GBT 36548-2018《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)測試規范》
《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)測試規范》是電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)測試的依據,自實(shí)施以來(lái),受到了行業(yè)內的廣泛關(guān)注。本文從標準的編制背景、編制原則、標準的結構和內容等出發(fā),對標準的條文進(jìn)行了詳細解讀,力求使相關(guān)人員更深刻準確地理解標準的內容,減少分歧,以便在實(shí)際工作中用好該標準,為儲能系統的穩定可靠并網(wǎng)提供支撐。
1.編制背景
隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展,儲能系統已被視為電力生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分。電力系統中引入儲能環(huán)節后,可以有效地進(jìn)行需求側管理,削峰平谷,平滑負荷,可以更有效的利用電力設備,降低供電成本,還可以促進(jìn)可再生能源的應用,同時(shí)也是提高電力系統運行穩定性、調整頻率的一種手段。所以,采用儲能技術(shù)對全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設具有重大的戰略意義。根據《國家標準委2015年第一批國家標準制修訂計劃》(國標委綜合[2015] 30號)要求,中國電力科學(xué)研究院牽頭開(kāi)展了國家標準《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)測試規范》的編制工作。歷經(jīng)多次調研、討論和反復修改,于2018年7月13日發(fā)布, 2019年2月1日開(kāi)始正式實(shí)施。該標準和GB36547-2018《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)技術(shù)規定》相輔相承,互相補充。
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,在保證測試過(guò)程中,不會(huì )對電網(wǎng)穩定運行造成不利影響的前提下,盡可能發(fā)揮儲能對電網(wǎng)的支撐作用。標準編制過(guò)程中,查閱了大量的國內外相關(guān)標準資料,借鑒了新能源、分布式電源以及微網(wǎng)等接入電網(wǎng)測試方法,充分考慮和結合儲能系統的特點(diǎn),并結合國網(wǎng)公司風(fēng)光儲輸示范工程、格爾木時(shí)代新能源光儲電站等儲能電站的實(shí)際運行數據、新能源與儲能運行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗室試驗數據以及國家電網(wǎng)儲能項目相關(guān)研究成果等,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。該標準的制定適應我國儲能系統大規模并網(wǎng)運行的實(shí)際需要,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.內容解讀
3.1 前言
標準的前言主要規定了標準所依據的起草規則、提出和歸口信息、起草單位和起草人。該標準主要依據GB/T 1.1-2009的要求進(jìn)行編制,標準的結構框架、格式、表述均符合GB/T 1.1的要求。標準的歸口單位為全國電力儲能標準化技術(shù)委員會(huì ),標準解釋單位也為全國電力儲能標準化技術(shù)委員會(huì )。
3.2 范圍
標準的范圍與GB36547-2018《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)技術(shù)規定》等其他儲能?chē)鴺吮3忠恢?,主要規定了標準的主要內容和標準的適用對象,適用對象限定在額定功率100kW及以上且儲能時(shí)間不低于15min的電化學(xué)儲能系統,主要考慮當時(shí)的儲能系統發(fā)展水平、儲能系統規模且和儲能用于調頻的需求區分開(kāi)。
3.3 規范性引用文件
本標準在編寫(xiě)時(shí)參考了現行相關(guān)國家標準。對儲能系統接入點(diǎn)設備的絕緣強度參考GB 50150《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》的規定;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》的規定;對于電能質(zhì)量性能測試參考了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》。標準的引用均未注明日期,以對應標準的最新版本為準。
3.4 術(shù)語(yǔ)和定義
