蔣文輝，李 遠(yuǎn)，王玉龍，孔祥倫

（南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司，廣東 廣州 510555）

儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)和恢復(fù)中起到了至關(guān)重要的促進(jìn)作用。儲(chǔ)能技術(shù)可作為變電站測(cè)控系統(tǒng)的備用電源，用以確保系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也可穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也可為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及緊急通信提供動(dòng)力，避免因突發(fā)故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和通訊中斷。另外儲(chǔ)能技術(shù)在電網(wǎng)峰谷用電需求平衡中也具有重要的作用，電網(wǎng)處于峰值時(shí)，額外電力可利用儲(chǔ)能技術(shù)加以提供。電網(wǎng)處于谷值時(shí)，過剩的電能可通過儲(chǔ)能技術(shù)儲(chǔ)存，為之后的電能使用提供保障。儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠充分提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，有助于保障電力系統(tǒng)的安全和可靠性。下面將重點(diǎn)分析儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)和恢復(fù)中的作用及應(yīng)用。

1 儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)中的作用分析

在系統(tǒng)日常工作中，測(cè)控系統(tǒng)會(huì)不可避免地出現(xiàn)故障，導(dǎo)致電力系統(tǒng)異常運(yùn)行，影響正常生產(chǎn)秩序。儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)和恢復(fù)方面具有以下作用：①提供可靠的供電保障。要排除測(cè)控系統(tǒng)的故障，斷電這個(gè)環(huán)節(jié)是必不可少的，但在斷電時(shí)還應(yīng)保障測(cè)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備可以通過控制回路實(shí)現(xiàn)在斷電瞬間無縫切換，持續(xù)提供電源，保障測(cè)控系統(tǒng)可穩(wěn)步運(yùn)行，數(shù)據(jù)也可保持連續(xù)性。②保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。在電網(wǎng)運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)突發(fā)電壓和電流等不穩(wěn)定因素，極易導(dǎo)致測(cè)控系統(tǒng)發(fā)生故障。儲(chǔ)能技術(shù)可以通過電力電子設(shè)備對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)控，吸收過剩的能量 緩解測(cè)控系統(tǒng)壓力，為電網(wǎng)的運(yùn)行提供有力保障。

2 變電站測(cè)控系統(tǒng)中的常見故障類型

變電站測(cè)控系統(tǒng)常見故障類型主要包括以下幾種：①通訊故障。通訊故障是測(cè)控系統(tǒng)故障的最常見類型之一，引起該故障的因素一般是通信設(shè)備或通信線路出現(xiàn)問題。通訊故障容易導(dǎo)致丟失數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)無法及時(shí)傳輸?shù)痊F(xiàn)象，繼而給測(cè)控系統(tǒng)監(jiān)控造成不利影響。②電源故障。測(cè)控系統(tǒng)需要穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)，電源故障容易造成系統(tǒng)電量供應(yīng)不穩(wěn)定或直接斷電。電源故障一般是由于供電電源設(shè)備故障、電路故障或電源線路故障等因素引起的。③傳感器故障。測(cè)控系統(tǒng)中的傳感器負(fù)責(zé)各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，傳感器一旦出現(xiàn)線路故障及損壞將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法正常使用，通常會(huì)導(dǎo)致大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失真。

3 儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)和恢復(fù)中的應(yīng)用

3.1 儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)中的應(yīng)用

儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障保護(hù)中具有廣泛應(yīng)用，可以通過搭建微網(wǎng)、提升快速響應(yīng)能力、提高電能利用率和保護(hù)電池壽命等策略，保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。

3.1.1 搭建微網(wǎng)系統(tǒng)

變電站的微網(wǎng)系統(tǒng)是通過儲(chǔ)能裝置和分布式電源相連接而成的，若主電網(wǎng)出現(xiàn)故障，微網(wǎng)可借助自動(dòng)控制性能連接可使用的電源至測(cè)控系統(tǒng)中，用以確保電力波動(dòng)不會(huì)給設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生影響，提供必要的電源促進(jìn)設(shè)備的正常運(yùn)行。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以將所收集到的多余電能儲(chǔ)存在電池等設(shè)備中，當(dāng)主網(wǎng)出現(xiàn)問題時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以確保連續(xù)供電，同時(shí)通過與可再生能源設(shè)備的結(jié)合，滿足當(dāng)?shù)氐挠秒娦枰?。在這個(gè)過程中，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為支持能源的儲(chǔ)備庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)電力的平衡和優(yōu)化調(diào)度，保障電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性。

3.1.2 提升快速響應(yīng)能力

在復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)中，如果缺少顆?；刂坪途珳?zhǔn)調(diào)度，容易出現(xiàn)電網(wǎng)頻率失調(diào)、電壓波動(dòng)等問題。儲(chǔ)能技術(shù)的快速響應(yīng)特性可以有效地解決這些問題。儲(chǔ)能技術(shù)具有快速響應(yīng)能力，在電網(wǎng)負(fù)荷瞬間增大或減小時(shí)，其可以迅速響應(yīng)并為測(cè)控系統(tǒng)提供電源。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)停電、瞬間過載、瞬間電壓均衡等問題時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可為測(cè)控系統(tǒng)提供保護(hù)，使之不會(huì)受到大電流及大電壓的影響，能夠保持正常運(yùn)行。

