天天看點

中國電工技術學會團體标準解讀:工商業儲能一體化櫃通用技術規範

中國電工技術學會團體标準解讀:工商業儲能一體化櫃通用技術規範

中國電工技術學會團體标準T/CES 241-2023《工商業儲能一體化櫃通用技術規範》由中國電工技術學會提出,國網江蘇綜合能源服務有限公司、國網上海能源網際網路研究院有限公司等機關起草編制完成。該标準規定了工商業儲能一體化櫃組成、使用條件、技術性能、安全性能以及試驗檢測方面技術要求。

1. 标準起草機關及主要起草人

(1)起草機關

國網江蘇綜合能源服務有限公司、國網上海能源網際網路研究院有限公司、國網南京綜合能源服務有限公司、南京南瑞繼保工程技術有限公司、珠海科創儲能科技有限公司、深圳市健網科技有限公司、上海采日能源科技有限公司、中電科(南京)儲能技術有限公司、江蘇省可再生能源行業協會、江蘇省儲能行業協會、上海聯輝雲電力科技有限公司、江蘇其厚智能電氣裝置有限公司。

(2)主要起草人

李響、王德順、周顯威、李躍龍、王甯、何劍、王駿、李永富、莊俊、周晨、薛金花、畢震宇、羅玉孫、施新春、姚剛、楊默、顧玙。

2. 标準制定背景

儲能是發展新型電力系統的重要組成,是目前國家重點培育的新業态。現階段,電力系統供需兩側波動性同時增大,對電網靈活性提出更高要求。儲能櫃調節靈活、響應速度快,可以解決使用者三相不平衡、無功等問題,是優質的靈活性資源。但目前使用者側儲能百花齊放,規格不一、品質不一,無序的建設、并網對電網的安全穩定運作也造成一定的威脅,亟需進行統一的标準進行指導、限制,推動各企業資源共享、充分協作、合理競争。

3. 标準主要内容

(1)範圍

本檔案規定了工商業儲能一體化櫃(以下簡稱“儲能櫃”)組成、使用條件、技術性能、安全性能以及試驗檢測的技術要求。本檔案适用于接入380V電網電壓等級的交流型儲能櫃,單櫃功率範圍為50kW~200kW,容量範圍為100kW·h~400kW·h,其他電壓等級、直流輸出的儲能櫃可參照執行。

(2)規範性引用檔案

本标準主要引用的檔案主要包括:

  • GB 2894 安全标志及其使用導則
  • GB/T 7251.1 低壓成套開關裝置和控制裝置
  • GB/T 12325 電能品質供電電壓偏差
  • GB/T 12326 電能品質 電壓波動和閃變
  • GB/T 14549 電能品質公用電網諧波
  • GB/T 15543 電能品質三相電壓不平衡
  • GB/T 20138 電器裝置外殼對外界機械碰撞的防護等級(IK代碼)
  • GB/T 34120 電化學儲能系統儲能變流器技術規範
  • GB/T 34131 電化學儲能電站用锂離子電池管理系統技術規範
  • GB/T 36276 電力儲能用锂離子電池
  • GB/T 36545 移動式電化學儲能系統技術要求
  • GB/T 36547 電化學儲能系統接入電網技術規定
  • GB/T 36558 電力系統電化學儲能系統通用技術條件
  • GB/T 50065 交流電氣裝置的接地設計規範
  • GB 50370 氣體滅火系統設計規範
  • GB 51048 電化學儲能電站設計規範
  • DL/T 448 電能計量裝置技術管理規定
  • DL/T 2528 電力儲能基本術語
  • T/CEC 168 移動式電化學儲能系統測試規程
  • T/CEC 373 預制艙式磷酸鐵锂電池儲能電站消防技術規範
  • Q/CSG 1204051 配電自動化系統安全防護技術規範

(3)術語及定義

主要包括儲能櫃、動态增容的定義。

3.1 儲能櫃 Energy storage cabinet

以磷酸鐵锂電池作為儲能的載體,包含櫃體、電池組單元、電池管理單元、儲能變流器、控制單元、消防單元、溫濕度管理單元于一體且具備在戶外場景靈活部署的系統。

3.2 動态增容 Dynamic capacity increase

一種提高配電網輸送能力的補償措施,通過動态改變儲能櫃有功功率、無功功率的輸出大小,實作台區容量臨時增額。

(4)總則

4.1 本檔案儲能系統采用儲能櫃的形式在現場進行部署。

4.2 本檔案儲能櫃一般包含櫃體、電池組單元、電池管理單元、儲能變流器、控制單元、消防單元、溫濕度管理單元,适用于使用者側戶外直接放置的儲能櫃。

(5)系統組成

5.1 一般規定

5.1.1 儲能櫃單櫃功率範圍一般為50kW~200kW,容量範圍一般為100kWh~400kWh;儲能櫃支援并機進行功率、容量的擴充。

5.1.2 儲能櫃宜采使用者外櫃內建的方式,系統外觀結構見附錄A。

5.1.3 儲能櫃應包括櫃體、電池組單元、電池管理單元、儲能變流器、控制單元、消防單元、溫濕度管理單元。

5.2 電池組單元

電池組單元應滿足以下要求:

a) 電池組單元應選用磷酸鐵锂電池,符合GB/T 36276電力儲能用锂離子電池的要求;

b) 電池單體和電池子產品循環壽命循環壽命應滿足GB/T36276的規定;

c) 電池組單元安全性能應符合GB/T36276的規定;

d) 電池管理系統技術要求應符合GB/T 34131的規定;

e) 按照GB/T 36548-2018中7.12的試驗方法,電池組單元能量轉換效率不應低于94%;

f) 電池子產品内溫度采集通道數宜不小于子產品内電池單體數量,子產品正負極處宜有溫度采集點。

5.3 儲能變流器

儲能變流器應滿足以下要求:

a) 儲能變流器設計、性能和功能要求應符合GB/T 34120的規定;

b) 儲能變流器宜采用單子產品、單級架構;

c) 儲能變流器無功輸出能力不低于100%;

d) 按照 GB/T 34133試驗方法,儲能變流器整流或逆變最大效率不低于98%(非隔離);

e) 按照 GB/T 34133試驗方法,儲能變流器空載損耗不超過額定功率的0.8%;

f) 按照GB/T 36545-2018振動測試方法,符合GB/T 2423.10-2019的要求。

5.4 控制單元

5.4.1 控制單元位于儲能櫃中,彙集電池組單元的通訊資訊、儲能變流器的通訊資訊、計量系統通訊資訊、消防系統通訊資訊、熱管理通訊資訊以及儲能櫃上級管理系統進行資訊互動的作用,儲能櫃通訊架構見附錄B。

5.4.2 電池組單元通訊内容

控制系統與電池組單元通訊内容應至少包含以下内容:

a) 簇資料資訊:SOC、簇電壓、簇電流、單體最高/低電壓、單體最高/低溫度;

b) 狀态資訊:電池簇輸出狀态,電池系統告警和故障資訊。

5.4.3 儲能變流器通訊内容

控制系統與儲能變流器通訊内容應至少包含以下内容:

a) 資料資訊:交流側包括電壓、電流、頻率、功率因數、有功功率、無功功率、視在功率,直流側包括電壓、電流、功率;

b) 狀态資訊:并離網狀态、系統故障告警和維護信号;

c) 控制資訊:啟停控制、功率控制、電壓和頻率控制。

5.4.4 計量系統通訊内容

控制系統與計量通訊内容應至少包含以下資料資訊:并網點的頻率、電壓、電流,注入電網的有功和無功、功率因數資料,以及正/反向有功電能、正反向無功電能。

5.4.5 消防系統通訊内容

控制系統與消防系統通訊内容應至少包含以下資料資訊:H2或CO等可瓦斯體ppm數值、溫度、煙霧、預警級别等狀态。

5.4.6 溫濕度控制系統通訊内容

控制系統與溫濕度控制系統通訊内容應至少包含以下資料資訊:櫃内環境溫度、櫃内環境濕度、工作電壓、工作電流、内外風機狀态、整機狀态。

5.4.7 上級管理系統通訊内容

接入電網的儲能櫃,應具有與上級管理系統的通訊功能,應記錄但不限于以下資訊:

a) 電氣模拟量:并網點的頻率、電壓、電流,注入電網的有功和無功、功率因數、電能品質資料;

b) 電能量:可充/可放電量、上網電量、下網電量等;

c) 狀态量:并網點開斷裝置狀态、充放電狀态、荷電狀态等信号;

d) 其他資訊:儲能櫃功率/容量等。

5.5 櫃體

5.5.1 儲能櫃的櫃體外觀應滿足以下要求:

a) 櫃體各焊接部位牢固、焊縫均勻,無漏焊、咬邊、氣孔、飛濺等缺陷;

b) 櫃體外部油漆表面光滑、平整、顔色均勻,無流挂、漏底、針孔等缺陷;

c) 櫃體表面具有防腐蝕鍍層或塗層,防腐等級滿足C4 及以上。

5.5.2 儲能櫃應至少滿足IP54的防護等級。

5.5.3 櫃體外殼上應有醒目安全辨別,包括接地辨別、當心觸電、嚴禁煙火、禁止帶電操作等。

5.5.4 櫃體外殼上應有銘牌資訊,包括但不限于:電池組單元參數、裝置額定功率/額定容量、投運日期、制造商等。

5.6 消防設施

儲能櫃的消防安全要求應符合以下規定:

a) 儲能櫃應配備自動滅火裝置;

b) 儲能櫃應配備可瓦斯體監測和煙感探測;

c) 消防媒體宜選用全氟己酮或七氟丙烷;

d) 儲能櫃消防設施最小保護單元宜為電池子產品,每個電池子產品可單獨配置滅火媒體噴頭或探火管。

5.7 其他輔助設施

5.7.1 儲能櫃應具備熱管理措施,可以是液冷或風冷等手段;25℃條件下,0.5C充放電循環測試14400s,電芯溫度差異不高于5℃(采用風冷方式的不高于10℃)。

