ICS 27.180
F 19
中华人民共和国国家标准
GB/T 36548—2018
电化学储能系统接入电网测试规范
Test specification for electrochemical energy
storage system connected to power grid
2018—07—13发布 2019—02—01实施
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
发布
前言
本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC 550)归口。
电化学储能系统接入电网测试规范
1 范围
本标准规定了电化学储能系统接入电网的测试条件、测试设备、测试项目及方法等。
本标准适用于额定功率100 kW及以上且储能时间不低于15 min的电化学储能系统，其他功率等级和储能时间的电化学储能系统可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变
GB/T 12706.1 额定电压1 kV(Um=1.2 kV)到35 kV(Um=40.5 kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分：额定电压1 kV(Um=1.2 kV)和3 kV(Um=3.6 kV)电缆
GB/T 12706.2额定电压1 kV(Um-1.2 kV)到35 kV(Um=40.5 kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第2部分：额定电压6 kV(Um=7.2 kV)到30 kV(Um=36 kV)电缆
GB/T 13729 远动终端设备
GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡
GB/T 21431 建筑物防雷装置检测技术规范
GB/T 24337 电能质量 公用电网间谐波
GB/T 36547 电化学储能系统接入电网技术规定
GB 50057建筑物防雷设计规范
GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
DL/T 474.4 现场绝缘试验实施导则 交流耐压试验
DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
DL/T 621 交流电气装置的接地
DL/T 995 继电保护和电网安全自动装置检验规程
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
额定功率能量转换效率energy conver sion efficiency
储能系统额定功率放电时输出能量与同循环过程中额定功率充电时输入能量的比值，用百分数表示。
3.2
功率控制精度control precision
在稳定运行状态下，储能系统输出/输入功率依据其设定值变化时，其输出/输入功率控制的稳定程度，按式(1)计算：
(1)
式中：
δP——功率控制精度；
PM——实际测量每次阶跃后第二个15 s有功功率平均值；
PS——功率设定值。
4 总则
4.1 测试前应编制测试方案并制定相应的安全措施。
4.2 电化学储能系统各设备在完成现场调试后，方可进行接入电网的现场测试。
4.3 电化学储能系统的测试内容包含：电网适应性测试(包含频率适应性测试、电压适应性测试和电能质量适应性测试)、功率控制测试、过载能力测试、电能质量测试、保护功能测试、充放电响应时间测试、充放电调节时间测试、充放电转换时间测试、额定能量测试、能量转换效率测试等；通过10(6)kV及以上电压等级接入电网的电化学储能系统，还应进行低电压穿越测试、高电压穿越测试和通信测试等。
4.4进行电网适应性测试时宜采用模拟电网装置进行测试，进行低电压穿越测试和高电压穿越测试时宜采用电网故障模拟发生装置。
4.5测试结果应满足GB/T 36547或其他相关的要求，并形成相应的测试报告。
5测试条件
5.1 环境条件
储能系统在下列环境条件下开展测试：
a)环境温度：5℃~40℃；
b)环境湿度：15％~90％；
c)大气压强：86 kPa～106 kPa。
5.2 基本条件
储能系统在并网测试前应符合以下规定：
a)储能系统的防雷接地装置应满足GB/T 21431、GB 50057和DL/T 621中的规定；
b)储能系统接入点设备的绝缘强度应满足GB 50150的规定，接入点各回路交直流电缆绝缘应满足GB/T 12706.1和GB/T 12706.2的规定；
c)储能系统接入点设备的耐压应满足DL/T 474.4和DL/T 620的要求；
d)当储能系统并网点的电压波动和闪变满足GB/T 12326、电压谐波值满足GB/T 14549、三相电压不平衡度满足GB/T 15543、电压间谐波含有率满足GB/T 24337的要求时，储能系统应能正常运行。
6 测试设备
6.1 测试仪器仪表
测试仪器仪表应满足以下要求：
a)测试仪器仪表应检验合格、并在有效期内；
b)测试仪器仪表准确度要求见表1。
表1 测试仪器仪表准确度要求
名称 准确度等级 备注
电压传感器 0.5(0.2)级a FS(满量程)
电流传感器 0.5(0.2)级a FS(满量程)
温度计 ±0.5℃
湿度计 ±3％ 相对湿度
电能表 0.2级 FS(满量程)
数据采集装置 0.2级 数据带宽≥10 MHz
电能质量测量时的准确度要求为0.2级。
6.2 用于测试的模拟电网装置性能
模拟电网装置应能模拟公用电网的电压幅值、频率和相位的变化，并符合以下技术要求：
a)与储能变流器连接侧的电压谐波应小于GB/T 14549中谐波允许值的50％；
b)与电网连接侧的电流谐波应小于GB/T 14549中谐波允许值的50％；
