NBT 42090-2016 電化學(xué)儲能電站監控系統技術(shù)規范
《電化學(xué)儲能電站監控系統技術(shù)規范》自實(shí)施以來(lái),受到了行業(yè)內的廣泛關(guān)注,對標準的理解存在著(zhù)差異,本文從標準的編制背景、編制原則、編制參考依據等出發(fā),對標準的具體內容進(jìn)行解讀闡述,使相關(guān)人員更深刻準確地理解標準的意義,更能在實(shí)際工作中用好該標準,為電化學(xué)儲能電站監控系統建設提供依據。
1.編制背景
電池儲能技術(shù)近年來(lái)發(fā)展很快,由于其能量密度高、占地面積小、效率高、建設周期短、站址適應性強等優(yōu)點(diǎn),具有在電力系統應用的前景。近年負荷峰谷差存在加大的趨勢。負荷峰谷差的日益增大給發(fā)電和電力調度帶來(lái)困難。充分利用儲能系統,最大限度地提高現有設備輸變電能力、經(jīng)濟高效的利用電能是解決問(wèn)題的根本所在。另一方面,風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電具有不穩定和不連續的特點(diǎn),儲能監控系統對于保證儲能的與風(fēng)電/光伏發(fā)電機組高效、可靠協(xié)調具有重要的意義。電化學(xué)儲能電站作為目前儲能站建設相對成熟的技術(shù)和發(fā)展方向,建立和健全電池儲能站技術(shù)標準體系,科學(xué)規劃和指導電池儲能站設施建設和運營(yíng),實(shí)現電池儲能站建設的標準化,有效降低施工難度和運維費用,利于電池儲能技術(shù)的規?;褂?,推動(dòng)儲能技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化。
本規范規定了功率不小于500kW且容量不小于500kWh的電化學(xué)儲能電站監控系統結構、功能和技術(shù)要求,適當考慮3~5年內電池儲能技術(shù)發(fā)展趨勢,規定了監控系統的結構及功能要求、并提出了監控系統的主要性能指標以及防雷接地要求及電源要求,對于保證電化學(xué)儲能電站運行的可靠性和安全性,規范監控系統的設備生產(chǎn)及工程設計具有重要的指導意義。
2.編制原則
標準編制的主要原則是遵守現有的相關(guān)法律、條例、標準和導則等,兼顧電網(wǎng)運行和儲能系統技術(shù)發(fā)展的要求,對儲能監控系統的功能、設備配置、系統參數提出要求,同時(shí),盡量使標準內容和條文便于理解、引用和實(shí)施。標準編制過(guò)程中,查閱了大量的國內外相關(guān)標準資料,借鑒了電網(wǎng)監控系統設備技術(shù)要求,結合我國電力系統實(shí)際情況,對監控建設、制造提供指導,對國內儲能技術(shù)的發(fā)展方向提供了一定的引導,為我國儲能產(chǎn)業(yè)的規范化發(fā)展和保障電網(wǎng)的安全穩定運行提供了支撐。
3.編制依據
標準編制過(guò)程中,重點(diǎn)參考了國內電網(wǎng)變電站、發(fā)電站監控相關(guān)技術(shù)規范,并結合儲能電站的運行需求及特點(diǎn),國內儲能電站實(shí)施案例進(jìn)行編制,并最大范圍內征求了行業(yè)內設備廠(chǎng)商、集成商、電站運營(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,反復推敲,力求通俗易懂,盡量使標準內容和條文便于理解、引用和實(shí)施。
4.標準解讀
4.1 標準主要內容
本標準參照《工程建設標準編寫(xiě)規定》的要求編寫(xiě),分為9章和附錄A,包括適用范圍、規范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、總則、系統構成、系統功能、性能指標、防雷接地、電源、附錄A,B。
4.2標準使用范圍
本標準適用于功率不小于500kW且容量不小于500kWh的新建、擴建或改建工程電化學(xué)儲能電站,對系統構成、系統功能、性能指標、防雷接地、電源進(jìn)行了規定。
4.3主要條款解讀
4.3.1 術(shù)語(yǔ)
本標準規定了12個(gè)術(shù)語(yǔ)與定義,主要包括儲能相關(guān)設備及監控系統構架、核心設備的術(shù)語(yǔ)及定義。
4.3.2 總則
總則規定了監控系統的基本要求,在滿(mǎn)足可擴展性、可靠性前提下應考慮經(jīng)濟型原則,實(shí)現資源共享。
4.3.3 系統構成