本標準重新定義了2個(gè)術(shù)語(yǔ),對于已發(fā)布的儲能標準中的術(shù)語(yǔ)和定義,本標準沒(méi)有重復列舉,而是選擇了直接引用,這樣避免了重復,減少了篇幅。
3.5 總則
總則主要規定了儲能系統并網(wǎng)測試前的準備要求,包括制定測試方案、安全措施、已完成系統整體調試等,同時(shí)也對測試項目、測試設備和測試結果進(jìn)行了相應的說(shuō)明。
3.6 測試條件
測試條件主要對基本條件和環(huán)境條件兩個(gè)方面給出了具體要求。
環(huán)境條件對環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和氣壓做出的規定,開(kāi)展實(shí)驗室檢測時(shí)應在實(shí)驗室環(huán)境條件滿(mǎn)足本標準給出的要求時(shí)檢測數據才有效。
基本條件對電化學(xué)儲能系統的防雷接地裝置、接入點(diǎn)設備的絕緣強度和耐壓以及接入點(diǎn)電網(wǎng)的電能質(zhì)量等進(jìn)行了規定。具體參照的標準如表1所示。
3.7 測試設備
標準對電壓傳感器和電流傳感器給出滿(mǎn)量程下0.5級(電能質(zhì)量測量時(shí)要求0.2級)的測量精度要求,對電能表和數據采集裝置給出了0.2級的要求,根據目前的測量裝置技術(shù)水平較容易達到該要求。其中數據采集裝置達到0.2級精度是指,數據采集裝置的測量采集通道整體達到0.2級精度。
模擬電網(wǎng)裝置是為了模擬電網(wǎng)實(shí)現電網(wǎng)電壓、頻率和相位等功能的裝置。針對電網(wǎng)異常響應等檢測項目,需要將被測設備與模擬電網(wǎng)裝置連接,為了降低模擬電網(wǎng)對檢測結果的影響,對模擬電網(wǎng)輸出電能質(zhì)量給出了高于公共電網(wǎng)國家標準的限制要求。規定了“具有在一個(gè)周波內進(jìn)行±0.1%額定頻率fN的調節能力”和“具有在一個(gè)周波內進(jìn)行±1%額定電壓UN的調節能力”是為了在測量被測設備的電網(wǎng)適應性時(shí)能精確的調節電壓和頻率,提高測量的準確性。
電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置主要為了進(jìn)行被測設備的低電壓穿越和高電壓穿越能力,且實(shí)現方式不再限定無(wú)源或者有源方式,以能方便靈活快速準確實(shí)現測試目的為首要考慮條件。
3.8測試項目及方法
3.8.1電網(wǎng)適應性測試
電網(wǎng)適應性測試主要進(jìn)行頻率適應性測試、電壓適應性測試和電能質(zhì)量適應性測試,電網(wǎng)適應性測試均采用模擬電網(wǎng)裝置進(jìn)行測試??紤]到儲能系統具有充電和放電兩種狀態(tài),在進(jìn)行電網(wǎng)適應性測試時(shí),需要兩種狀態(tài)均進(jìn)行測試。
測試時(shí),考慮到模擬電網(wǎng)裝置的精度,測試電壓值選定時(shí)考慮了1%標稱(chēng)電壓的誤差范圍,測試頻率值選定時(shí)考慮了0.01Hz的誤差范圍。這樣可以保證測試順利進(jìn)行,但會(huì )有一定的測試誤差。
頻率適應性測試時(shí),首先測試被測設備在49.5Hz~50.2Hz內是否能穩定運行,如果有跳閘現象,表明被測設備無(wú)法正常運行,應停止測試。對于接入380V電壓等級電網(wǎng)的儲能系統,需要測試49.3Hz~49.5Hz、50.2Hz~50.5Hz范圍內被測設備的運行狀態(tài)及相應動(dòng)作頻率、動(dòng)作時(shí)間等。對于接入10(6)kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統,需要測試48.0Hz~49.5Hz、50.2Hz~50.5Hz范圍內以及大于50.5Hz和小于48.0Hz時(shí),被測設備的運行狀態(tài)及相應動(dòng)作頻率、動(dòng)作時(shí)間等。
電壓適應性測試時(shí),首先測試被測設備在擬接入電網(wǎng)標稱(chēng)電壓的86%~109%范圍內是否能穩定運行,如果有跳閘現象,表明被測設備無(wú)法正常運行,應停止測試。測試擬接入電網(wǎng)標稱(chēng)電壓的85%以下及110%電壓時(shí)的運行狀態(tài)及相應動(dòng)作電壓、動(dòng)作時(shí)間。
電能質(zhì)量適應性測試主要為了測試被測設備在擬接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量較差的情況下,是否能正常運行。測試在電網(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),被測設備是否能正常運行。測試時(shí),可以同時(shí)進(jìn)行設定三個(gè)測試項目的最大限值,也可以分別進(jìn)行設置。
3.8.2功率控制測試
功率控制測試包括有功功率控制測試、無(wú)功功率調節能力檢測和功率因數調節能力測試,目的是為了檢測儲能系統并網(wǎng)運行時(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,以確認這些特性是否能夠滿(mǎn)足電力系統調度要求。
