Tóm tắt: Cấu hình bảo vệ rơle của trạm sạc xe điện tích hợp lưu trữ năng lượng quang điện cần xem xét toàn diện các đặc tính hoạt động hợp tác của điện quang điện, sạc và xả năng lượng, cọc sạc và lưới điện, cốt lõi của nó nằm trong việc giải quyết các khó khăn hợp lý của hành động bảo vệ cấu trúc đa năng và vận hành đáng tin cậy và hiệu quả. Sau đây kết hợp với các tài liệu và tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan để phân tích các yêu cầu bảo vệ, nguyên tắc cấu hình, yêu cầu kiểm soát và tuân thủ.

1 Thiết kế điện tích hợp trạm sạc lưu trữ năng lượng quang điện

Trạm sạc xe điện thuộc về tải trọng cấp ba, có thể được cung cấp bởi điện thành phố 10kV dọc theo con đường, thường sử dụng trạm biến áp loại hộp, bao gồm ba buồng riêng biệt gồm buồng cao áp, buồng biến áp và buồng điện áp thấp, công suất sử dụng thường nằm trong khoảng 630kVA~1250kVA. Công suất lắp đặt PV phân phối của trạm sạc bị hạn chế trong lĩnh vực này, thường được lắp đặt trên đỉnh hoặc gần đỉnh tòa nhà, kích thước công suất tủ lưu trữ được lựa chọn theo nhu cầu sạc và ngân sách đầu tư. Các thiết bị liên quan như tủ hợp lưu quang điện, tủ lưu trữ năng lượng, tủ lưu trữ năng lượng và các thiết bị khác có thể được đặt trong khoang đúc sẵn. Sơ đồ đường dây chính điện được hiển thị trong hình.

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ đường dây điện tích hợp lưu trữ năng lượng quang điện

2 Yêu cầu bảo vệ rơle trạm sạc

Bảo vệ rơle trạm sạc tích hợp lưu trữ quang sẽ phức tạp hơn so với các nhà máy điện truyền thống, việc truy cập hệ thống lưu trữ quang điện và năng lượng làm cho cấu trúc cung cấp điện của trạm sạc thay đổi từ nguồn điện đơn sang đa nguồn, dẫn đến sự phân bố và hướng của dòng ngắn mạch thay đổi. Biến tần PV, lưu trữ năng lượng

PCS là tất cả các thiết bị điện tử công suất, thời gian phản ứng của chính nó đối với sự cố cao hơn nhiều so với sự kết hợp của thiết bị bảo vệ rơle truyền thống và bộ ngắt mạch.

Ví dụ, trong trường hợp ngắn mạch ở phía điện áp thấp của máy biến áp, lưới điện và quang điện, lưu trữ năng lượng có thể bơm dòng điện vào điểm thất bại cùng một lúc và thiết lập logic bảo vệ không hợp lý có thể bị sai hoặc không thể nhanh chóng cô lập lỗi. Thứ hai, bảo vệ quá dòng của bộ ngắt mạch điện áp thấp truyền thống có thể không đáp ứng các yêu cầu chọn lọc bảo vệ ở tất cả các cấp, cần đảm bảo rằng sự cố xảy ra chỉ loại bỏ khu vực bị lỗi, tránh mở rộng phạm vi lỗi do sai sót bảo vệ, ảnh hưởng đến độ tin cậy hoạt động của trạm sạc. Sau đó, cấu hình bảo vệ rơle cũng cần phải đáp ứng các yêu cầu liên quan đến các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật liên quan đến việc truy cập nguồn điện phân tán vào lưới điện.

2.1 Bảo vệ cấp cọc

GBT51313-2018 "Tiêu chuẩn kỹ thuật cơ sở sạc phân tán EV" yêu cầu bảo vệ cho bộ sạc ngoài xe hơi (cọc sạc DC) như sau: "Bộ sạc ngoài xe 4.0.6 phải có các chức năng như bảo vệ quá áp đầu vào AC, bảo vệ quá áp đầu ra AC, bảo vệ quá áp đầu ra DC, bảo vệ quá dòng đầu ra DC và bảo vệ quá nhiệt bên trong." Chức năng bảo vệ cọc sạc DC chủ yếu được thực hiện bằng mô-đun bên trong cọc sạc DC, có thể kết hợp với GB51348-2019 "Tiêu chuẩn thiết kế điện xây dựng dân dụng" "13.5.5 vòng cuối của kho dự trữ, sạc xe điện và các nơi khác nên được thiết lập bảo vệ chống cháy điện hạn chế hiện tại". Yêu cầu, một số cọc sạc DC có thể được gắn thêm Người bảo vệ.