c)在测试过程中，稳态电压变化幅度不得超过标称电压的1％；
d)电压偏差应小于标称电压的0.2％；
e)频率偏差应小于0.01Hz；
f)三相电压不平衡度应小于1％，相位偏差应小于3°；
g)中性点不接地的模拟电网装置，中性点位移电压应小于相电压的1％；
h)额定功率(PN，下同)应大于被测试电化学储能系统的额定功率；
j)具有在一个周波内进行±0.1％额定频率fN的调节能力；
j)具有在一个周波内进行±1%额定电压UN的调节能力；
k)阶跃响应调节时间应小于20 ms。
6.3 用于测试的电网故障模拟发生装置性能
电网故障模拟发生装置应满足以下技术要求：
a)装置应能模拟三相对称电压跌落、相间电压跌落和单相电压跌落，跌落幅值应包含0％～90％；
b)装置应能模拟三相对称电压抬升，抬升幅值应包含110%～130％；
c)电压阶跃响应调节时间应小于20 ms。
7测试项目及方法
7.1 电网适应性测试
7.1.1 频率适应性测试
测试储能系统的频率适应性，测试接线如图1所示。本测试项目应使用模拟电网装置模拟电网频率的变化。测试步骤如下：
a)将储能系统与模拟电网装置相连。
b)设置储能系统运行在充电状态。
c)调节模拟电网装置频率至49.52 Hz～50.18 Hz范围内，在该范围内合理选择若干个点(至少3个点且临界点必测)，每个点连续运行至少1 min，应无跳闸现象，否则停止测试。
d)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤c)。
e)通过380 V电压等级接入电网的储能系统：
1)设置储能系统运行在充电状态，调节模拟电网装置频率分别至49.32 Hz～49.48 Hz、50.22 Hz～50.48 Hz范围内，在该范围内合理选择若干个点(至少3个点且临界点必测)，每个点连续运行至少4 s；分别记录储能系统运行状态及相应动作频率、动作时间；
2)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤1)。
f)通过10(6)kV及以上电压等级接入电网的储能系统：
1)设置储能系统运行在充电状态，调节模拟电网装置频率至48.02 Hz～49.48 Hz、50.22 Hz～50.48 Hz范围内，在该范围内合理选择若干个点(至少3个点且临界点必测)，每个点连续运行至少4 s；分别记录储能系统运行状态及相应动作频率、动作时间；
2)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤1)；
3)设置储能系统运行在充电状态，调节模拟电网装置频率至50.52 Hz，连续运行至少4 s；记录储能系统运行状态及相应动作频率、动作时间；
4)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤3)；
5)设置储能系统运行在充电状态，调节模拟电网装置频率至47.98 Hz，连续运行至少4 s；记录储能系统运行状态及相应动作频率、动作时间；
6)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤5)。
储能变流器
变压器(可选)
电池系统
储能系统
模拟电网装置
电网故障模拟发生装置
数据采集装置
汇集母线
图1储能系统测试接线示意图
7.1.2 电压适应性测试
测试储能系统的电压适应性，测试如图1所示。本测试项目应使用模拟电网装置模拟电网电压的变化。测试步骤如下：
a)将储能系统与模拟电网装置相连；
b)设置储能系统运行在充电状态；
c)调节模拟电网装置输出电压至拟接入电网标称电压的86％～109％范围内，在该范围内合理选择若干个点(至少3个点且临界点必测)，每个点连续运行至少1 min，应无跳闸现象，否则停止测试；
d)调节模拟电网装置输出电压至拟接入电网标称电压的85％以下，连续运行至少1 min，记录储能系统运行状态及相应动作电压、动作时间；
e)调节模拟电网装置输出电压至拟接入电网标称电压的110％以上，连续运行至少1 min，记录储能系统运行状态及相应动作电压、动作时间；
f)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤c)～e)。
7.1.3电能质量适应性
测试储能系统的电能质量适应性，测试如图1所示。本测试项目应使用模拟电网装置模拟电网电能质量的变化。测试步骤如下：
a)将储能系统与模拟电网装置相连；
b)设置储能系统运行在充电状态；
c)调节模拟电网装置交流侧的谐波值、三相电压不平衡度、间谐波值分别至GB/T 14549、GB/T 15543和GB/T 24337中要求的最大限值，连续运行至少1 min，记录储能系统运行状态及相应动作时间；
d)设置储能系统运行在放电状态，重复步骤c)。
7.2功率控制测试
7.2.1 有功功率调节能力测试
7.2.1.1升功率测试
如图1所示，将储能系统与模拟电网装置(公共电网)相连，所有参数调至正常工作条件，进行有功功率调节能力升功率测试。测试步骤如下：
a)设置储能系统有功功率为0；
b)按图2所示，逐级调节有功功率设定值至-0.25PN、0.25PN、-0.5PN、0.5PN、-0.75PN、0.75PN、-PN、PN，各个功率点保持至少30 s，在储能系统并网点测量时序功率；以每0.2 s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；
c)以每次有功功率变化后的第二个15 s计算15 s有功功率平均值；
d)计算b)各点有功功率的控制精度、响应时间和调节时间。
7.2.1.2降功率测试
如图l所示，将储能系统与模拟电网装置(公共电网)相连，所有参数调至正常工作条件，进行有功功率调节能力降功率测试。测试步骤如下：
a)设置储能系统有功功率为PN；
