储能电站配合升降压变压器在施工现场的应用

储能电站配合升降压变压器在施工现场的应用

郭进，符兵，程之余

中交二航局第二工程有限公司 528400

摘要：南中高速两处施工作业点因施工用电困难，用电方案选择上进行经济性分析对比，最终选择储能电站对现场施工进行供电。不仅可降本增效，更是响应国家碳排放、碳中和、碳达峰的号召要求。

关键词：储能电站 供电方案 经济效益 储能

1、引言

储能技术主要是指电能的储存。储存的能量可以用做应急能源，也可以用于在电网负荷低的时候储能，在电网高负荷的时候输出能量，用于削峰填谷，减轻电网波动。同时储能技术结合发电机可组合成一个微型储能电站，通过电化学电池或电磁能量存储介质进行可循环电能存储、转换及释放的设备系统。通过负载的大小控制发电机的开启和关闭时间，减小发电机空载运行时间，达到节能增效的目的。

2、工程概况

南沙至中山高速公路工程TJ03合同段，里程范围K6+710～K15+129.75，路线长8.42km，桥梁16座，互通立交2处。临时用电规划为平均每公里设置1台630KVA变压器，每台变压器覆盖半径为500m，负荷为10台冲击钻。现因为工期原因及河涌征地问题上浪涌河道未征地完成导致市电无法送达，上浪北路跨线桥约300米桩基（10台钻机）施工无法供电（图2-1）及16倾高架桥因为变压器已满负荷运转，新增10台钻机施工用电无法保障（图2-2）。

图2-1

图2-1

3、供电方案选择

3.1供电方案选择

3.1.1上浪北路跨线桥供电方案

根据临时用电规划上浪北路跨线桥用电采用K13+600处变压器供电，但因上浪涌河涌征地未完成，电缆无法通过河涌导致上浪北路跨线桥桩基施工无法用市电。统计上浪北路跨线桥缺电施工位置有约160根桩基需要钻孔施工，工期6个月，投入钻机10台（约750KW），桩基混凝土平均约150方/根，合计约24000方混凝土。根据本项目前期施工用电统计本项目钻孔桩施工每钻进一方耗电约40.8度，因此该位置钻孔施工需求电量约979200度。现针对该处钻机施工用电问题提出三个供电方案并对三个供电方案进行了分析对比如下：

根据分析可知租赁发电机或储能电站配合升降压变压器设备的方式可以最快投入使用，采用储能电站配合升降压变压器的成本最低。综合分析后本项目采用了储能电站配合升降压变压器的方式对上浪北路跨线桥进行施工供电。

3.1.2十六顷高架桥供电方案

根据临时用电规划十六顷高架桥用电采用K11+488处变压器供电，但因下浪涌征地未完成，电缆无法通过河涌导致十六顷高架桥桩基施工无法用市电。统计十六顷高架桥缺电施工位置有约60根桩基需要钻孔施工，工期4个月，投入钻机5台（约600KW，该位置1.8米桩径较多，所以采用钻机功率相对较大为120KW/台），桩基混凝土平均约150方/根，合计约9000方混凝土。根据本项目前期施工用电统计本项目钻孔桩施工每钻进一方耗电约40.8度，因此该位置钻孔施工需求电量约367200度。现针对该处钻机施工用电问题提出两个供电方案并对两个供电方案进行了分析对比如下：

根据分析可知采用储能电站供电成本最低。综合分析后本项目采用了储能电站方式对十六顷高架桥进行施工供电。

3.2储能电站供电图

3.2.1上浪北路跨线桥供电图

上浪北主要利用既有变压器配合一台1000KW储能电站使用，同时并入一台400KW发电机组防止电能不充足时配套临时对电网进行供电。

3.2.2十六顷高架桥供电图

十六顷高架因为没有市电接入，采用1台200KW储能电站、2台400KW发电机组配合使用，利用200KW储能电站对负载端用电需求进行分级调整。

3.2.3两种供电方式的区别

上浪北路主要利用既有市电对储能电站进行充能，储能电站1000KW功率对负载的峰值波动进行调整，并入400KW发电机组主要是防止市电系统对储能电站不能及时充能的补充措施。十六顷高价桥没有市电接入只能全靠储能电站进行供电，200KW储能电站对负载端用电需求进行实时监测对2台400KW发电机进行控制实现分级供电。

4、经济效益

4.1上浪北路储能电站实际使用成本

上浪北路市电提前接入，使用储能电站4.44个月，最终储能电站供电38.88万度。上浪北路储能电站施工成本如下：

根据分析可知采用储能电站最终发生成本53.86万元，根据实际使用时间和供电数量，该施工位置若果采用发电机组供电将多发生费用33.29万元，若采用市电将多发生费用22.19万元。

4.2十六顷高架桥储能电站实际使用成本

十六顷高架桥使用储能电站4.37个月，最终储能电站供电16.05万度。十六顷高架桥储能电站施工成本如下：

根据分析可知采用储能电站最终发生成本61.57万元，根据实际使用时间和供电数量，该施工位置若果采用发电机组供电将多发生费用10.14万元。

5、结束语

随着新能源技术和储能技术的发展成熟，在工程技术领域大有可为。储能技术配合发电机组的应用可根据用电负载调节功率输出解决了常规发电机空载或负载不足造成浪费的现象，同时可根据负载功率大小并入或减少多台发电机组以满足施工用电需求。

市电无法接通或工期紧市电不能及时接通等项目可推广应用。储能技术配合发电机组组合成储能电站在施工现场应用不仅可降本增效，更是响应国家碳排放、碳中和、碳达峰的号召要求。