Yêu cầu đối với cọc sạc AC "4.0.7 cọc sạc AC phải có chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ rò rỉ. Bảo vệ rò rỉ cọc sạc AC phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia hiện hành"Hệ thống sạc dẫn điện xe điện Phần 1: Yêu cầu chung"GB/T14887.1 có liên quan đến các quy định. Kết hợp với các yêu cầu của "tiêu chuẩn thiết kế điện xây dựng dân dụng", cọc sạc AC được cấu hình với bộ bảo vệ giới hạn dòng điện chống cháy, nhanh chóng đạt được bảo vệ quá tải, ngắn mạch và bảo vệ rò rỉ.

2.2 Bảo vệ rơle vòng lặp 0.4kV

Biến tần quang điện, bộ chuyển đổi lưu trữ năng lượng tự nó có chức năng bảo vệ tương đối hoàn hảo, không cần cấu hình thiết bị bảo vệ khác. Theo GB/T 19964 "Quy định kỹ thuật của nhà máy điện PV để truy cập vào hệ thống điện" yêu cầu, thiết bị bảo vệ chống silo được thiết lập tại và tại các cửa hàng, hành động để nhảy PV và bộ ngắt kết nối lưu trữ năng lượng khi lưới điện mất điện, ngăn chặn hoạt động silo gửi điện vào lưới điện. Và các điểm cần theo dõi dữ liệu chất lượng năng lượng điện, bao gồm tỷ lệ biến dạng hiện tại/điện áp/tổng hài hòa, tỷ lệ vượt qua điện áp, dao động điện áp/nhấp nháy, v.v., cấu hình thiết bị giám sát trực tuyến chất lượng điện APView400. Ngoài ra, để đáp ứng các yêu cầu chọn lọc bảo vệ 0.4kV, giảm phạm vi thất bại trong trường hợp xảy ra sự cố, thiết bị bảo vệ điện áp thấp có thể được cấu hình trong các mạch chính, để đạt được tốc độ phá vỡ, bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá tải, bảo vệ dưới/quá điện áp, bảo vệ rò rỉ, v.v.

2.3 Bảo vệ rơle vòng lặp 10kV

Vòng đầu vào 10kV và máy biến áp được cấu hình tương ứng với thiết bị bảo vệ đường dây AM5SE-F và thiết bị bảo vệ máy biến áp AM5SE-T, chẳng hạn như bên điện áp cao của máy biến áp không đặt bộ ngắt mạch, thiết bị bảo vệ máy biến áp được đặt ở đầu vào. Bảo vệ dòng vào và bảo vệ máy biến áp phải được thiết lập với hướng phá vỡ tốc độ dòng điện, quá dòng và bảo vệ quá tải. Bảo vệ máy biến áp cũng cần cấu hình bảo vệ không chứa điện, bao gồm bảo vệ nhiệt độ, bảo vệ cửa, máy biến áp ngâm dầu cũng cần thiết lập bảo vệ khí.

Theo "phương pháp quản lý chất lượng điện (tạm thời)" và "quy định kỹ thuật của nhà máy điện quang điện để truy cập vào hệ thống điện", các điểm kết nối công cộng của người sử dụng điện phân tán cũng cần giám sát dữ liệu chất lượng điện, cần cấu hình thiết bị giám sát trực tuyến chất lượng điện; Nếu bạn tự sử dụng, dư điện không lên mạng, bạn cũng cần thiết lập thiết bị bảo vệ chống ngược lại hoặc điều chỉnh chống ngược lại.

2.4 Bộ điều khiển phối hợp

Bộ điều khiển điều phối ACCU-100 có chức năng thu thập dữ liệu cổng thông minh, chuyển đổi giao thức, lưu trữ và các chức năng khác, cũng có chức năng điều khiển chiến lược sử dụng năng lượng mới, có thể điều khiển năng lượng quang điện, sạc/xả năng lượng lưu trữ, điều khiển sạc cọc sạc và điều chỉnh tải, và tương tác với nền tảng đám mây để đáp ứng cấu hình chính sách đám mây.

3 Thiết bị cọc sạc

Ancory AEV200-DC240M Split DC Charging Cabinet được thiết kế cho một tủ bốn cọc, cọc đơn có công suất sạc lớn 240kW, điện áp sạc 150V-1000V, cọc đơn có dòng điện lớn 250A, đáp ứng nhu cầu sạc nhanh của người dùng. Nó có chức năng bảo vệ quá áp đầu vào AC, bảo vệ quá dòng cho người truyền AC, bảo vệ quá áp đầu ra DC, bảo vệ quá dòng đầu ra DC và bảo vệ quá nhiệt bên trong, v.v.

