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GB/T 36548-2018《电化学储能系统接入电网测试规范》

作者:中国储能网新闻中心 来源:储能标准化信息 发布时间:2021-03-12 浏览:
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标准解读

GB/T 36548-2018《电化学储能系统接入电网测试规范》

许守平

中国电力科学研究院有限公司、新能源与储能运行控制国家重点实验室

摘要:《电化学储能系统接入电网测试规范》是电化学储能系统接入电网测试的依据,自实施以来,受到了行业内的广泛关注。本文从标准的编制背景、编制原则、标准的结构和内容等出发,对标准的条文进行了详细解读,力求使相关人员更深刻准确地理解标准的内容,减少分歧,以便在实际工作中用好该标准,为储能系统的稳定可靠并网提供支撑。

1.编制背景

随着国民经济的发展,储能系统已被视为电力生产过程中的一个重要组成部分。电力系统中引入储能环节后,可以有效地进行需求侧管理,削峰平谷,平滑负荷,可以更有效的利用电力设备,降低供电成本,还可以促进可再生能源的应用,同时也是提高电力系统运行稳定性、调整频率的一种手段。所以,采用储能技术对全球能源互联网的建设具有重大的战略意义。根据《国家标准委2015年第一批国家标准制修订计划》(国标委综合[2015] 30号)要求,中国电力科学研究院牵头开展了国家标准《电化学储能系统接入电网测试规范》的编制工作。历经多次调研、讨论和反复修改,于2018年7月13日发布, 2019年2月1日开始正式实施。该标准和GB36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》相辅相承,互相补充。

2.编制原则

标准编制的主要原则是遵守现有的相关法律、条例、标准和导则等,兼顾电网运行和储能系统技术发展的要求,在保证测试过程中,不会对电网稳定运行造成不利影响的前提下,尽可能发挥储能对电网的支撑作用。标准编制过程中,查阅了大量的国内外相关标准资料,借鉴了新能源、分布式电源以及微网等接入电网测试方法,充分考虑和结合储能系统的特点,并结合国网公司风光储输示范工程、格尔木时代新能源光储电站等储能电站的实际运行数据、新能源与储能运行控制国家重点实验室试验数据以及国家电网储能项目相关研究成果等,最大范围内征求了行业内设备厂商、集成商、电站运营商、电网公司、发电公司等专业人士的意见和建议,反复推敲,力求通俗易懂,尽量使标准内容和条文便于理解、引用和实施。该标准的制定适应我国储能系统大规模并网运行的实际需要,为我国储能产业的规范化发展和保障电网的安全稳定运行提供了支撑。

3.内容解读

3.1 前言

标准的前言主要规定了标准所依据的起草规则、提出和归口信息、起草单位和起草人。该标准主要依据GB/T 1.1-2009的要求进行编制,标准的结构框架、格式、表述均符合GB/T 1.1的要求。标准的归口单位为全国电力储能标准化技术委员会,标准解释单位也为全国电力储能标准化技术委员会。

3.2 范围

标准的范围与GB36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》等其他储能国标保持一致,主要规定了标准的主要内容和标准的适用对象,适用对象限定在额定功率100kW及以上且储能时间不低于15min的电化学储能系统,主要考虑当时的储能系统发展水平、储能系统规模且和储能用于调频的需求区分开。

3.3 规范性引用文件

本标准在编写时参考了现行相关国家标准。对储能系统接入点设备的绝缘强度参考GB 50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定;接入点各回路交直流电缆绝缘参考GB/T 12706.1《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆》和GB/T 12706.2 《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件第2部分:额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆》的规定;对于电能质量性能测试参考了GB/T 14549 《电能质量公用电网谐波》、GB/T 15543 《电能质量三相电压不平衡》和GB/T 24337 《电能质量公用电网间谐波》。标准的引用均未注明日期,以对应标准的最新版本为准。

