风光储电站二次设备功能整合与布置优化

风光储电站二次设备功能整合与布置优化

丁杨杨

协鑫绿能系统科技有限公司 江苏省苏州市 215000

摘要：随着可再生能源的快速发展和智能电网建设的不断推进，风光储电站作为新型电力系统的重要组成部分，其二次设备的功能整合与布置优化显得尤为重要。本文围绕风光储电站的二次设备，详细探讨了其功能整合与布置优化的必要性、方法、实现途径及经济效益。通过对站控层、间隔层、过程层设备的优化配置，网络结构及设备配置的优化，以及交直流一体化电源系统和智能辅助控制系统的整合，旨在提高风光储电站的集成度，减少设备配置数量，降低建设投资和运行维护费用，进一步推动风光储电站的可持续发展。

关键词：风光储电站；二次设备；功能整合；布置优化；智能电网

1.引言

风光储电站作为可再生能源的重要利用形式，其稳定运行和高效管理对于电力系统的安全和可持续发展具有重要意义。二次设备作为电站运行管理的核心，其功能整合与布置优化直接关系到电站的运行效率和经济效益。本文旨在研究风光储电站二次设备的功能整合与布置优化策略。

2.风光储电站二次设备概述

风光储电站的二次设备主要包括站控层设备、间隔层设备、过程层设备以及网络结构等。站控层设备负责全站的监控、控制和管理，是二次设备的核心；间隔层设备负责各间隔的监控和保护，是连接站控层和过程层的关键；过程层设备负责现场信号的采集和执行，是二次设备的基础。网络结构作为二次设备的重要组成部分，负责信息的传输和共享，对于提高电站的运行效率具有重要作用。

3.二次设备功能整合与布置优化的必要性

随着风光储电站的快速发展，传统的二次设备配置方式已经无法满足电站高效、安全、稳定运行的需求。对二次设备进行功能整合与布置优化，具有以下必要性：

3.1提高电站集成度

通过功能整合，可以将多个功能相似的设备集成到一个设备中，减少设备数量，提高电站集成度。

3.2简化接线

优化布置可以减少设备之间的连接线，降低故障率，提高电站可靠性。

3.3降低建设成本

优化配置可以减少设备配置数量，降低建设成本。

3.4提高运行效率

优化后的二次设备可以更好地满足电站运行需求，提高运行效率。

4.二次设备功能整合与优化需求分析

4.1电力系统规划与需求分析

风光储电站的接入电网需求是其成功运行的基础。在电力系统规划中，需要充分考虑风光储电站的接入容量、电力质量、频率响应等方面的要求。还需要对风光储电站的运行特点和需求进行深入分析，明确二次设备在能量存储、转换、调度控制等方面的具体需求。这有助于确保风光储电站能够安全、稳定地接入电网，并在需要时向电网提供可靠的电力支持。

4.2二次设备功能整合与优化潜在挑战

在二次设备功能整合与优化过程中，可能会面临不同功能模块之间的冲突和重复问题。这可能导致系统性能下降或资源浪费。需要对各功能模块之间的关系和互动进行深入分析，以避免功能冲突和重复。光储充电站作为电力系统的一部分，其二次设备的功能整合与优化必须考虑到系统的稳定性和安全性。这包括对设备运行参数的监测与调整、异常情况的处理与应对等方面的考虑，以确保光储充电站系统能够安全、稳定地运行[4]。

5.光储充电站二次设备功能整合与布置优化方案

5.1站控层设备优化配置方案

站控层设备是变电站自动化系统的核心，负责整个变电站的监控、控制和通信。在优化配置方案中，我们采用了高性能的站控层设备，并实现了站控层与间隔层、过程层之间的无缝对接。我们优化了站控层设备的软件功能，提高了其数据处理和通信能力。

5.2间隔层设备优化配置方

间隔层设备是连接站控层和过程层的关键环节，负责实现各间隔的监控、控制和保护。在优化配置方案中，我们采用了模块化设计的间隔层设备，并根据各间隔的特点进行了功能定制。我们优化了间隔层设备的通信接口和协议，提高了其通信效率和可靠性。

