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电化学储能系统新国标:新增一次调频/惯量响应/黑启动/电压适应性等要求

作者:数字储能网新闻中心 来源:储能与电力市场 发布时间:2024-02-02 浏览:

中国储能网讯:近日,国标GB/T 36558-2023 《电力系统电化学储能系统通用技术条件》(以下简称2023版)公开,将代替GB/T 36558-2018(以下简称2018版)于2024年7月1日实施。

  2023版规定了电力系统电化学储能系统工作和贮存环境条件、功率控制、运行适应性、能量转换效率、故障穿越、一次调频、惯量响应、黑启动,电能质量等技术要求,以及锂离子电池,液流电池、铅酸/铅炭电池、水电解制氢/燃料电池、电池管理系统、储能变流器、监控系统,保护,计量、辅助系统等储能设备的技术要求。要点提炼如下:

  本次修改增加了运行适应性、一次调频、惯量响应、黑启动系统技术要求;更改了功率控制、能量转换效率、故障穿越等系统技术要求。

  电化学储能系统应具备系统调峰、调频、紧急功率支撑、电压控制、跟踪计划曲线、平滑功率输出、电压暂降支撑、备用电源供电中的一种或多种应用功能。

  电化学储能系统工作环境温度由0℃~40℃扩展为-20℃~50℃,贮存温度-30℃~50℃,应用于海洋性气候的系统需耐腐蚀

  锂离子电池储能系统能量转换效率由不低于92%改为不低于83%铅炭电池储能系统能量转换效率由不低于86%改为不低于78%

  钠离子电池储能系统能量转换效率宜不低于80%水电解制氢/燃料电池储能系统能量转换效率宜不低于30%

  通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统应具备一次调频能力、惯量响应能力、AGC指令响应能力、AVC指令响应能力紧急功率支撑的能力。

  起草单位:中国电力科学研究院有限公司,国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司、国家电网有限公司、阳光电源、宁德时代、南都电源、大连融科、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院、国网冀北张家口风光储输新能源有限公司、山东科技大学、江苏为恒智能科技有限公司

  适用范围扩展

  不限制储能系统容量及时长

  2023版:标准适用于电力系统以锂离子电池,液流电池、铅酸/铅炭电池,钠离子电池,水电解制氢/燃料电池为储能载体的电化学储能系统的设计,制造、试验﹑检测、运行、维护和检修。

  2018版:标准规定了电力系统电化学储能系统、储能设备的技术要求。标准适用于电力系统以电化学储能电池作为储能载体,额定功率不小于100kW且储能时间不少于15min的储能系统。

  工作环境温度扩展为-20℃~50℃

  应用于海洋性气候的系统需耐腐蚀

  电化学储能系统应在以下环境条件贮存:

  a)环境温度:-30℃~50℃;对于含有液体的储能设备,低温贮存时,采取防止液体凝固的有效措施。

  b)相对湿度:≤95%,无凝露。

  c)贮存环境防止日晒雨淋,保持清洁、干燥,通风,远离火源、热源,腐蚀性介质及重物隐患。

  电化学储能系统应在以下环境条件中正常工作:

  2023版:

  a)环境温度:-20℃~50℃

  b)相对湿度:≤90%,无凝露。

  c)海拔高度:≤2000m;当海拔高度>2000m时,考虑介电强度的降低、器件的分断能力和空气冷却效果的减弱。

  d)对于应用在海洋性气候的电化学储能系统,满足耐腐蚀性要求

  2018版:

  a)环境温度:0 ℃~40 ℃;

  b)空气相对湿度:≤90 %;

  c)海拔高度:≤2000m:当海拔高度>2000m时,应选用适用于高海拔地区的设备。

  增加系统技术要求

  运行适应性/一次调频/惯量响应/黑启动

  一般性能

  正常工作条件下,电化学储能系统充放电能量和功率不应低于额定充放电能量和额定功率,应具备系统调峰、调频、紧急功率支撑、电压控制、跟踪计划曲线、平滑功率输出、电压暂降支撑、备用电源供电中的一种或多种应用功能。

  电化学储能系统应能接收并执行远方或就地功率控制指令,具备四象限功率控制功能

  通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统应按照GB/T 42716的要求,建立电磁暂态,机电暂态和中长期动态仿真模型。

