2023电化学储能系统接入电网测试规程

前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 45测试条件 46测试设备的技术要求 47测试项目及方法 58测试报告 14附录A（规范性附录）测试报告 15附录B（资料性附录）SOC精度测试 17电化学储能系统接入电网测试规程范围本标准规定了以电化学二次电池作为电能存储载体的并网型储能系统的测试条件、内容、设备、方法和步骤等。本标准适用于接入35kV及以下电压等级电网，额定功率100kW及以上且额定容量25kWh及以上的储能系统。其它形式的储能系统可参照执行。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，仅所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。GB2894安全标志及其使用导则GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T12326电能质量电压波动和闪变GB/T12706.1额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件第1部分额定电压1kV（Um=1.2kV）和3kV（Um=3.6kV）电缆GB/T12706.2额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件第2部分额定电压6kV到30kV电缆GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15543电能质量三相电压不平衡GB/T19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定GB50057建筑物防雷设计规范GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T448电能计量装置技术管理规定DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T621交流电气装置的接地DL645多功能电能表通信协议DL/T995继电保护和电网安全自动装置检验规程NB/T31016电池储能功率控制系统技术条件NB/T***电化学储能系统接入配电网技术规定术语和定义下列术语和定义适用于本文件。模拟电网装置simulatedelectricpowerequipment对电网的电压、频率和相位进行模拟的试验装置。公共连接点pointofcommoncoupling储能系统与公共电网直接连接点或经升压变压器高压侧母线的接入点。[NB/T31016-2011,定义3.3]互联接口interconnectionsystem互联接口示意图是单个设备或多个设备的集合，包括变流器与电网的互联部分，以及系统控制、保护、稳态控制、辅助和其它设备等。互联接口示意图如图1所示。热备用状态idlestate储能系统已具备运行条件，设备保护及自动装置满足带电要求，断路器的控制、合闸及信号电源投入，下达指令即可进入运行的状态。充电响应时间chargingresponsetimetoratedpower在正常工作状态下，储能系统充电功率从热备用状态开始充电，直到充电功率达到并保持储能系统额定功率的时间。充电响应时间示意图如图2所示。充电功率的误差控制在储能系统额定功率的2%。充电响应时间示意图放电响应时间dischargingresponsetimetoratedpower在正常工作状态下，储能系统放电功率从热备用状态开始放电，直到放电功率达到并保持储能系统额定功率的时间。放电响应时间示意图如图3所示。放电功率的误差控制在储能系统额定功率的2%。放电响应时间示意图充放电转换时间charging/dischargingconversiontimetoratedpower在正常工作状态下，储能系统从额定充电功率90%达到额定放电功率90%的时间与储能系统从额定放电功率90%达到额定充电功率90%的时间的平均值。充放电转换时间示意图额定功率放电终止条件endofdischarge达到标称的储能系统额定功率放电终止时的电压、电流或温度等条件。