標(biāo)準(zhǔn)解讀
GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》
許守平
中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》
許守平
中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要:《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試的依據(jù),自實(shí)施以來(lái),受到了行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。本文從標(biāo)準(zhǔn)的編制背景、編制原則、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容等出發(fā),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的條文進(jìn)行了詳細(xì)解讀,力求使相關(guān)人員更深刻準(zhǔn)確地理解標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,減少分歧,以便在實(shí)際工作中用好該標(biāo)準(zhǔn),為儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠并網(wǎng)提供支撐。
1.編制背景
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,儲(chǔ)能系統(tǒng)已被視為電力生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分。電力系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)后,可以有效地進(jìn)行需求側(cè)管理,削峰平谷,平滑負(fù)荷,可以更有效的利用電力設(shè)備,降低供電成本,還可以促進(jìn)可再生能源的應(yīng)用,同時(shí)也是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率的一種手段。所以,采用儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)具有重大的戰(zhàn)略意義。根據(jù)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委2015年第一批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃》(國(guó)標(biāo)委綜合[2015] 30號(hào))要求,中國(guó)電力科學(xué)研究院牽頭開(kāi)展了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》的編制工作。歷經(jīng)多次調(diào)研、討論和反復(fù)修改,于2018年7月13日發(fā)布, 2019年2月1日開(kāi)始正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)和GB36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》相輔相承,互相補(bǔ)充。
2.編制原則
標(biāo)準(zhǔn)編制的主要原則是遵守現(xiàn)有的相關(guān)法律、條例、標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則等,兼顧電網(wǎng)運(yùn)行和儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的要求,在保證測(cè)試過(guò)程中,不會(huì)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響的前提下,盡可能發(fā)揮儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)的支撐作用。標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程中,查閱了大量的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料,借鑒了新能源、分布式電源以及微網(wǎng)等接入電網(wǎng)測(cè)試方法,充分考慮和結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的特點(diǎn),并結(jié)合國(guó)網(wǎng)公司風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程、格爾木時(shí)代新能源光儲(chǔ)電站等儲(chǔ)能電站的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)、新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及國(guó)家電網(wǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目相關(guān)研究成果等,最大范圍內(nèi)征求了行業(yè)內(nèi)設(shè)備廠(chǎng)商、集成商、電站運(yùn)營(yíng)商、電網(wǎng)公司、發(fā)電公司等專(zhuān)業(yè)人士的意見(jiàn)和建議,反復(fù)推敲,力求通俗易懂,盡量使標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和條文便于理解、引用和實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)的制定適應(yīng)我國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際需要,為我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化發(fā)展和保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了支撐。
3.內(nèi)容解讀
3.1 前言
標(biāo)準(zhǔn)的前言主要規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的起草規(guī)則、提出和歸口信息、起草單位和起草人。該標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)GB/T 1.1-2009的要求進(jìn)行編制,標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)框架、格式、表述均符合GB/T 1.1的要求。標(biāo)準(zhǔn)的歸口單位為全國(guó)電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),標(biāo)準(zhǔn)解釋單位也為全國(guó)電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。