b)按图3所示，逐级调节有功功率设定值至-PN、0.75PN、-0.75P N、0.5PN、-0.5PN、0.25PN、-0.25PN、0，各个功率点保持至少30 s，在储能系统并网点测量时序功率；以每0.2 s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；
c)以每次有功功率变化后的第二个15 s计算15 s有功功率平均值；
d)计算b)各点有功功率的控制精度、响应时间和调节时间。
有功功率
数据用于判断响应时间和调节时间
数据用于判断控制精度
响应时间和调节时间
稳定运行时间
时间
注1：在相同的采样速率下，数据计算时间窗取200 ms。
注2：储能系统放电功率为正，充电功率为负。
图2升功率测试曲线
有功功率
响应时间和调节时间
稳定远行时间
数据用于判断响应时间和调节时间
数据用于判断控制精度
时间
注1：在相同的采样速率下，数据计算时间窗取200 ms。
注2：储能系统放电功率为正，充电功率为负。
图3 降功率测试曲线
7.2.2无功功率调节能力测试
7.2.2.1 充电模式测试
如图1所示，将储能系统与模拟电网装置(公共电网)相连，所有参数调至正常工作条件，进行无功功率调节能力充电模式测试。测试步骤如下：
a)设置储能系统充电有功功率为PN；
b)调节储能系统运行在输出最大感性无功功率工作模式；
c)在储能系统并网点测量时序功率，至少记录30 s有功功率和无功功率，以每0.2 s功率平均值为一点，计算第二个15 s内有功功率和无功功率的平均值；
d)分别调节储能系统充电有功功率为0.9PN、0.8PN、0.7PN、0.6PN、0.5PN、0.4PN、0.3PN、0.2PN、0.1PN和0，重复步骤b)～c)；
e)调节储能系统运行在输出最大容性无功功率工作模式，重复步骤c)～d)；
f)以有功功率为横坐标，无功功率为纵坐标，绘制储能系统功率包络图。
7.2.2.2放电模式测试
如图1所示，将储能系统与模拟电网装置(公共电网)相连，所有参数调至正常工作条件，进行无功功率调节能力放电模式测试。测试步骤如下：
a)设置储能系统放电有功功率为PN；
b)调节储能系统运行在输出最大感性无功功率工作模式；
c)在储能系统并网点测量时序功率，至少记录30 s有功功率和无功功率，以每0.2 s功率平均值为一点，计算第二个15 s内有功功率和无功功率的平均值；
d)分别调节储能系统放电有功功率为0.9PN、0.8PN、0.7PN、0.6PN、0.5PN、0.4PN、0.3PN、0.2PN、0.1PN和0，重复步骤b)～c)；
e)调节储能系统运行在输出最大容性无功功率工作模式，重复步骤c)～d)；
f)以有功功率为横坐标，无功功率为纵坐标，绘制储能系统功率包络图。
注1：无功功率正值表示感性无功功率，无功功率负值表示容性无功功率。
注2：有功功率处于±2％PN时，即认为有功功率调节到0。
7.2.3功率因数调节能力测试
如图l所示，将储能系统与模拟电网装置(公共电网)相连，所有参数调至正常工作条件，进行功率因数调节能力测试。测试步骤如下：
a)将储能系统放电有功功率分别调至0.25PN、0.5PN、0.75PN、PN四个点；
b)调节储能系统功率因数从超前0.95开始，连续调节至滞后0.95，调节幅度不大于0.01，测量并记录储能系统实际输出的功率因数；
c)将储能系统充电有功功率分别调至0.25N。、0.5PN、0.75PN、PN四个点；
d)调节储能系统功率因数从超前0.95开始，连续调节至滞后0.95，调节幅度不大于0.01，测量并记录储能系统实际输出的功率因数。
7.3过载能力测试
储能系统过载能力测试步骤如下：
a)将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统充电有功功率设定值至1.1PN，连续运行10 min，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2 s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；
b)将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统充电有功功率设定值至1.2PN，连续运行1 min，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2 s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；
c)将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统放电有功功率设定值至1.1PN，连续运行10 min，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2 s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；
d)将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统放电有功功率设定值至1.2PN，连续运行1 min，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2 s有功功率平均值为一点，记录实测曲线。
7.4低电压穿越测试
7.4.1 测试准备
通过10(6)kV及以上电压等级接入电网的储能系统进行低电压穿越测试前，应做以下准备：
a)进行低电压穿越测试前，储能系统应工作在与实际投入运行时一致的控制模式下。按照图1连接储能系统、电网故障模拟发生装置、数据采集装置以及其他相关设备；
b)测试应至少选取5个跌落点，并在0％UN≤U≤5％UN、20％UN≤U≤25％UN、25％UN