额定功率充电终止条件endofcharge达到标称的储能系统额定功率充电终止时的电压、电流或温度等条件。能量效率energyefficiency储能系统额定功率放电时输出的能量与紧前额定功率充电时输入的能量之比。总则储能系统的电能计量装置应符合DL/T448的规定，并应通过技术监督机构授权单位的校验且在有效期内。电能信息采集终端与主站系统的信道、协议和系统调试应符合DL645的规定。储能系统各设备应在通过型式测试、例行测试、现场调试并符合当地电网运营要求后，方可进行储能系统接入电网的现场测试。测试应遵照相关安全规程进行，并具有相应的预防措施。测试条件应满足被试设备测试的要求，当测试条件不满足要求时应做校正，校正后若仍不满足条件则停止测试。测试结果应满足NB/T***《电化学储能系统接入配电网技术规定》的要求，且测试精度应在规定的范围内。测试结果应具有可追溯性和可重复性。测试条件储能系统应满足条件储能系统的标识应符合GB2894的规定，外观检查无异常，涂层完整。储能系统的防雷接地装置的设计与建设应满足GB50057、DL/T620及DL/T621中的规定。储能系统接入点设备的绝缘强度应满足GB50150的规定，接入点各回路交直流电缆绝缘应满足GB/T12706.1和GB/T12706.2的规定。环境条件环境温度宜在5℃～40℃。相对湿度宜在≤93%[40℃，无凝露]。测试设备的技术要求测试仪器仪表测试仪器仪表应按国家有关计量检定规程或有关标准经检定或计量合格，并在有效期内。测试仪器仪表精度要求见表1。测试仪器仪表精度要求名称规定精度备注电压传感器≤0.2%FS（满量程）电流传感器≤0.2%FS（满量程）温度计±1℃湿度计±3%相对湿度功率分析仪≤0.2%FS（满量程）电能质量分析仪≤0.2%FS（满量程）用于测试的模拟电网装置性能应满足以下要求：与变流器连接侧的电压谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50％；与电网连接侧的电流谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50％；在测试过程中，电网的稳态电压变化幅度不得超过正常电压的1%；电压偏差应小于标称电压的3%；频率偏差应小于0.01Hz；三相电压不平衡度应小于1%，相位偏差应小于3°；中性点不接地的电网，中性点位移电压应小于相电压的1%；额定容量应大于被测储能系统的额定容量；具有在一个周波内进行±0.1%额定频率的调节能力；具有在一个周波内进行±3%额定电压的调节能力。测试项目及方法频率响应测试测试储能系统互联接口的频率响应特性,频率响应测试示意图如图5所示。频率响应测试示意图本测试项目应使用模拟电网装置模拟电网频率的变化。测试方法设置被试设备与电网断开定值；将被试设备与模拟电网装置相连，正常工作条件下连续运行5分钟，应无跳闸现象，否则停止测试；调节模拟电网装置频率至49.52Hz～50.18Hz范围内，在该范围内合理选择若干个点（至少3个点），分别连续运行5分钟,应无跳闸现象，否则停止测试；接入220V/380V的储能系统，调节模拟电网装置（电网）频率分别至49.32Hz～49.48Hz范围内、50.22Hz～50.48Hz范围内，分别记录储能系统与电网断开的时间和频率；接入10～35kV电网的储能系统：调节模拟电网装置频率分别至48.02Hz～49.48Hz范围内，50.22Hz～50.48Hz范围内，等待10分钟，分别记录储能系统与电网断开的时间和频率；调节模拟电网装置频率至47.82Hz～47.98Hz范围内，50.52Hz～50.68范围内，分别记录储能系统与电网断开的时间和频率；每个测试点要求分别测试5次。本测试项目的各项测试指标应符合NB/T**《电化学储能系统接入配电网技术规定》7.1的规定。电压响应测试测试储能系统互联接口的电压响应特性，电压响应测试示意图如图6所示。电压响应测试示意图本测试项目应使用模拟电网装置模拟电网电压的变化。