5.3过程层设备优化配置方案

过程层设备直接连接于一次设备，负责实现一次设备的监控、控制和保护。在优化配置方案中，我们采用了智能化的过程层设备，实现了对一次设备的实时监测和远程控制。我们优化了过程层设备的安装位置和布置方式，提高了其可靠性和可维护性

5.4网络结构及设备配置方案

网络结构是变电站自动化系统的重要组成部分，其稳定性和可靠性直接影响整个系统的运行效率。在优化配置方案中，我们采用了冗余设计的网络结构，并配置了高性能的网络设备。我们优化了网络协议和通信方式，提高了网络的稳定性和可靠性。

5.5交直流一体化电源系统配置方案

交直流一体化电源系统是变电站的重要组成部分，为整个系统提供稳定的电源支持。在优化配置方案中，我们采用了模块化设计的交直流一体化电源模块，并建立了统一站用电源管理平台。我们优化了电源系统的监控和报警功能，提高了其安全性和可靠性。

5.6智能辅助控制系统配置方案

智能辅助控制系统是变电站自动化系统的辅助部分，负责实现视频监控、技防报警、环境监测等功能。在优化配置方案中，我们采用了智能化的辅助控制设备，并实现了各系统之间的智能联动控制。我们优化了辅助控制系统的数据处理和分析能力，提高了其运行效率和可靠性。

5.7二次设备组柜及布置优化法

二次设备室内的屏柜实现按功能模块化组合设计，根据不同功能模块采用分区布置。二次设备的组柜和布置进行了优化，提高了设备的集成度和可靠性。通过采用一体化设计、模块化配置等方式，实现了二次设备的精简和优化。优化后的布置方案也降低了二次设备室的面积和成本。

6.创新点及经济效益分析

通过精简与优化二次设备组柜，我们显著提升了电站的集成度和运行效率，减少了设备数量并优化了组柜方案。我们实现了电站各系统间的信息一体化和高级应用，使得数据高度集成和共享，为更高级别的应用提供了坚实的数据支撑。我们还采用了一体化智能辅助控制系统，将多种辅助系统集成为一体，实现了智能化的辅助控制和管理。在电源系统设计上，我们采用交直流电源一体化设计，进一步增强了电源系统的稳定性和可靠性。这些举措共同提升了电站的整体性能和运行效率。

经过全面的优化整合，本工程在站控层设备、智能辅助控制系统、交直流电源系统、通信设备等关键领域实现了显著改进。通过构建独立的一体化监控模块设备，不仅大幅减少了二次盘柜的数量和二次设备室所需室内面积，降低了土建建筑物造价费用，还有效节省了土地资源。监控主机采用双套配置，集成了操作员、工程师工作站和数据服务器功能，既保证了运行的可靠性，又减少了设备投资。

7.结论与展望

本文系统分析了风光储电站二次设备的功能整合与布置优化问题，并提出了一系列有效的解决方案。通过多功能设备设计与优化、软硬件协同设计与优化、模块化设计、标准化与系列化、智能控制与优化调度以及仿真分析与验证等方法的应用，我们可以实现风光储电站二次设备的功能最大化整合和系统运行效率的提升。随着新能源技术的不断发展和能源转型的加速推进，风光储电站将发挥更加重要的作用。对风光储电站二次设备的功能整合与布置优化研究具有重要的理论和实践意义。我们将继续关注该领域的研究进展和技术发展，为风光储电站的建设和运行提供更加科学、高效和可靠的解决方案。

参考文献：

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[3] 考虑碳交易的综合能源系统在不同配置情景下的运行分析[J]. 亢朋朋;王啸天;陈铨艺;孙谊媊;郭小龙;宋朋飞;孙宏斌.智慧电力,2023(04)

[4] 新农村低碳社区综合能源建设典型案例分析[J]. 谢嘉城;杨奕晖;唐晨凯;陆磊;张阳玉;胡平天;陆羿帆.电力需求侧管理,2022(03)

[5] 分布式储能应用模式及优化配置综述[J]. 闫群民;穆佳豪;马永翔;王勇;孙阳阳.电力工程技术,2022(02)

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