3.2 范圍
標(biāo)準(zhǔn)的范圍與GB36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等其他儲(chǔ)能?chē)?guó)標(biāo)保持一致,主要規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)的適用對(duì)象,適用對(duì)象限定在額定功率100kW及以上且儲(chǔ)能時(shí)間不低于15min的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng),主要考慮當(dāng)時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展水平、儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模且和儲(chǔ)能用于調(diào)頻的需求區(qū)分開(kāi)。
3.3 規(guī)范性引用文件
本標(biāo)準(zhǔn)在編寫(xiě)時(shí)參考了現(xiàn)行相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入點(diǎn)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度參考GB 50150《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定;接入點(diǎn)各回路交直流電纜絕緣參考GB/T 12706.1《額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第1部分:額定電壓1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)電纜》和GB/T 12706.2 《額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第2部分:額定電壓6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)電纜》的規(guī)定;對(duì)于電能質(zhì)量性能測(cè)試參考了GB/T 14549 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》、GB/T 15543 《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》和GB/T 24337 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波》。標(biāo)準(zhǔn)的引用均未注明日期,以對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本為準(zhǔn)。
3.4 術(shù)語(yǔ)和定義
本標(biāo)準(zhǔn)重新定義了2個(gè)術(shù)語(yǔ),對(duì)于已發(fā)布的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)和定義,本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有重復(fù)列舉,而是選擇了直接引用,這樣避免了重復(fù),減少了篇幅。
3.5 總則
總則主要規(guī)定了儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)測(cè)試前的準(zhǔn)備要求,包括制定測(cè)試方案、安全措施、已完成系統(tǒng)整體調(diào)試等,同時(shí)也對(duì)測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試設(shè)備和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了相應(yīng)的說(shuō)明。
3.6 測(cè)試條件
測(cè)試條件主要對(duì)基本條件和環(huán)境條件兩個(gè)方面給出了具體要求。
環(huán)境條件對(duì)環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和氣壓做出的規(guī)定,開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)時(shí)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件滿(mǎn)足本標(biāo)準(zhǔn)給出的要求時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)才有效。
基本條件對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的防雷接地裝置、接入點(diǎn)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度和耐壓以及接入點(diǎn)電網(wǎng)的電能質(zhì)量等進(jìn)行了規(guī)定。具體參照的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
3.7 測(cè)試設(shè)備
標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓傳感器和電流傳感器給出滿(mǎn)量程下0.5級(jí)(電能質(zhì)量測(cè)量時(shí)要求0.2級(jí))的測(cè)量精度要求,對(duì)電能表和數(shù)據(jù)采集裝置給出了0.2級(jí)的要求,根據(jù)目前的測(cè)量裝置技術(shù)水平較容易達(dá)到該要求。其中數(shù)據(jù)采集裝置達(dá)到0.2級(jí)精度是指,數(shù)據(jù)采集裝置的測(cè)量采集通道整體達(dá)到0.2級(jí)精度。