测试方法设置被试设备与电网断开定值；被试设备接入模拟电网装置，正常工作条件下连续运行5分钟，应无跳闸现象，否则停止测试；调节模拟电网装置电压值至86%～109%标称电压范围内，在该范围内合理选择若干个点（至少3个点），分别连续运行5分钟，应无跳闸现象，否则停止测试；模拟电网装置电压值分别调至84%～51%标称电压范围内、111%～134%标称电压范围内，等待3～5s，分别记录储能系统与电网断开的时间和公共连接点的电压幅值；模拟电网装置电压值分别调至低于49%标称电压范围内、高于136%标称电压范围内，等待1s，分别记录储能系统与电网断开的时间和公共连接点的电压幅值；每个测试点要求分别测试5次。本测试项目的各项测试指标应符合NB/T**《电化学储能系统接入配电网技术规定》7.2的规定。有功功率、无功功率和功率因数测试有功功率、无功功率和功率因数测试示意图有功功率测试测试储能系统调节有功功率的能力。测试方法如下：将被试设备与模拟电网装置（电网）相连，被试设备的当前SOC状态调至可正常工作的范围之内，所有参数调至被试设备正常工作条件，功率特性测试点应设在储能系统并网点处（参考图7）；启动被试设备至并网运行状态，测量被试设备接受指令后的有功功率变化，记录被试设备达到的有功功率值和变化曲线；设置被试设备有功功率为0，测量被试设备接受指令后的有功功率变化，记录被试设备达到的有功功率值和变化曲线；逐级升高被试设备充电有功功率分别至额定有功功率的25%、50%、75%、100%，然后逐级减低被试设备充电有功功率分别至额定有功功率的75%、50%、25%、0，测量被试设备接受指令后的有功功率变化，记录功率增加和逐级降低过程中被试设备达到的功率值和变化曲线（参考图8）；逐级升高被试设备放电有功功率分别至额定有功功率的25%、50%、75%、100%，然后逐级减低被试设备放电有功功率分别至额定有功功率的75%、50%、25%、0，测量被试设备接受指令后的有功功率变化，记录功率逐级降低过程中被试设备达到的功率值和变化曲线（参考图8）；按照充放电有功功率测试曲线2的设定曲线设置被试设备的放电或充电有功功率，测量被试设备接受指令后的有功功率变化，记录功率逐级变化过程中被试设备达到的功率值和变化曲线（参考图9）；设置被试设备充电有功功率为额定功率的110%，连续运行5分钟，然后热备用状态5分钟；设置被试设备充电有功功率为额定功率的120%，连续运行1分钟，记录被试设备运行功率值、连续运行时间和变化曲线，然后热备用状态10分钟（参考图10）；设置被试设备放电有功功率为额定功率的110%，连续运行5分钟，然后热备用状态5分钟；设置被试设备放电有功功率为额定功率的120%，连续运行1分钟，记录被试设备运行功率值、连续运行时间和变化曲线，然后热备用状态10分钟；重复测试5次，记录测试结果。充放电有功功率测试曲线1充放电有功功率测试曲线2过载有功功率测试曲线无功功率测试测试储能系统调节无功功率的能力。测试方法如下：将被试设备与模拟电网装置（电网）相连，被试设备的当前SOC状态调至可正常工作的范围之内，所有参数调至被试设备正常工作条件，功率特性测试点应设在被试设备并网点处；通过控制装置设置储能系统输出功率为0，测量被试设备接受指令后的无功功率变化，记录被试设备达到的无功功率值；逐级升高被试设备吸收无功功率分别至额定无功功率的25%、50%、75%、100%，然后逐级减低被试设备吸收无功功率分别至额定无功功率的75%、50%、25%、0，测量被试设备接受指令后的无功功率变化，记录功率逐级降低过程中被试设备达到的功率值和变化曲线（参考图11）；逐级升高被试设备发出无功功率分别至额定无功功率的25%、50%、75%、100%，然后逐级减低被试设备发出无功功率分别至额定无功功率的75%、50%、25%、0，测量被试设备接受指令后的无功功率变化，记录功率逐级降低过程中被试设备达到的功率值和变化曲线（参考图11）；重复测试5次，记录测试结果。无功功率测试曲线有功功率和无功功率的组合测试测试储能系统同时调节有功功率和无功功率的能力。测试方法如下：将被试设备与模拟电网装置（电网）相连，被试设备的当前SOC状态调至可正常工作的范围之内，所有参数调至被试设备正常工作条件，功率特性测试点应设在被试设备并网点处；通过控制装置设置被试设备输出功率为0，测量被试设备接受指令后的无功功率变化，记录被试设备达到的无功功率值；按照有功和无功功率组合测试的设定曲线设置被试设备的有功功率和无功功率，测量被试设备接受指令后的有功功率和无功功率变化，记录功率逐级变化过程中被试设备达到的功率值和变化曲线（参考图12）；重复测试5次，记录测试结果。