3.4 术语和定义

本标准重新定义了2个术语,对于已发布的储能标准中的术语和定义,本标准没有重复列举,而是选择了直接引用,这样避免了重复,减少了篇幅。

3.5 总则

总则主要规定了储能系统并网测试前的准备要求,包括制定测试方案、安全措施、已完成系统整体调试等,同时也对测试项目、测试设备和测试结果进行了相应的说明。

3.6 测试条件

测试条件主要对基本条件和环境条件两个方面给出了具体要求。

环境条件对环境温度、环境湿度和气压做出的规定,开展实验室检测时应在实验室环境条件满足本标准给出的要求时检测数据才有效。

基本条件对电化学储能系统的防雷接地装置、接入点设备的绝缘强度和耐压以及接入点电网的电能质量等进行了规定。具体参照的标准如表1所示。

3.7 测试设备

标准对电压传感器和电流传感器给出满量程下0.5级(电能质量测量时要求0.2级)的测量精度要求,对电能表和数据采集装置给出了0.2级的要求,根据目前的测量装置技术水平较容易达到该要求。其中数据采集装置达到0.2级精度是指,数据采集装置的测量采集通道整体达到0.2级精度。

模拟电网装置是为了模拟电网实现电网电压、频率和相位等功能的装置。针对电网异常响应等检测项目,需要将被测设备与模拟电网装置连接,为了降低模拟电网对检测结果的影响,对模拟电网输出电能质量给出了高于公共电网国家标准的限制要求。规定了“具有在一个周波内进行±0.1%额定频率fN的调节能力”和“具有在一个周波内进行±1%额定电压UN的调节能力”是为了在测量被测设备的电网适应性时能精确的调节电压和频率,提高测量的准确性。

电网故障模拟发生装置主要为了进行被测设备的低电压穿越和高电压穿越能力,且实现方式不再限定无源或者有源方式,以能方便灵活快速准确实现测试目的为首要考虑条件。

3.8测试项目及方法

3.8.1电网适应性测试

电网适应性测试主要进行频率适应性测试、电压适应性测试和电能质量适应性测试,电网适应性测试均采用模拟电网装置进行测试。考虑到储能系统具有充电和放电两种状态,在进行电网适应性测试时,需要两种状态均进行测试。

测试时,考虑到模拟电网装置的精度,测试电压值选定时考虑了1%标称电压的误差范围,测试频率值选定时考虑了0.01Hz的误差范围。这样可以保证测试顺利进行,但会有一定的测试误差。

频率适应性测试时,首先测试被测设备在49.5Hz~50.2Hz内是否能稳定运行,如果有跳闸现象,表明被测设备无法正常运行,应停止测试。对于接入380V电压等级电网的储能系统,需要测试49.3Hz~49.5Hz、50.2Hz~50.5Hz范围内被测设备的运行状态及相应动作频率、动作时间等。对于接入10(6)kV及以上电压等级接入电网的储能系统,需要测试48.0Hz~49.5Hz、50.2Hz~50.5Hz范围内以及大于50.5Hz和小于48.0Hz时,被测设备的运行状态及相应动作频率、动作时间等。

电压适应性测试时,首先测试被测设备在拟接入电网标称电压的86%~109%范围内是否能稳定运行,如果有跳闸现象,表明被测设备无法正常运行,应停止测试。测试拟接入电网标称电压的85%以下及110%电压时的运行状态及相应动作电压、动作时间。

电能质量适应性测试主要为了测试被测设备在拟接入电网的电能质量较差的情况下,是否能正常运行。测试在电网的谐波值、三相电压不平衡度、间谐波值分别至GB/T 14549、GB/T 15543和GB/T 24337中要求的最大限值时,被测设备是否能正常运行。测试时,可以同时进行设定三个测试项目的最大限值,也可以分别进行设置。