有功功率調節能力測試時(shí),按照升功率和降功率兩種模式進(jìn)行測試。
無(wú)功功率調節能力測試時(shí),按照充電和放電模式兩種模式進(jìn)行測試,測試前要根據現場(chǎng)區域電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行,在保證電網(wǎng)的安全穩定運行的條件下完成測試;若區域電網(wǎng)不允許無(wú)功功率測試,要和委托方進(jìn)行協(xié)調。
功率因數調節能力和過(guò)載能力測試時(shí),按照充電和放電模式兩種模式進(jìn)行測試,測試前也要和委托方充分溝通,在確?,F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,測試時(shí)可通過(guò)增加負載與調節儲能變流器相結合的方式實(shí)現。
3.8.3 低電壓穿越和高電壓穿越測試
低電壓穿越與高電壓穿越測試要和電壓適應性測試區分開(kāi),測試時(shí)也按照充電和放電兩種模式進(jìn)行,在保證儲能系統各項指標不越限的情況下進(jìn)行,先進(jìn)行空載測試,確??蛰d測試結果合格后,方可進(jìn)行帶載試驗,帶載一般分為輕載和重載兩種情況。
低電壓穿越測試中,三相對稱(chēng)電壓跌落必測,線(xiàn)路不對稱(chēng)故障類(lèi)型如表2所示,測試時(shí)選擇其一進(jìn)行測試即可。
3.8.4 電能質(zhì)量測試
考慮儲能系統在并網(wǎng)運行時(shí)對電網(wǎng)的影響,且由于在充電和放電時(shí)儲能變流器的控制策略不同會(huì )導致并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量的不一樣,所以在充電和放電狀態(tài)分別測試。測試方法按照GB/T 15543、 GB/T 14549和 GB/T 24337分別測試。
考慮到儲能系統通過(guò)儲能變流器接入電網(wǎng),會(huì )產(chǎn)生直流分量,直流分流測試時(shí)按儲能系統額定電流的33%、66%和100%分別測試,目的是為了盡可能全面的檢測儲能系統的直流分量。
3.8.5 保護功能測試
涉網(wǎng)保護功能測試參照DL/T 995的規定進(jìn)行系統的涉網(wǎng)保護測試。
非計劃孤島保護性能檢測是針對并網(wǎng)型儲能系統和并離網(wǎng)型儲能系統在并網(wǎng)運行狀態(tài)下的保護功能檢測,在開(kāi)展檢測時(shí)應將并離網(wǎng)型儲能變流器的并離網(wǎng)切換功能屏蔽。
3.8.6 充放電時(shí)間測試
充放電時(shí)間測試主要包括充放電響應時(shí)間測試、充放電調節時(shí)間測試和充放電轉換時(shí)間測試,測試時(shí)均分別對充電和放電兩種模式下分別進(jìn)行,均在熱備用狀態(tài)下下達控制指令,測量3次,取最大值。
3.8.7 額定能量和額定功率能量轉換效率測試
儲能系統額定能量分為充電額定能量和放電額定能量,測試時(shí)被測設備應處于穩定運行狀態(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,但測試中終止條件應唯一且與實(shí)際使用時(shí)保持一致,這樣可以保證測試結果的唯一性和公正性。測試時(shí),考慮儲能系統的輔助能耗,使得測試結果更為準確。
儲能系統能量轉換效率采用同循環(huán)過(guò)程中的額定放電能量和額定充電能量的比值計算,效率取3次的平均值。
3.8.8 通信測試
通信測試主要進(jìn)行通信保護、狀態(tài)和參數的核定測試。核定的參數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)調度要求的其他信息。
4. 結語(yǔ)
綜上所述,本文從編制背景、編制原則和標準內容等方面對標準GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)測試規范》進(jìn)行了全面解讀。GB/T 36548-2018《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)測試規范》與GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)技術(shù)規定》作為儲能并網(wǎng)的兩大標準,存在著(zhù)很大的關(guān)聯(lián)關(guān)系,相互支撐。為了更好的準確理解標準,還應該和GBT 36558-2018 《電力系統電化學(xué)儲能系統通用技術(shù)條件》等其他儲能標準相結合起來(lái)一起使用和解讀。作為測試規范,在測試過(guò)程中要根據現場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行靈活應用,以求為儲能實(shí)際使用做好服務(wù),也希望各位同仁能在標準使用中發(fā)現問(wèn)題,提出合理建議,推動(dòng)儲能標準更加合理規范,共同推進(jìn)儲能行業(yè)的發(fā)展。