3.1.3 提高電能利用率

儲(chǔ)能技術(shù)可以在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)儲(chǔ)存多余的電能，待電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)再釋放電能，提高電能利用率。儲(chǔ)能系統(tǒng)的大功率和大容量等特性，能夠較好地防止電網(wǎng)瞬間負(fù)荷變化所帶來的電壓、電流、頻率等突變現(xiàn)象。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)通過儲(chǔ)存可再生能源電能，也可以大幅提高可再生能源的利用效率，從而減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴，降低溫室氣體排放。在實(shí)踐過程中，儲(chǔ)能設(shè)備可以根據(jù)用電需求，靈活地向變電站測(cè)控系統(tǒng)提供電源，提高了電能的利用率，減少了能源浪費(fèi)。若是瞬間改變電網(wǎng)的負(fù)荷，儲(chǔ)能設(shè)備可提供電能容量為測(cè)控系統(tǒng)的儲(chǔ)能提供保障，由此有效促進(jìn)電網(wǎng)負(fù)荷保持平衡。

3.1.4 保護(hù)電池壽命

在變電站測(cè)控系統(tǒng)中，可通過一系列電池管理策略來延長(zhǎng)電池的使用壽命。這些策略包括防止過度放電、過度充電、電池過熱等問題，也可以通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池狀態(tài)監(jiān)控和維護(hù)，同時(shí)通過對(duì)電池的使用進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)度，也能夠很好地保護(hù)電池的壽命。此外，儲(chǔ)能電池可通過有效管理充放電的周期，促進(jìn)服務(wù)周期延長(zhǎng)。測(cè)控系統(tǒng)在電池電量比閾值低的情況下，會(huì)自動(dòng)打開備用電源，使得電池減少使用，有效延長(zhǎng)使用壽命。

3.2 儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障恢復(fù)中的應(yīng)用

儲(chǔ)能技術(shù)在變電站測(cè)控系統(tǒng)故障恢復(fù)中具有重要意義，在實(shí)踐過程中通過提供備用電源、防止過電壓或過電流、保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方式，能夠?qū)ψ冸娬緶y(cè)控系統(tǒng)故障恢復(fù)起到關(guān)鍵作用。

3.2.1 提供備用電源

在變電站主電源出現(xiàn)故障的情況下，儲(chǔ)能設(shè)備可為其提供備用電源。借助充電系統(tǒng)為儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行充電，一旦主電源出現(xiàn)故障，儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)快速為其提供電能，保證測(cè)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，電網(wǎng)也可快速恢復(fù)至正常狀態(tài)。此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)還能夠?qū)Σ环€(wěn)定的電力系統(tǒng)進(jìn)行電力平衡。在電網(wǎng)負(fù)荷快速變化時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過短時(shí)間充放電等方式調(diào)整電力輸出，避免不穩(wěn)定因素對(duì)電力系統(tǒng)的影響。如此，儲(chǔ)能技術(shù)可以保障重要設(shè)備順利運(yùn)行，減少因突發(fā)事故而造成的損失。

3.2.2 輔助電源

在電力系統(tǒng)負(fù)荷快速上升或下降時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)電壓或電流的不穩(wěn)定狀況。而儲(chǔ)能技術(shù)可以通過充放電平衡電力系統(tǒng)的功率需求，在很大程度上避免了電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。由于儲(chǔ)能技術(shù)通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電速率，使得電力系統(tǒng)得以平衡電壓和電流的不穩(wěn)定狀況，減少因不穩(wěn)定狀況而引起的故障。具體來說，儲(chǔ)能作為輔助電源可以提供額外的電源容量，以支持變電站測(cè)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。儲(chǔ)能技術(shù)的主要功能包括平滑電壓和電流負(fù)荷、調(diào)節(jié)功率因數(shù)和振蕩抑制等。電網(wǎng)在峰值負(fù)荷時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可為其提供電源容量，而在輕負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)可將電能回饋給電網(wǎng)，促進(jìn)電能的高效利用。對(duì)測(cè)控系統(tǒng)而言，儲(chǔ)能輔助電源可促進(jìn)系統(tǒng)提升穩(wěn)定性，有效縮減成本。

3.2.3 防止過電壓或過電流

當(dāng)變電站測(cè)控系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓或過電流時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過充電的方式，將多余的電能儲(chǔ)存在電池中，調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的輸出電壓或輸出電流，從而達(dá)到防止過電壓或過電流的目的。在這種方式下，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)和補(bǔ)償，保護(hù)電力設(shè)備免受過載和損壞的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.4 保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

測(cè)控系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)非常重要，合理的數(shù)據(jù)有助于實(shí)現(xiàn)電力公司分析、電網(wǎng)系統(tǒng)各種參數(shù)計(jì)算。若其他電路出現(xiàn)故障或突然增加負(fù)載，很容易丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)。儲(chǔ)能系統(tǒng)則可為測(cè)控系統(tǒng)提供短暫的電源，一旦測(cè)控系統(tǒng)電網(wǎng)有任何突發(fā)情況，在儲(chǔ)能系統(tǒng)的電源供應(yīng)之下可保障不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)提供了備用電源，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可以繼續(xù)正常工作，并將數(shù)據(jù)保存到儲(chǔ)存器中。這使得數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)得到保障，當(dāng)電力系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)也能更加便捷地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障分析。同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以通過提供穩(wěn)定的電力，保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的穩(wěn)定性，防止數(shù)據(jù)因系統(tǒng)故障而遭遇損失。