大型商业综合体改建项目配电应用

在北京工程勘察设计协会主办的2023年度北京市优秀工程勘察设计成果评价中，维拓设计项目获评北京市成果28项，一等成果5项，二等成果11项，三等成果12项。其中北京昌平大型旅游商业文化综合体项目改建工程电气设计（智慧储能应用）荣获建筑电气专项设计一等成果评价。

随着我国经济的高速增长，大型商业综合体的负荷峰谷差逐渐增大，配电线路也日趋复杂，传统的调节手段已难以完全满足大型商业综合体的电力系统调控的需要，而储能电站技术作为一种全新的调节手段，已经成为支持大型商业综合体电力系统运营管理的选择之一。

本项目改建工程位于北京市昌平区，设置三座变电所。因临近八达岭长城景区，计划将本项目升级改造。

改造前本项目存在如下问题：餐饮少、娱乐少、体验业态少、无影院、无超市、客流量低，整体商业运营状况失去活力。现状变压器容量不足，就近的上级开闭站无富裕容量，如增容需由较远处上级电源供给。

本次改造需求：商业业态调整，增加餐饮、娱乐体验业态、影院及超市等，且地下车库要预留一定数量的电动汽车充电桩，新增用电负荷较大。

Part 01  配电方案

因上级电源容量无富余，如何解决用电负荷缺口是十分关键的问题。经过对负荷的分析，本项目新增用电量较大的负荷比如餐饮、娱乐体验、超市等均为周期性很强的负荷，用电高峰集中在白天，尤其餐饮负荷，一般用电时段集中在中午和晚上。

我们想到 采用储能设施进行消峰增益，也符合国家提出的碳中和、碳达峰策略的要求，但是大型储能电站在地产行业应用不多，尤其是大型公建改造项目，对于其设备安全隐患、供电潮流计算、配电柜母线改造以及储能电站运行策略等都需要详细的方案论证。

▲ 供配电方案比选

通过上述方案比选本项目采用方案三智慧储能作为用电高峰期供电系统微扩容方案，提升了地产改造行业创新能力，既降低了投入成本又节能环保，减少碳排放。

Part 02  站址选择

本项目储能系统直接面向商业应用场景，坐落在人员或设备密集区。相比于变压器等电气设备，储能系统发生起火爆炸的概率大，且由于储能本体特殊的化学性能特性，火灾事故容易扩展，其对安全性有更高要求，因此在土建设计阶段应予以充分考虑。

基于火灾危险性考虑，本项目将储能电站 设置于室外绿地，同时可以 避免对原有土建结构大拆大改、节约施工周期和项目成本。

▲ 储能电站室外站址

Part 03  运营策略和潮流分析

储能电站常见充放电模式包括：两充两放(谷充峰放，平充峰放）、一充一放(谷充峰放）和一充两放(谷充，峰放、平放）。考虑新增用电负荷特性为用电高峰集中，一充一放更加贴合负荷特性，兼顾到储能电站安全性及使用寿命，本项目充放电模式 最终选择为一充一放。

针对本项目实际负荷情况，利用ETAP软件对单段母线进行建模仿真，分析变压器和储能电站在正常运行和短路故障时原有母线的具体情况，最终得出结果原有母线可 不做更换，节材节能。

▲ 潮流分析

▲ 充放模式

Part 04  电气主接线

本次改造项目采用储能电站系统容量为2MW/8MWh，以500kW/2MWh为1个储能单元，每个500kW/2MWh储能单元由1台双向储能变流器PCS带隔离变装置和1套500kW/2MWh的储能子系统组成，共4个储能单元。储能电站以交流380V接入低压配电系统，接入点为B座变电所两台变压器TD1和变压器TD2 低压侧。

▲ 主接线图和平面布置

Part 05  经济效益

储能电站在峰谷电价差较大（≥0.8元/kWh）的区域设置，经济效益相对显著，另外随着电池性能提升和价格的下降，成本回收期会更短，净收益持续期会更长。且设置储能电站后，供电系统更加可靠。电力现货交易市场放开后，电力商品属性更加突显，高峰电价将更高，低谷电价更低，用户峰谷电价差进一步拉大，通过储能调节峰谷购电负荷，节约用户电费更多。特别是改造项目，当外电源扩容困难的情况下，这也是一个节约投资、产生经济效益的新思路。

Part 06  社会效益

一方面智慧储能具有能量时序调节作用，具有削峰填谷重要特性，在一定程度上实现电力供需的分离，改变传统大型商业综合体开业即用电高峰的瞬时性特点；另一方面，智慧储能具有灵活性、精准性和安全性等特点，对提升电能质量、保证电网安全运行、绿色环保、节能减排等方面起着重要的作用；本项目为新型储能全面市场化、多元化发展，起到积极推动作用。本项目通过储能微扩容盘活了一个商业综合体，带动了周边区域的经济发展，为当地老百姓及旅游人群提供了交互式娱乐体验中心，其配电系统的可靠性、环保性、经济性等起到了至关重要的作用。

▲ 实景照片

项目名称：北京昌平大型旅游商业文化综合体项目改建工程电气设计（智慧储能应用）

荣获奖项：2023年度北京市优秀工程勘察设计成果评价建筑电气专项设计一等成果评价

设计单位：北京维拓时代建筑设计股份

　　　　　有限公司

设计人员：杨　玺、汪　海、杨春丽

　　　　　庞灵章、孙　闯、王　高

项目地址：北京市昌平区

建设单位：北京乐多港发展有限公司

储能单位：北京京能科技有限公司