模擬電網(wǎng)裝置是為了模擬電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓、頻率和相位等功能的裝置。針對(duì)電網(wǎng)異常響應(yīng)等檢測(cè)項(xiàng)目,需要將被測(cè)設(shè)備與模擬電網(wǎng)裝置連接,為了降低模擬電網(wǎng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,對(duì)模擬電網(wǎng)輸出電能質(zhì)量給出了高于公共電網(wǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的限制要求。規(guī)定了“具有在一個(gè)周波內(nèi)進(jìn)行±0.1%額定頻率fN的調(diào)節(jié)能力”和“具有在一個(gè)周波內(nèi)進(jìn)行±1%額定電壓UN的調(diào)節(jié)能力”是為了在測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電網(wǎng)適應(yīng)性時(shí)能精確的調(diào)節(jié)電壓和頻率,提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置主要為了進(jìn)行被測(cè)設(shè)備的低電壓穿越和高電壓穿越能力,且實(shí)現(xiàn)方式不再限定無(wú)源或者有源方式,以能方便靈活快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)測(cè)試目的為首要考慮條件。
3.8測(cè)試項(xiàng)目及方法
3.8.1電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試
電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試主要進(jìn)行頻率適應(yīng)性測(cè)試、電壓適應(yīng)性測(cè)試和電能質(zhì)量適應(yīng)性測(cè)試,電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試均采用模擬電網(wǎng)裝置進(jìn)行測(cè)試??紤]到儲(chǔ)能系統(tǒng)具有充電和放電兩種狀態(tài),在進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試時(shí),需要兩種狀態(tài)均進(jìn)行測(cè)試。
測(cè)試時(shí),考慮到模擬電網(wǎng)裝置的精度,測(cè)試電壓值選定時(shí)考慮了1%標(biāo)稱(chēng)電壓的誤差范圍,測(cè)試頻率值選定時(shí)考慮了0.01Hz的誤差范圍。這樣可以保證測(cè)試順利進(jìn)行,但會(huì)有一定的測(cè)試誤差。
頻率適應(yīng)性測(cè)試時(shí),首先測(cè)試被測(cè)設(shè)備在49.5Hz~50.2Hz內(nèi)是否能穩(wěn)定運(yùn)行,如果有跳閘現(xiàn)象,表明被測(cè)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行,應(yīng)停止測(cè)試。對(duì)于接入380V電壓等級(jí)電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng),需要測(cè)試49.3Hz~49.5Hz、50.2Hz~50.5Hz范圍內(nèi)被測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及相應(yīng)動(dòng)作頻率、動(dòng)作時(shí)間等。對(duì)于接入10(6)kV及以上電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng),需要測(cè)試48.0Hz~49.5Hz、50.2Hz~50.5Hz范圍內(nèi)以及大于50.5Hz和小于48.0Hz時(shí),被測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及相應(yīng)動(dòng)作頻率、動(dòng)作時(shí)間等。
電壓適應(yīng)性測(cè)試時(shí),首先測(cè)試被測(cè)設(shè)備在擬接入電網(wǎng)標(biāo)稱(chēng)電壓的86%~109%范圍內(nèi)是否能穩(wěn)定運(yùn)行,如果有跳閘現(xiàn)象,表明被測(cè)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行,應(yīng)停止測(cè)試。測(cè)試擬接入電網(wǎng)標(biāo)稱(chēng)電壓的85%以下及110%電壓時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)及相應(yīng)動(dòng)作電壓、動(dòng)作時(shí)間。
電能質(zhì)量適應(yīng)性測(cè)試主要為了測(cè)試被測(cè)設(shè)備在擬接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量較差的情況下,是否能正常運(yùn)行。測(cè)試在電網(wǎng)的諧波值、三相電壓不平衡度、間諧波值分別至GB/T 14549、GB/T 15543和GB/T 24337中要求的最大限值時(shí),被測(cè)設(shè)備是否能正常運(yùn)行。測(cè)試時(shí),可以同時(shí)進(jìn)行設(shè)定三個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的最大限值,也可以分別進(jìn)行設(shè)置。
3.8.2功率控制測(cè)試
功率控制測(cè)試包括有功功率控制測(cè)試、無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力檢測(cè)和功率因數(shù)調(diào)節(jié)能力測(cè)試,目的是為了檢測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),輸出有功功率能力和控制性能以及輸出無(wú)功功率能力和控制特性,以確認(rèn)這些特性是否能夠滿(mǎn)足電力系統(tǒng)調(diào)度要求。
有功功率調(diào)節(jié)能力測(cè)試時(shí),按照升功率和降功率兩種模式進(jìn)行測(cè)試。
無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力測(cè)試時(shí),按照充電和放電模式兩種模式進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試前要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行,在保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的條件下完成測(cè)試;若區(qū)域電網(wǎng)不允許無(wú)功功率測(cè)試,要和委托方進(jìn)行協(xié)調(diào)。