5.1.1站內監控系統宜由站控層、間隔層兩部分組成,并采用分層、分布、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)現連接。
解讀:本條規定了電化學(xué)儲能電站的系統結構,宜采用分層分布結構。
5.1.2 站控層宜由計算機網(wǎng)絡(luò )連接的系統主機/操作員站、歷史數據服務(wù)器、遠動(dòng)工作站、應用服務(wù)器(可由主機兼任)、工程師站(選配)等設備構成,為站內運行提供人機界面,實(shí)現間隔層設備的控制管理,形成全站的監控和管理中心,并可與各級監控中心通信。
解讀:本條規定了站控層的主要設備,有些電化學(xué)儲能電站較小,工程師站可以與工作組合并。
5.2.1監控系統宜采用星型網(wǎng)絡(luò )(共享式或交換式以太網(wǎng)),功率為1MW或容量1MWh以上的電化學(xué)儲能電站宜采用雙網(wǎng)冗余配置,其余電化學(xué)儲能電站可采用單網(wǎng)。監控系統網(wǎng)絡(luò )結構可參考資料性附錄A、B。
解讀:本條根據GB51048《電化學(xué)儲能電站設計規范》中的大、中、小型電化學(xué)儲能電站進(jìn)行劃分,考慮對網(wǎng)絡(luò )可靠性的要求,對于大型及中型電化學(xué)儲能電站宜采用雙網(wǎng)冗余配置,小型電化學(xué)儲能電站可采用單網(wǎng)。
5.2.2電池管理系統、功率變換系統宜單獨組網(wǎng),并以?xún)δ軉卧獮閱挝唤尤胝究貙?,充分考慮站內電池堆、功率變換系統的配置方案,保證信息交換的可靠性與實(shí)時(shí)性。
解讀:考慮儲能系統的快速控制的需求,功率變換系統宜單獨組網(wǎng),與大量電池系統數據分開(kāi)上送。
5.3.2.2功率為1MW或容量為1MWh及以上的電化學(xué)儲能電站主機/操作員工作站宜采用雙機冗余配置,其余電化學(xué)儲能電站可采用單機配置。
解讀:本條根據GB51048《電化學(xué)儲能電站設計規范》中的大、中、小型電化學(xué)儲能電站進(jìn)行劃分,考慮對系統運行的可靠性的要求,對于大型及中型電化學(xué)儲能電站宜采用雙機冗余配置,一臺主機發(fā)生故障的情況下,可保證系統的可靠運行。
4.3.4 系統功能要求
6.4.4 監控系統根據功能定位宜支持下列應用模式但不限于:
a)削峰填谷;
b)孤網(wǎng)運行;
c)系統調頻;
d)電壓支撐;
e)電能質(zhì)量治理;
f)平滑功率輸出;
g) 跟蹤計劃出力。
解讀:監控系統的功能根據各應用場(chǎng)景配置高級應用功能,可以是其中一項或者多項。
6.10.1站控層設備與電池管理系統、功率變換系統、保護測控設備之間宜采用以太網(wǎng)連接,宜采用基于網(wǎng)絡(luò )的通信協(xié)議。其中,站控層與電池管理系統之間的通信協(xié)議宜采用IEC61850、ModbusTCP/IP等,站控層與PCS、保護測控設備等其他設備之間通信宜采用IEC 61850、ModbusTCP/IP通信規約。
解讀:站控層設備與電池管理系統、功率變換系統、保護測控設備之間優(yōu)先采用IEC61850規約,IEC61850規約具備通信速度快、模塊化、可擴展性好等優(yōu)點(diǎn),隨著(zhù)規?;{度、聚合儲能的發(fā)展,后續調度運維擴容都具有一定的優(yōu)勢。
4.3.5 性能指標
性能指標主要包括系統性能電磁兼容性能,其中系統系統主要考慮系統誤差、響應速度、數據刷新速度及系統可靠性幾個(gè)方面。
4.3.6 電源
9.3 交流不間斷電源的備用電源切換時(shí)間應不大于5ms,備用時(shí)間應不小于2小時(shí)。
解讀:交流不間斷電源的切換時(shí)間主要考慮數據不丟失服務(wù)器允許的切換時(shí)間,備用時(shí)間主要考慮外部救援或者外電恢復所需要的時(shí)間。
5、結束語(yǔ)
本文從標準的編制背景和意義、編制過(guò)程、適用范圍、主要內容等方面對NB/T 42090-2014 《電化學(xué)儲能電站監控系統技術(shù)規范》進(jìn)行了全面解讀。希望本標準的頒布實(shí)施,能夠正確引導國內電化學(xué)儲能電站的監控系統建設。
限于編寫(xiě)組水平有限,如發(fā)現標準中有不當之處,請及時(shí)向全國電力儲能標準化委員會(huì )和中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )反饋。