海外储能升压一体机：箱变保护如何适配环网柜狭小空间

摘 要：储能升压一体机行业处于高速扩容阶段，集成化、液冷大功率机型成为主流，一体化方案凭借成本、施工、运维优势逐步替代传统分体设备。储能升压一体机高低侧多为环网柜，空间小，且变压器容量大，因此需要把过流、差动等多种保护功能融于单一装置中，即为箱变保护测控装置。

关键词：储能升压一体机；环网柜；箱变保护测控装置

1 项目概况

在双碳目标与新型电力系统建设的顶层政策驱动下，国内风光及新型储能装机规模持续高速增长，各地风光配储、独立储能、源网荷储一体化项目大规模落地，传统逆变器、PCS、箱变、开关柜分散布置的分体方案存在施工周期长、占地大、线缆损耗高、多设备协同调试复杂、运维难度高等诸多痛点，同时随着IGBT、变压器、温控等上下游产业链配套日趋成熟，相关行业标准逐步完善，兼具造价更低、集成度高、建设周期短、运维便捷、发电损耗小等全生命周期优势的新能源升压一体机应运而生并快速普及。海外市场方面，欧美、澳洲、东南亚、中东能源转型持续推进，但是海外项目普遍面临本地施工人力成本高、现场集成能力不足的问题，预制式储能一体机产品出口需求稳步增长。

储能升压一体机即为：PCS 储能变流器、升压变压器、 高低压环网柜、EMS/BMS、热管理集成在标准集装箱内，电池直流经PCS逆变、本机直接升压至 10kV/35kV 并网，替代传统分散式PCS+箱变分体方案，是大型独立储能标准化主流设备。本项目主要介绍海外8MW、10MW、36.8MW、48MW等储能升压一体机的保护配置需求。

2 项目需求

由于储能升压一体机高低侧均配置环网柜，内含断路器等一次设备，所以需要配置保护装置，在出现短路、过流等故障时能及时跳开断路器，避免故障扩大。目前大部分的储能升压一体机变压器容量比较大（＞2000kVA），需要利用差动保护实现高低侧（如是双分裂变压器，需要采集高侧、低压两侧共三侧电流）电流矢量和计算，在出现差流时能够及时跳开断路器。区别于传统用户变配电工程中变压器差动、后备保护分开配置的原则，由于升压一体机配置的是环网柜，开关柜空间有限，需要把上述保护功能集成在单一装置里，实现箱变高低压侧（如是双分裂变压器，需要实现高侧、低压两侧共三侧）保护功能。

3 产品方案

本项目根据用户需求配置的AM6-PW箱变保护测控装置，主要安装于8MW、10MW、36.8MW、48MW等储能升压一体机高压环网柜中，以下图介绍的双分裂变压器为例，介绍AM6-PW主要配置的保护功能。

图1 AM6-PW在储能升压一体机的应用

如图1为某海外项目配置的双分裂变压器，变压器规格为20kV/0.8kV-0.8kV，容量7000kVA，配置的AM6-PW箱变保护测控装置可以采集高侧以及低压两侧共三侧电流、三侧电压、三侧断路器位置，实现变压器差动、过流等保护。

4 现场安装实例

本项目箱变保护测控装置就地安装于升压一体机高压环网柜上，现场安装图片如下。

图2 现场安装实例

5 保护功能配置

图3 AM6-PW两圈变压器保护功能配置

图4 AM6-PW三圈变压器保护功能配置

6结语

本文介绍的箱变保护测控装置，集成差动、三侧过流、三侧电压等保护功能，将传统用户变配电工程中变压器差动、后备保护等多台装置的功能集成于单一装置，适用于升压一体机中环网柜空间有限的应用场景。该装置硬件资源丰富，可适配光伏/储能升压一体机中双分裂/单分裂变压器，已在海外多个新能源升压一体机项目中应用。