有功和无功功率组合测试曲线功率因数测试测试储能系统调节功率因数的能力。测试方法如下：将被试设备与模拟电网装置（电网）相连，被试设备的当前SOC状态调至可正常工作的范围之内，所有参数调至被试设备正常工作条件，功率特性测试点应设在储能系统并网点处；将被试设备有功功率调至额定功率；通过控制装置设置储能系统输出功率因数为0.95（超前）、0.95（滞后）、0.97（超前）、0.97（滞后）、0.99（超前）、0.99（滞后）、1，测量储能系统接受指令后的无功功率输出值和功率因数，记录被试设备达到的无功功率数据和测量曲线；重复测试5次，记录测试结果。低电压穿越检测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，电压跌落时间与恢复时间均应小于20ms，其中三相对称短路容量应为被测储能装置额定功率的3倍以上。检测应至少选取5个跌落点，其中应包含0%Un和20%Un跌落点，其他各点应在(20%～50%)Un、(50%～75%)Un、(75%～90%)Un三个区间内均有分布，并按照GB/T19964-2012中图2曲线要求选取跌落时间。空载测试确定被测储能装置处于热备用状态；调节电压跌落发生装置，模拟线路三相对称故障和随机一种线路不对称故障，使电压跌落幅值和跌落时间满足图13的容差要求；至少记录从电压跌落前10s到电压恢复正常后6s之间的被测储能装置电压、电流波形和有功功率、无功功率曲线等数据。线路三相对称故障指三相短路的工况，线路不对称故障包含：A相接地短路、B相接地短路、C相接地短路、AB相间短路、BC相间短路、CA相间短路、AB接地短路、BC接地短路、CA接地短路9种工况。电压跌落容差0%Un和20%Un跌落点电压跌落幅值容差为+5%。负载测试应在空载测试结果满足要求的情况下，进行低电压穿越负载测试。负载测试时电压跌落装置参数配置、不对称故障模拟工况的选择以及电压跌落时间设定均应与空载测试保持一致，测试应满足如下要求：将储能装置投入运行；应分别在0.1Pn～0.3Pn和不小于0.7Pn两种工况下进行检测，Pn为被测装置额定功率；控制电压跌落发生装置进行三相对称电压跌落和空载随机选取的不对称电压跌落；至少记录从电压跌落前10s到电压恢复正常后6s之间的被测储能装置电压、电流波形和有功功率、无功功率曲线等数据；所有测试点均应重复1次。电能质量非全相运行测试（含三相不平衡测试）按照GB/T15543的相关规定在模拟电网装置中执行。谐波测试按照GB/T14549的相关规定在模拟电网装置中执行。电压闪变测试按照GB/T12326的相关规定在模拟电网装置中执行。直流分量测试测试储能系统向电网注入的直流分量。测试方法：将被试设备与模拟电网装置（电网）相连，所有参数调至被试设备正常工作条件；逐级调节被试设备输出电流分别至额定输出电流的33%、66%、100%，分别保持10分钟；测量被试设备输出端各相电压、电流有效值和电流的直流分量（频率低于1Hz的认为是直流），测量时间不小于5分钟，测量结果取平均值；各测量点分别测试5次；采用各测量点的绝对值计算各相电流直流分量幅值的平均值。保护功能测试涉网保护功能测试测试储能系统互联接口部分的涉网保护功能。按照DL/T995的规定执行。非计划孤岛保护功能测试测试储能系统互联接口的非计划孤岛保护特性。测试回路如图14所示。非计划孤岛保护功能测试示意图测试方法：对单相被试设备，测试接线如图14，RLC负荷、模拟电网装置和被试设备的中性连接线（接地导体）不受开关S3的影响；对三相四线制被试设备，图14为相线对中性线接线；对三相三线制被试设备，图14为相间接线；设置被试设备防孤岛保护定值，调节被试设备输出功率分别至额定放电功率的100%；设定模拟电网装置（电网）电压为被试设备的标称电压，频率为被试设备额定频率；调节负载品质因数Q为1.0±0.05；闭合开关S1、S2、S3，直至被试设备达到b)的规定值；调节负载，直至通过开关S3的各相基波电流小于被试设备各相稳态额定电流的2%；打开S3，记录从打开S3至被试设备停止向负载供电的时间间隔，即断开时间；重复测试，在初始平衡负荷的95%～105%范围内，调节无功负荷变化1%，被试设备无功输出进行相应调节，若被试设备断开时间增加，则需额外变化1%，直至断开时间不再增加；在初始平衡负荷的95%或105%时，断开时间仍增加，则需额外变化1%，直至断开时间不再增加；测试结果中，三个最长断开时间的测试点应做2次附加重复测试；三个最长断开时间出现在不连续的1%负载增加值上时，则三个最长断开时间之间的所有测试点都应做2次附加重复测试；调节被试设备输出功率分别至额定功率的66%、33%，分别重复步骤c)至i)。