功率因數(shù)調(diào)節(jié)能力和過(guò)載能力測(cè)試時(shí),按照充電和放電模式兩種模式進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試前也要和委托方充分溝通,在確保現(xiàn)場(chǎng)滿(mǎn)足要求時(shí)方可進(jìn)行;其中過(guò)載能力是通過(guò)功率提出的,測(cè)試時(shí)可通過(guò)增加負(fù)載與調(diào)節(jié)儲(chǔ)能變流器相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。
3.8.3 低電壓穿越和高電壓穿越測(cè)試
低電壓穿越與高電壓穿越測(cè)試要和電壓適應(yīng)性測(cè)試區(qū)分開(kāi),測(cè)試時(shí)也按照充電和放電兩種模式進(jìn)行,在保證儲(chǔ)能系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)不越限的情況下進(jìn)行,先進(jìn)行空載測(cè)試,確??蛰d測(cè)試結(jié)果合格后,方可進(jìn)行帶載試驗(yàn),帶載一般分為輕載和重載兩種情況。
低電壓穿越測(cè)試中,三相對(duì)稱(chēng)電壓跌落必測(cè),線(xiàn)路不對(duì)稱(chēng)故障類(lèi)型如表2所示,測(cè)試時(shí)選擇其一進(jìn)行測(cè)試即可。
3.8.4 電能質(zhì)量測(cè)試
考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響,且由于在充電和放電時(shí)儲(chǔ)能變流器的控制策略不同會(huì)導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量的不一樣,所以在充電和放電狀態(tài)分別測(cè)試。測(cè)試方法按照GB/T 15543、 GB/T 14549和 GB/T 24337分別測(cè)試。
考慮到儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能變流器接入電網(wǎng),會(huì)產(chǎn)生直流分量,直流分流測(cè)試時(shí)按儲(chǔ)能系統(tǒng)額定電流的33%、66%和100%分別測(cè)試,目的是為了盡可能全面的檢測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的直流分量。
3.8.5 保護(hù)功能測(cè)試
涉網(wǎng)保護(hù)功能測(cè)試參照DL/T 995的規(guī)定進(jìn)行系統(tǒng)的涉網(wǎng)保護(hù)測(cè)試。
非計(jì)劃孤島保護(hù)性能檢測(cè)是針對(duì)并網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)和并離網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下的保護(hù)功能檢測(cè),在開(kāi)展檢測(cè)時(shí)應(yīng)將并離網(wǎng)型儲(chǔ)能變流器的并離網(wǎng)切換功能屏蔽。
3.8.6 充放電時(shí)間測(cè)試
充放電時(shí)間測(cè)試主要包括充放電響應(yīng)時(shí)間測(cè)試、充放電調(diào)節(jié)時(shí)間測(cè)試和充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間測(cè)試,測(cè)試時(shí)均分別對(duì)充電和放電兩種模式下分別進(jìn)行,均在熱備用狀態(tài)下下達(dá)控制指令,測(cè)量3次,取最大值。
3.8.7 額定能量和額定功率能量轉(zhuǎn)換效率測(cè)試
儲(chǔ)能系統(tǒng)額定能量分為充電額定能量和放電額定能量,測(cè)試時(shí)被測(cè)設(shè)備應(yīng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài),放電終止條件和充電終止條件宜采用電壓、電流和溫度等參數(shù),但測(cè)試中終止條件應(yīng)唯一且與實(shí)際使用時(shí)保持一致,這樣可以保證測(cè)試結(jié)果的唯一性和公正性。測(cè)試時(shí),考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的輔助能耗,使得測(cè)試結(jié)果更為準(zhǔn)確。
儲(chǔ)能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率采用同循環(huán)過(guò)程中的額定放電能量和額定充電能量的比值計(jì)算,效率取3次的平均值。
3.8.8 通信測(cè)試
通信測(cè)試主要進(jìn)行通信保護(hù)、狀態(tài)和參數(shù)的核定測(cè)試。核定的參數(shù)包括但不限于電氣模擬量、能量、荷電狀態(tài)、狀態(tài)量等信息以及并網(wǎng)調(diào)度要求的其他信息。
4. 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,本文從編制背景、編制原則和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容等方面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》進(jìn)行了全面解讀。GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》與GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》作為儲(chǔ)能并網(wǎng)的兩大標(biāo)準(zhǔn),存在著很大的關(guān)聯(lián)關(guān)系,相互支撐。為了更好的準(zhǔn)確理解標(biāo)準(zhǔn),還應(yīng)該和GBT 36558-2018 《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》等其他儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合起來(lái)一起使用和解讀。作為測(cè)試規(guī)范,在測(cè)試過(guò)程中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行靈活應(yīng)用,以求為儲(chǔ)能實(shí)際使用做好服務(wù),也希望各位同仁能在標(biāo)準(zhǔn)使用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出合理建議,推動(dòng)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)更加合理規(guī)范,共同推進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展。
原標(biāo)題:GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》