3.8.2功率控制测试

功率控制测试包括有功功率控制测试、无功功率调节能力检测和功率因数调节能力测试,目的是为了检测储能系统并网运行时,输出有功功率能力和控制性能以及输出无功功率能力和控制特性,以确认这些特性是否能够满足电力系统调度要求。

有功功率调节能力测试时,按照升功率和降功率两种模式进行测试。

无功功率调节能力测试时,按照充电和放电模式两种模式进行测试,测试前要根据现场区域电网的实际情况进行,在保证电网的安全稳定运行的条件下完成测试;若区域电网不允许无功功率测试,要和委托方进行协调。

功率因数调节能力和过载能力测试时,按照充电和放电模式两种模式进行测试,测试前也要和委托方充分沟通,在确保现场满足要求时方可进行;其中过载能力是通过功率提出的,测试时可通过增加负载与调节储能变流器相结合的方式实现。

3.8.3 低电压穿越和高电压穿越测试

低电压穿越与高电压穿越测试要和电压适应性测试区分开,测试时也按照充电和放电两种模式进行,在保证储能系统各项指标不越限的情况下进行,先进行空载测试,确保空载测试结果合格后,方可进行带载试验,带载一般分为轻载和重载两种情况。

低电压穿越测试中,三相对称电压跌落必测,线路不对称故障类型如表2所示,测试时选择其一进行测试即可。

3.8.4 电能质量测试

考虑储能系统在并网运行时对电网的影响,且由于在充电和放电时储能变流器的控制策略不同会导致并网点电能质量的不一样,所以在充电和放电状态分别测试。测试方法按照GB/T 15543、 GB/T 14549和 GB/T 24337分别测试。

考虑到储能系统通过储能变流器接入电网,会产生直流分量,直流分流测试时按储能系统额定电流的33%、66%和100%分别测试,目的是为了尽可能全面的检测储能系统的直流分量。

3.8.5 保护功能测试

涉网保护功能测试参照DL/T 995的规定进行系统的涉网保护测试。

非计划孤岛保护性能检测是针对并网型储能系统和并离网型储能系统在并网运行状态下的保护功能检测,在开展检测时应将并离网型储能变流器的并离网切换功能屏蔽。

3.8.6 充放电时间测试

充放电时间测试主要包括充放电响应时间测试、充放电调节时间测试和充放电转换时间测试,测试时均分别对充电和放电两种模式下分别进行,均在热备用状态下下达控制指令,测量3次,取最大值。

3.8.7 额定能量和额定功率能量转换效率测试

储能系统额定能量分为充电额定能量和放电额定能量,测试时被测设备应处于稳定运行状态,放电终止条件和充电终止条件宜采用电压、电流和温度等参数,但测试中终止条件应唯一且与实际使用时保持一致,这样可以保证测试结果的唯一性和公正性。测试时,考虑储能系统的辅助能耗,使得测试结果更为准确。

储能系统能量转换效率采用同循环过程中的额定放电能量和额定充电能量的比值计算,效率取3次的平均值。

3.8.8 通信测试

通信测试主要进行通信保护、状态和参数的核定测试。核定的参数包括但不限于电气模拟量、能量、荷电状态、状态量等信息以及并网调度要求的其他信息。

4.   结语

综上所述,本文从编制背景、编制原则和标准内容等方面对标准GB/T 36548-2018《电化学储能系统接入电网测试规范》进行了全面解读。GB/T 36548-2018《电化学储能系统接入电网测试规范》与GB/T 36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》作为储能并网的两大标准,存在着很大的关联关系,相互支撑。为了更好的准确理解标准,还应该和GBT 36558-2018 《电力系统电化学储能系统通用技术条件》等其他储能标准相结合起来一起使用和解读。作为测试规范,在测试过程中要根据现场的实际情况进行灵活应用,以求为储能实际使用做好服务,也希望各位同仁能在标准使用中发现问题,提出合理建议,推动储能标准更加合理规范,共同推进储能行业的发展。

关键字:储能标准

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