启停功能测试启动测试测试储能系统互联接口的启动性能。测试前应确保所有保护装置投入，测试过程中保护不应动作，且储能系统接入点处电能质量应满足GB/T12325、GB/T12326、GB/T14549和GB/T15543的规定。停机测试测试储能系统互联接口的停机性能。将被试设备与电网相连，正常运行条件下连续运行5分钟；断开被试设备与电网的并网开关，5s后合上并网开关；对于接入220V/380V电压等级电网的储能系统，合上并网开关20s内不应重新并网；接入10～35kV电压等级电网的储能系统，在接到调度指令之前不应重新并网；重复测试3次。额定功率充放电能量测试在额定功率充放电条件下，检测储能系统的充电能量、放电能量。测试方法：在25（±5）ºC条件下，以额定功率放电至产品技术规定的放电终止条件时停止放电，热备用状态静置15分钟；以额定功率充电，至产品技术规定的充电终止条件时停止充电，记录充电能量EC1，热备用状态静置15分钟；以额定功率放电,至产品技术规定的放电终止条件时停止放电，记录放电能量ED1，热备用状态静置15分钟；重复b)～c)两次，分别记录充电能量为EC2、EC3;放电能量为ED2、ED3；按照公式（1）、（2）计算其平均值： ………………(SEQ标准自动公式\*ARABIC1)………………(2)充放电响应时间测试方法：在正常工作状态下，将储能系统调整至热备用状态；向储能系统发送额定功率放电指令，储能系统开始放电的时刻记为tD1；当放电功率的误差维持在储能系统额定功率的2%以内的时刻记为tD2，应保证储能系统从静置到额定功率放电过程中，至少获得一个数据；按照公式（3）计算放电响应时间RTD：RTD=tD2-tD1………………(3)在正常工作状态下，将储能系统调整至热备用状态；向储能系统发送指令，储能系统开始充电的时刻记为tC1；当充电功率的误差维持在储能系统额定功率的2%以内的时刻记为tC2，应保证储能系统从静置到额定功率充电过程中，至少获得一个数据；按照公式（4）计算充电响应时间RTC：RTC=tC2-tC1………………(4)充放电转换时间在额定功率充放电条件下，检测储能系统的充放电转换时间。测试方法：储能系统以额定功率充电至少10分钟，向储能系统发送指令，以额定功率放电至少10分钟，记录从90%额定功率充电到90%额定功率放电的时间t1；储能系统以额定功率放电至少10分钟，向储能系统发送指令，以额定功率充电至少10分钟,记录从90%额定功率放电到90%额定功率充电的时间t2；按照公式（5）计算t1与t2的平均值：………………(5)SOC精度参见附录B中的规定测量储能系统自带电池管理系统的SOC计量准确程度。能量效率在额定功率充放电条件下，检测储能系统的能量效率。参照本标准7.8进行测试，能量效率按照公式（6）计算：………………(6)测试报告测试报告格式书写应符合附录A规定。测试结果应能够反复验证。在现场将各项测试结果如实记入测试报告，测试报告应有测试人员、校核人员和技术负责人签名。测试报告应作为用户档案保存两年。

（规范性附录）

测试报告概述根据所做测试，测试报告应提供足够多的正确、清晰和客观的数据用来进行分析和参考。报告应包含第7章中所有的数据。报告有两种形式，摘要式和详细式。每种类型的报告都应包含相应的标题页和内容目录。测试报告内容标题页标题页应包括下列各项信息：报告编号；(可选择)报告的类型；(摘要式、详细式和完整式）报告的作者；测试者；报告日期；测试的场所；测试的名称；测试日期；储能系统鉴定机构和制造商的名称；用于测试的储能系统种类；测试申请单位。目录每种类型的报告都应提供一个目录。测试报告形式摘要式报告摘要式报告应包括下列各项信息：测试的目的；测试的种类、仪器和设备；所有的测试结果；结论。详细式报告详细式报告