站一次接线图

微型断路器

      充电站梯度电池选用标准电动汽车电池，参数为 265A·h/76.8V，总额定容量 2MW×3h，额定功率 2MW，放电功率上限为 2MW。

      对于继电保护，充换储放一体电站与普通用户站的关键差异在梯度储能放电部分。因此，继电保护配置方案需重点考量梯度储能电池储放系统，确保电站向主网逆向放电故障时，能迅速、可靠切除故障，保障系统安全稳定，避免站内电池等重要设备受损。

2.1 400V 系统保护功能配置

      保护层次：400V 系统逆向放电系统保护分三层，即模块级保护，含 IGBT 驱动板底层硬件短路保护与控制器硬件过电流保护；装置级保护，指放电模块控制器经软件计算或硬件接点检测本装置内部故障，触发过电流、过温、过电压等保护；系统级保护，由逆向放电监控系统依监控状态触发。从实现途径又分硬件、软件保护，以下分别介绍。

功率单元

      软件保护：分瞬时与定时限保护。瞬时保护遇紧急故障单点动作，脉冲、跳接触器、停机告警，手动复归故障标志；定时限保护设动作、延时定值，检测到严重故障经延时确认后动作，系统转故障状态告警，同样需手动复归。软件保护涵盖直流电压、直流过电流、交流电流、电压异常、频率异常、防孤岛、恢复并网、输出直流分量超标及相序错误保护等。

2.2 10kV 系统保护功能配置

      充换储放一体电站设计初多次探讨 10kV 并网线保护方案，最终在常规用户变电站保护基础上，增设解列装置与进线反方向电流保护，整定计算时仅作后备考虑，原因有二：

       放电装置保护完备。10kV 及 400V 系统故障时，其能快速切断与系统连接，不影响继电保护。模块容量约 6kW，本项目 140 个逆向放电模块独立运行、集中控制，属电力电子变换设备，功率器件控制速度快，故障时先闭锁驱动脉冲（几十微秒），再分断接触器（20 - 30ms），阻断电池与电网功率交换。

      短路电流计算无需考虑放电装置。因其功率小且不同于发电机，有功率限制与快速响应特性，系统电压跌落时不附加短路电流，故短路阻抗、电流计算不计其影响。

3.1 概述

      AcrelEMS 3.0智慧能源管理平台，能实时监视公司微电网内分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施及各类交直流负荷的运行状态，实现智能预测、动态调配、优化策略、诊断告警，推动源荷有序互动、能源全景分析，达成光储充资源灵活互动与经济运行，满足公司微电网数字化能效管理、智能化安全分析、动态化调整控制、可视化全景分析需求，助用户降低能源成本、提升运行效率。

3.2 应用场所

      适用于分布式光伏、储能、光储充电站建设项目，以及新能源站点的运营、运维、节能管理，还可应用于工业园区、零碳工厂等场景。

3.3 平台组织架构

分布式网络结构

      设备层涵盖多功能电力仪表、暖通仪表等各类监控、计量、保护、治理、转换设备与就地子系统，还有光伏/风力发电系统、储能系统等，可为设备或子系统提供多样通信、组网方式，符合国家标准。

      传输层的数据终端为嵌入式系统，具备串口、网口等多种数据通信接口，支持 ModBus-RTU 等诸多通信协议，兼容多数智能设备，且支持本地存储、断点续传、失电报警，采集数据经压缩、加密后上传，保障传输稳定、安全、可靠。

      数据层负责显示与存储实时/历史数据、报警、业务、操作日志等，对外提供数据访问接口供第三方系统使用，用户凭权限可借 PC、PAD、手机等终端访问数据、接收报警，巡检微电网设备，平台整体结构见图。

3.4系统硬件配置

3.5安科瑞智慧能源管理平台功能

3.5.1数字化展示

      通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。

3.5.2优化控制

      直观显示能源生产及流向，包括各种能源的生产及消耗过程，通过优化控制提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。

3.5.3智能预测

      结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。

3.5.4能耗分析

      采集公司电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。

3.5.5有序充电

      系统支持接入交直流充电桩，并根据公司负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障公司微电网运行安全。

3.5.6运维巡检

      系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。

      本文针对梯度储能电池特殊储放系统拟定了继电保护配置方案，涵盖两点：

      一是 0.4kV 系统逆向放电系统保护分模块级、装置级、系统级三层，按实现途径又分硬件、软件保护；

      二是 10kV 系统鉴于放电系统自身完备保护功能，在常规继电保护基础上，增设事故解列装置与反方向电流保护。

      当前，电动汽车充换电站电气设计、继电保护配置尚处探索阶段。青岛市某示范电站方案依现场实际定制，鉴于各充换电站功能、电气设备存在差异，实际工程中，继电保护人员需依情况对配置方案灵活调整。