5.7.2 儲能櫃應為儲能櫃内部自供電,應滿足離網自啟動要求。

5.7.3 儲能櫃輸出斷路器應符合GB10963.12005或GB14048.22008的相關要求,具備過載和短路保護功能。

5.7.4 儲能櫃應具備雙向電能計量功能,裝置技術要求應符合DL/T 448中技術要求的規定。

(6)使用條件

6.1 環境條件

儲能櫃在以下環境條件下應能夠按照額定功率正常運作:

a) 工作環境溫度:-20℃~+50℃;

b) 海拔高度不高于2000m;

c) 相對濕度不高于95%。

6.2 防振動

電池組單元應滿足GB/T 36276中振動的要求。

6.3 裝置擺放

儲能櫃在工作時,裝置擺放地點地面的水準度縱向(前後)水準傾斜不應大于6°,橫向(左右)水準傾斜度不應大于5°。

(7)性能要求

7.1 并網運作技術要求

儲能櫃并網運作時,應滿足以下要求:

a) 注入電網的電流諧波總畸變率限值為5%;

b) 交流側電流中的直流電流分量不應超過其交流額定值的0.5%;

c) 并網運作時産生的電壓波動和閃變應符合GB/T 12326的規定;

d) 功率控制性能應符合GB/T 36547中功率控制的規定;

e) 電網适應性應符合GB/T 36547中電網适應性的規定。

7.2 離網運作技術要求

儲能櫃離網運作時,應滿足以下要求:

a) 交流側出口電能品質應符合GB/T 34120中離網電能品質的規定;

b) 應具備零壓軟啟動功能;

c) 應具備電壓可調功能,電壓可調節範圍不小于額定電壓的±10%。

7.3 功能要求

7.3.1 自啟動

儲能櫃應具備啟動和停止功能,并具備在無外接電源情況下實作自啟動功能。

7.3.2 過載能力

儲能櫃應具備短時過載能力,110%額定功率情況下持續運作時間不少于10min,120%額定功率情況下持續運作時間不少于1min。

7.3.3 運作功能要求

儲能櫃應具備有功功率控制、無功功率控制和功率因數調節等功率控制功能,滿足削峰填谷、需求響應、無功補償、動态增容、三相電流不平衡治理等運作模式的要求。

7.3.4 本地監控功能要求

儲能櫃應具備本地監控功能,實作對裝置内各種裝置的資料監測和運作控制,應符合GB/T 36558的技術要求,包含以下功能:

a) 應接收并顯示電池管理系統的電壓、電流、荷電狀态、功率、溫度及告警資訊;

b) 應接收并顯示儲能變流器的交直流電壓、交直流電流、有功功率、無功功率及告警資訊;

c) 應具備并網充/放電運作控制、離網V/F運作控制、有功/無功運作控制等控制功能;

d) 應具備自動運作政策和遠端控制功能。

7.3.5 通訊與自動化

儲能櫃宜具備與上層排程機構通訊的能力,滿足下述技術要求:

a) 應具備本地/遠端控制切換功能;

b) 應具備RS485和以太網通訊接口;

c) 應具備遠端監測資訊無線通訊接口。

7.3.6 保護功能

儲能櫃應具備但不限于以下保護功能:交流過欠壓、交流過欠頻、交流過流、直流過欠壓、直流過流、交流相序保護、過溫保護、短路保護等。

(8)安全要求

8.1 防雷接地

儲能櫃的防雷設計應符合GB/T 36276的規定,系統應預留接地點,且應與接地點可靠連接配接。

8.2 絕緣

儲能櫃的絕緣性能應符合GB/T 36276中絕緣材料的性能的規定。

8.3 安全辨別

儲能櫃應有醒目安全辨別,包括接地辨別、當心觸電、嚴禁煙火、禁止帶電操作等,辨別的形狀、顔色、尺寸和高度應按照GB2894規定執行。

8.4 溫升

儲能櫃的額定功率的溫升應滿足GB/T 36545中溫升極限的規定。

8.5 防護等級

儲能櫃應至少滿足IP54的防護等級。

8.6 電池安全預警

儲能櫃宜具備安全預警功能,能夠上報告警資訊和啟動相應的保護功能。

(9)試驗

9.1 儲能櫃型式試驗、出廠試驗、現場測試項目見表1。

中國電工技術學會團體标準解讀:工商業儲能一體化櫃通用技術規範

9.2 儲能櫃應完成出廠及并網現場的系統測試,并出具測試報告。

(10)存儲、運輸

10.1 存儲

a) 地面無嚴重傾斜,承載力符合要求;

b) 儲存環境溫度宜-25℃~55℃;

c) 空氣相對濕度宜小于95%。

10.2 運輸

a) 儲能櫃應處于關閉斷電狀态;

b) 運輸環境溫度宜-20℃~45℃,空氣相對濕度宜小于95%。

4. 标準制定效益

本标準對儲能櫃做出規範性要求,填補國内在儲能櫃通用技術規範的空白,通過建立儲能櫃通用技術規範标準,規範化儲能櫃的內建與建設。儲能櫃調節靈活、響應速度快,可以解決使用者三相不平衡、無功等問題,是優質的靈活性資源。

繼續閱讀