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胡娟:电力储能标准现状及下一步工作计划

作者:《电气技术》杂志 来源:《电气技术》杂志 发布时间:2016-10-17 浏览:
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(本文根据“2016第五届新能源发电系统技术创新大会”演讲PPT编辑而成)

 

一、国外储能标准现状

 

IEC储能标准相关情况

 

IECTC120储能技术委员会

 

2012年成立,划分工作组时为了和TC8、TC21、TC22等工作内容不冲突,主要负责储能系统接入系统方面的问题,而不关注储能设备,只是从目前备受关注、亟需制定的标准入手,开展标准制定工作。目前成立5个工作组,开展 6项标准制定工作。

IEC联合工作组JWG82

IEEE储能标准

 

已经发布的储能标准

其它组织

TUV南德意志集团发布的《新能源储能系统(Renewable EnergyStorage System,以下简称RESS)内部标准PPP 59034A:2014》主要覆盖了RESS三方面的要求:系统的电气安全、并网符合性和储能电池的安全要求,并已据此提供认证服务。

主要国家的标准

美国:NIST将电能存储列为智能电网标准制订的优先领域之一。

智能电网互操作论坛成立了分布式可再生能源、分布式发电和电能存储(DRGS)工作组,对IEEE 1547分布式电源并网系列标准进行升级和补充。

日本

参与储能国际标准组织情况

2011年至今,主持承担IEEE P2030.3™《电力系统应用的电力储备设备和系统的测试流程标准》:旨在设立标准化测试流程,确保所有储能技术和应用都符合互联要求。

2012年,参与编写IEC 61427-2《用于新能源存储的蓄电池与蓄电池组 –测试方法和通用要求-第二部分:并网应用》:该标准涉及到用于电力系统储能的蓄电池及其测试方法,主要内容包括术语和定义、通用测试条件和要求、事故响应和故障测试、性能测试、耐久性测试。

制订该标准的目的是为了指导最终用户能够判断并选择合适的储能电池类型、合理地操作以及在寿命结束时进行回收处理。通过针对一些特定的应用场合,用一套统一的测试方法来测试不同电化学体系储能电池的优劣,最终为用户如何选择储能电池提供帮助。

参与IEC MSB SWG4纳米技术发展路线图项目工作组:该工作组旨在编制纳米技术在储能和太阳能这两个技术领域的发展路线图,为将来国际标准的制订提供参考依据。中国电科院于2012年派出代表两次赴德国参加了该工作组的工作,参与了纳米技术在储能领域的应用前景、技术发展方向及发展路线的讨论。

参与编写IEC MSB《大容量储能技术白皮书》白皮书:分析了储能在电力应用中的角色,介绍了各种可用的储能技术及其特点,提出了目前和将来对储能技术的市场需求,最后为所有储能投资者提出了合理可行的建议。这个白皮书同时给IEC在储能方面的工作提供市场指导。

主持编写IEC MSB《大容量新能源接入电网及储能应用》白皮书:分析了储能在新能源接入电网中的作用,为大容量新能源接入电网和储能在新能源接入电网应用提供一个全球性的视野,识别了电网运行者和电力生产者面临的挑战,为解决这些困难提供了目前的和潜在的方法。

 

二、国内标准现状及需求分析

 

全国电力储能标准委员会:2014年7月在北京召开成立大会;挂靠在中国电力科学研究院;中国电力企业联合会归口管理;对应的国际标准组织是TC120。

 

主要工作:1)负责组织制订电力储能专业标准体系表,提出电力储能专业制订、修订国家标准的规划、年度计划和采用国际标准的建议。

 

2)组织电力储能专业国家标准的制订、修订和复审工作。

 

3)负责组织电力储能专业的国家标准的宣讲、解释、培训,推动标准的实施。

 

4)承担国际标准化组织相应技术委员会对口的标准化技术业务工作。

国家标准

行业标准

核心标准介绍

电化学蓄能

现状:我国化学储能的标准国家标准、工程建设国家标准、行业标准大部分处于正在制定状态,团体标准处于起步阶段,企业标准基本已经完备。化学储能的相关标准涉规划设计类、设备及试验类、施工及验收类、并网及检测类、运行与维护类等5个方面,对于我国化学储能的发展起到了很好的指导和规范作用,确保了我国化学储能全面的发展建设。目前正在制定的储能国家标准10项,发布和制定的工程建设国家标准2项、行业标准9项、团体标准5项、企业标准10项。

 

需求分析:基础通用类标准:《电力系统电化学储能术语》、《电力系统电化学储能电气图形及文字符号》、《电力系统电化学储能调度命名规则》等标准;新型电池方面:新型电池电力储能用技术条件和测试方法的标准等标准。

 

抽水蓄能

 

现状:我国抽水蓄能电站的相关标准,涉及规划设计、设备及试验、运行与维护3个方面,已发布的国家标准、行业标准共计22项。

 

需求分析:基础通用类标准:抽水蓄能电站术语》等标准;设备及试验方面:《变速抽水蓄能机组技术条件》、《变速抽水蓄能电站AGC成组控制技术条件》、《大型抽水蓄能电站自动运行控制技术》等标准。

 

压缩空气蓄能

 

现状:我国压缩空气相关的相关标准,涉及基础通用类、设计类、设备制造类等几个方面,但不是针对电力系统应用的压缩空气储能,是压缩空气技术工业应用的一些通用标准,已发布的国家标准、行业标准共计15项。

 

需求分析:电力系统应用方面:《压缩空气储能电站设计规范》等标准;并网方面:《压缩空气储能电站并网技术条件》、《压缩空气储能电站并网测试方法》等标准;工程建设方面:《压缩空气储能电站施工及验收规范》等标准;运行维护:

《压缩空气储能电站运行维护规程》等标准。

 

氢能及燃料电池蓄能

 

现状:国内氢能及燃料电池储能相关的技术标准,大部分归口于全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会,涉及基础通用类、设备材料类、安装类、安全环保类等4个方面。目前已发布的国家标准共计17项。

 

需求分析:设备及试验方面:《MW级燃料电池技术条件及测试方法》、《规模化水电解氢技术条件》等标准;并网方面:《氢储能电站并网技术条件》、《氢储能电站并网测试方法》等标准;工程建设方面:《氢储能电站施工及验收规范》等标准;运行维护:《氢储能电站运行维护规程》等标准。

 

三、标准体系建设

国际、国外标准体系

IECTC120:由于IEC/TC120成立较晚,其工作范围包含储能载体及装备技术、储能系统集成技术、储能系统接入(并网)与控制技术以及储能应用技术等,跨际多个学科领域。因此,TC120与IEC其他工作组关系相对复杂,在制定标准体系方面困难较大。目前,IECTC120已经成立5个工作组:术语、单位参数和测试方法、规划和安装、环境问题、安全事项,力图规划其标准体系。

美国国家标准技术研究院(NIST):美国国家性质的标准技术工作归口管理单位是NIST,美国的全国储能技术标委会成立于2011年,接受NIST管理。NIST将电力储能列为智能电网标准制订的优先领域之一。美国的储能技术标准体系框架包括通用技术要求、通用规范、术语、检测、通讯方式、接入标准及标准协调等方面,但没有分层次列出具体的标准。

日本电气技术规格委员会(JESC):日本的全国储能技术标委会成立于2011年,接受JESC管理。日本储能技术标准目前没有制定标准体系的计划,目前主要根据储能装置生产与应用的需求迫切性来制定具体的技术标准。

我国储能标准体系

全国电力储能标委会:2015年,挂靠在中国电力科学研究院的全国电力储能标委会承担了国家电网公司科技项目《电力储能标准体系框架及路线图研究》,调研电力储能标准现状,分析标准的适用性和局限性,提出标准制定的需求,研究储能技术的发展与标准的耦合关系、储能标准界面及关联关系,最终建立一套具有科学性、系统性、逻辑性、开放性的电力储能标准体系。按照生产流程,将标准划分为规划设计类、设备试验类、施工验收类、并网检测类和运行维护类这五大类,另加基础通用类,共六类,涵盖了各种形式的储能,并将随着储能技术的发展不断完善。

标准体系的构建原则

 

科学性:客观、正确反映技术发展水平及标准制修订情况,是标准化也是标准体系构建的基本原则,是使采用标准的应用系统和技术系统安全、可靠、稳定运行的根本保障。

 

系统性:标准体系中各个标准之间内部联系和区别的体现。制定电力储能技术标准体系要从系统角度出发,根据系统的各种组织要素从多角度综合考虑,形成有机完整的体系。

 

逻辑性:体系的逻辑层次清晰,能够无缝衔接,以保证各标准之间的协调配合,从而发挥标准体系的综合作用。

 

开放性:标准体系能够及时更新、扩展、与时俱进,适应智能电网技术发展的需求,并始终保持一定的先进性。

 

电力储能技术标准体系不能包罗万象,应有特定的涵盖范围:储能系统并网及应用的各个环节与过程。

 

规划-设计-招标监造-设备试验检测-工程组织-安装施工-交接验收-运行交易-维护检修-报废(注:电力储能技术重点关注储能装置的外特性及其应用适用性,但其标准体系将不涉及储能本体材料工艺及本体工艺。)

 

电力储能标准体系表

四、下一步工作计划

 

基础通用类标准:参考TC 120储能国际标准制定计划,为了更好的规范引导储能技术有序健康发展,急需开展基础通用类标准的制定。国家标准《电力系统电化学储能系统通用技术条件》已完成送审稿审查,预计将于2017年底前发布实施,2017-2020年,建议完成国标《储能系统设备及系统-术语》的编制工作。

 

规划设计类标准:为了MW级储能系统的示范运行规范有序进行,参照国际标准编制计划,为了完善我国设计规划类标准的缺失状态,其他储能类标准也应在2017-2020年间开展《储能系统设计规范》、《储能系统规划》等规划类标准的制定。

 

设备及试验类标准:建议在2020年前完成进行中的设备标准报批发布工作。同时为了更好的规范储能用核心设备,应积极完善缺失的设备类标准的制定。建议在未来几年间开展国家标准《电化学储能电站铅酸电池技术要求》、《电化学储能电站液流电池技术要求》、《电化学储能电站钠硫电池技术要求》等设备系列标准的制定工作。

 

并网及检测类标准:为了与储能技术发展的成熟度相匹配,且更好地规范引导储能系统接入电网安全稳定运行,应于2017年完成这两项标准的发布,随着大规模储能技术的快速发展,当技术的成熟度超过标准的指导范围,应及时对并网系列标准进行修订。特别强调安全检测。

 

施工及验收类标准:按已有的发展规划,储能系统将于2020年左右开始进入检修序列,因此建议从2018-2020年开始检修系列的标准制定,如《储能电站检修规程》、《储能电站电池系统检修规程》等。到2020年,大规模储能示范工程技术已经成熟,因此在2020-2030年间,也应当对运维系列标准依据技术成熟度及时进行修订完善。

 

运行与维护类标准:按已有的发展规划,储能系统将于2020年左右开始进入检修序列,因此建议从2018-2020年开始检修系列的标准制定,如《储能电站检修规程》、《储能电站电池系统检修规程》等。到2020年,大规模储能示范工程技术已经成熟,因此在2020-2030年间,也应当对运维系列标准依据技术成熟度及时进行修订完善。

关键字:储能 标准 电力系统

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