  电压适应性

  通过220V电压等级接入电网的用户侧电化学储能系统,电压适应性应满足表1的要求。

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  通过380V和10(6)kV电压等级接入的用户侧电化学储能系统,电压适应性应满足表2要求。

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  通过10(6)kV及以上电压等级接入公用电网的电化学储能系统,电压适应性应满足表3的要求。

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  频率适应性

  通过220V电压等级接入电网的电化学储能系统,当并网点频率低于48.5Hz时,储能系统应停止充电;当并网点频率高于50.5Hz时,储能系统应停止放电

  电化学储能系统在500ms的时间窗口内,在正常运行频率范围内的频率变化率不大于±2Hz/s时不应脱网

  通过380V及以上电压等级接入电网的电化学储能系统,频率适应性应满足表4的要求。

  一次调频

  通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统应具备一次调频能力,并满足GB/T 36547的相关要求。

  惯量响应

  通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统应具备惯量响应能力,并满足GB/T 36547的相关要求。

  黑启动

  用于黑启动的电化学储能系统,系统预留黑启动能量应满足各阶段电量需求总和,功率配置应满足正常负荷和冲击负荷需求总和,黑启动技术条件、准备、自启动、启动发电设备以及恢复变电站黑启动供电应满足GB/T 43462的要求。

  电能质量

  用户侧电化学储能系统并网点的电能质量应满足下列要求:

  a)谐波﹑间谐波符合GB/T 14549、GB/T 24337的规定;

  b)电压偏差符合GB/T 12325的规定;

  c)电压波动与闪变符合GB/T 12326的规定;

  d)电压不平衡符合GB/T 15543的规定。

  电化学储能系统宜装设满足GB/T 19862要求的电能质量监测装置;当电化学储能电站的电能质量指标不满足要求时,应安装电能质量治理设备

  更改系统技术要求

  功率控制/能量转换效率/故障穿越

  有功功率控制

  电化学储能系统响应就地有功功率控制指令时,充/放电响应时间应不大于500ms,充/放电调节时间应不大于2s,充电到放电转换时间﹑放电到充电转换时间应不大于500ms,有功功率控制偏差应不超过额定功率的±1%。

  通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统应具备自动发电控制(AGC)指令响应能力,功率调节速率和调节精度应满足电网调度机构的相关规定;应具备紧急功率支撑的能力,应在200ms内达到最大可放电或可充电功率;参与电力市场的电化学储能系统,其控制方式、响应能力和响应性能应满足电力市场规则要求。

  2018版:按照GB/T 36548—2018中7.2的试验方法,电池储能系统应具备有功功率控制、无功功率调节以及功率因数调节能力并满足系统功能要求。

  无功功率控制

  电化学储能系统应具有功率因数、无功功率和电压控制的控制模式,并具备在线切换控制模式的功能。电化学储能系统功率因数应在0.9(超前)~0.9(滞后)范围内连续可调

  通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统应具备自动电压控制(AVC)指令响应能力,自动调节电化学储能系统无功功率,调节速率和控制精度应满足电网调度机构的相关规定。

  电化学储能系统的无功功率/电压调节功能优先级高于功率因数调节功能。在无功功率可调节范围内,无功功率控制偏差应不超过额定功率的±3%

  能量转换效率

  正常工作条件下,铅炭电池储能系统能量转换效率宜不低于78%,锂离子电池储能系统能量转换效率宜不低于83%,液流电池储能系统能量转换效率宜不低于65%,钠离子电池储能系统能量转换效率宜不低于80%,水电解制氢/燃料电池储能系统能量转换效率宜不低于30%。

  2018版:按照GB/T 36548—2018中7.12的试验方法,锂离子电池储能系统能量转换效率不应低于92%,铅炭电池储能系统能量转换效率不应低于86%,液流电池储能系统能量转换效率不应低于65%。

  故障穿越

  通过380V及以上电压等级接入电网的电化学储能系统,应具备低电压故障穿越和高电压故障穿越的能力,穿越期间的特性和支撑能力应满足GB/T 36547和GB/T 43526的相关要求。

  此外,2023版还增加水电解制氢/燃料电池、辅助系统设备技术要求,更改锂离子电池、液流电池、铅炭电池、电池管理系统、储能变流器、监控系统、保护、计量设备技术要求。

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