Hình 3.1 Tủ sạc AEV200-DC240M và cọc sạc DC AEV200-DC250AS

Ngoài cọc sạc chia, công ty còn cung cấp cọc sạc 160kW, 120kW, 80kW, 60kW, 30kW DC và cọc sạc AC 7kW để đáp ứng các yêu cầu sạc trong nhiều dịp khác nhau.

4 Nền tảng quản lý năng lượng thông minh

Nền tảng quản lý năng lượng thông minh AcrelEMS tích hợp giám sát điện, phân tích chất lượng và quản trị năng lượng điện, quản lý hoạt động cọc sạc, giám sát quang điện phân tán, quản lý lưu trữ năng lượng và các chức năng khác, có thể giúp các trạm sạc tích hợp quang điện cải thiện độ tin cậy cung cấp điện, tối ưu hóa chiến lược sử dụng năng lượng, tiêu thụ năng lượng mới tại chỗ và giảm chi phí sạc.

4.1 Quản lý hoạt động sạc

Nền tảng quản lý hoạt động sạc Anchory là hệ thống quản lý cơ sở sạc dựa trên Internet of Things và công nghệ dữ liệu lớn, có thể thực hiện giám sát, lập kế hoạch và quản lý cọc sạc, cải thiện việc sử dụng cọc sạc và hiệu quả sạc, nâng cao trải nghiệm sạc và chất lượng dịch vụ của người dùng. Bạn có thể hẹn trước sạc điện thông qua APP hoặc chương trình nhỏ, tránh tình hình xếp hàng chờ đợi tại trạm sạc điện, đồng thời cũng có thể cung cấp dữ liệu nhu cầu sạc điện chính xác hơn cho trạm sạc điện, thuận tiện điều hành và quản lý tiếp theo. Nền tảng hỗ trợ các chức năng như quét mã/quẹt thẻ, điều hướng tìm cọc, quản lý đơn đặt hàng, giám sát cọc sạc, phân tích thu nhập, v.v.

Hình 4.1 Quản lý hoạt động sạc

4.2 Quản lý năng lượng lưu trữ PV

Chiến lược quản lý năng lượng đạt được sự hội tụ tương tác và điều phối linh hoạt năng lượng giữa lưới điện, quang điện, thiết bị lưu trữ năng lượng, cơ sở sạc. Hệ thống được điều chỉnh tối ưu dưới tiền đề đảm bảo hoạt động an toàn của máy biến áp, loại bỏ hiệu quả chênh lệch đỉnh và thung lũng, tải trơn tru, mở rộng linh hoạt trong thời gian ngắn, cải thiện hiệu quả hoạt động của thiết bị điện và bù lại sự dao động tải. Đồng thời, trong trường hợp không cho phép cung cấp điện cho lưới điện, bạn cũng có thể ngăn chặn hiệu quả việc đảo ngược điện bằng cách điều chỉnh phát điện quang điện, sạc năng lượng lưu trữ và điều chỉnh cọc sạc.

4.3 Quản lý sạc có trật tự

Hệ thống theo dõi tốc độ tải máy biến áp trong thời gian thực, tính toán công suất còn lại của máy biến áp, kết hợp với nhu cầu sạc và công suất xả của hệ thống lưu trữ năng lượng để điều khiển năng động sạc, bao gồm: xác định quyền người dùng, thống kê hành vi sạc, điều khiển năng lượng sạc, cho phép/cấm sạc mới, điều chỉnh giá sạc và các cách khác để hướng dẫn nhu cầu sạc của người dùng, cải thiện sự thân thiện và khả năng chứa của lưới điện để sạc.

5 Kết luận

Các trạm sạc tích hợp lưu trữ năng lượng quang điện sử dụng bảo vệ và giám sát theo từng lớp để cải thiện độ tin cậy cung cấp điện và tuân thủ hoạt động của các nhà máy phân tán, kết hợp với nền tảng quản lý năng lượng thông minh và chiến lược kiểm soát năng lượng mới hợp lý để đạt được sự cân bằng giữa sạc hiệu quả và kinh tế. Nền tảng quản lý năng lượng thông minh AcrelEMS kết hợp với các thiết bị bảo vệ rơle và điều khiển tự động khác nhau của ANCORI, có thể đồng thời quản lý một số lượng lớn các trạm sạc khác nhau nằm rải rác trong các khu vực khác nhau, dựa trên các trạm sạc để phát triển các chiến lược điều khiển, do đó làm cho trạm sạc hoạt động sạch hơn và hiệu quả hơn.