前 言
在儲能系統(tǒng)高壓接入場景中，二次系統(tǒng)是保障設(shè)備安全運行、實現(xiàn)電網(wǎng)協(xié)同控制、完成數(shù)據(jù)監(jiān)測與交互的核心環(huán)節(jié)，其核心作用是“監(jiān)測、控制、保護、計量、通信”，下面介紹二次系統(tǒng)的主要組成及各部分作用。
一、保護系統(tǒng)
保護系統(tǒng)是二次系統(tǒng)的“安全防線”，用于在儲能設(shè)備或電網(wǎng)發(fā)生故障（如短路、過壓、過流等）時，快速切斷故障回路，避免設(shè)備損壞或故障擴大，保障人身和設(shè)備安全。
1. 儲能變流器（PCS）保護
包含過流保護、過壓/欠壓保護、過溫保護、孤島保護（核心，防止電網(wǎng)斷電后儲能系統(tǒng)獨立運行形成“孤島”，威脅檢修人員安全）、直流側(cè)短路保護等。能夠保護PCS自身及連接的電池簇，避免因電流、電壓異常或溫度過高損壞。
2. 升壓變壓器保護
包含差動保護（檢測變壓器高低壓側(cè)電流差，判斷內(nèi)部短路）、過流保護、過負荷保護、溫度保護等。能夠保護變壓器免受內(nèi)部故障或外部過流影響，確保高壓側(cè)與低壓側(cè)（儲能側(cè)）的安全隔離與能量傳輸。
3. 電池簇/電池艙保護
由電池管理系統(tǒng)（BMS）聯(lián)動，監(jiān)測電池單體/模組的電壓、溫度、絕緣狀態(tài)，觸發(fā)過壓、欠壓、過溫、絕緣故障保護，必要時切斷電池簇與PCS的連接。
二、監(jiān)控與控制系統(tǒng)
監(jiān)控與控制系統(tǒng)是二次系統(tǒng)的“中樞大腦”，負責實時采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)出控制指令，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的運行監(jiān)控和遠程操作。
1. 數(shù)據(jù)采集單元
采集一次設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、變壓器、PCS等）的狀態(tài)量（分合閘位置、告警信號）、模擬量（電壓、電流、功率、溫度、SOC等）。能夠將物理量轉(zhuǎn)化為電信號，為監(jiān)控系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。
2. 人機交互層
包含監(jiān)控屏幕、操作終端、后臺軟件，實時顯示系統(tǒng)運行參數(shù)（如充放電功率、電池SOC、設(shè)備狀態(tài)）、故障告警信息、歷史數(shù)據(jù)曲線等�？梢�讓運行人員直觀掌握系統(tǒng)狀態(tài)，支持手動操作（如遠程分合斷路器、啟停PCS）。
3. 控制執(zhí)行單元
接收監(jiān)控系統(tǒng)指令，驅(qū)動一次設(shè)備的操作機構(gòu)（如斷路器分合閘線圈、PCS啟停信號）。實現(xiàn)“遙控”功能，如根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令調(diào)節(jié)儲能充放電功率，或在故障時自動切斷設(shè)備。
三、計量系統(tǒng)
計量系統(tǒng)用于精確測量儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的能量交換（充電/放電電量），是電費結(jié)算、能效分析的依據(jù)，需滿足電網(wǎng)計量規(guī)范（如精度等級0.2S級）。
1. 關(guān)口計量表
安裝在儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的高壓側(cè)（通常為升壓變壓器高壓側(cè)），測量正向（儲能放電上網(wǎng)）、反向（儲能充電下網(wǎng)）電量，記錄電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)。作為與電網(wǎng)公司結(jié)算的法定計量依據(jù)。
2. 內(nèi)部計量表
安裝在PCS直流側(cè)、電池簇出口等位置，測量儲能系統(tǒng)內(nèi)部能量流動（如電池充放電量、PCS損耗）。用于系統(tǒng)能效分析、電池壽命評估等內(nèi)部管理。
四、通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)是二次系統(tǒng)的“神經(jīng)脈絡(luò)”，負責各設(shè)備間及系統(tǒng)與外部的信息傳輸，確保數(shù)據(jù)、指令的可靠交互。
1. 內(nèi)部通信
采用IEC 61850（數(shù)字化變電站標準）、Modbus、CAN總線等，實現(xiàn)PCS、BMS、保護裝置、監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互通。能夠保障系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)共享和協(xié)同控制（如BMS將SOC傳給PCS，PCS據(jù)此調(diào)節(jié)充放電功率）。
2. 外部通信
與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)（如調(diào)度自動化系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)EMS）通信，上傳儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)（功率、SOC），接收調(diào)度指令（如調(diào)峰、填谷指令）。采用光纖、以太網(wǎng)、4G/5G無線通信等，可以實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的協(xié)同運行，滿足電網(wǎng)對分布式電源的調(diào)控要求。
五、電源系統(tǒng)
二次系統(tǒng)自身需要穩(wěn)定的電源保障，確保保護、監(jiān)控等核心功能在一次系統(tǒng)失電時仍能正常工作。
1. 直流操作電源
通常為220V或110V直流系統(tǒng)，由蓄電池組、充電機、直流屏組成，為保護裝置、斷路器操作機構(gòu)、監(jiān)控系統(tǒng)提供電源。當一次系統(tǒng)失電時，蓄電池可維持供電（通常滿足2小時以上），確保保護裝置能正確動作、監(jiān)控系統(tǒng)能記錄故障信息。
2. UPS不間斷電源
為監(jiān)控主機、通信設(shè)備等敏感負荷提供穩(wěn)壓、不間斷供電，避免交流電源波動或中斷導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
六、總結(jié)
儲能系統(tǒng)高壓接入的二次系統(tǒng)通過“保護、監(jiān)控、計量、通信、電源”五大核心模塊，實現(xiàn)了儲能設(shè)備與電網(wǎng)的安全、可靠、協(xié)同運行，既是設(shè)備的“保護盾”，也是電網(wǎng)調(diào)度的“響應(yīng)終端”。 |
