电化学储能黑启动技术导则

ICS27.180

CCSF19

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

电化学储能黑启动技术导则

Technicalguideforblackstartofelectrochemicalenergystorage

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家市场监督管理总局

国家标准化管理委员会发布

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

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专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出并归口。

本文件由全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）归口。

本文件起草单位：XXX。

本文件主要起草人：XXX。

II

GB/TXXXXX—XXXX

电化学储能黑启动技术导则

1范围

本文件规定了电化学储能黑启动的技术条件、黑启动准备、自启动、启动发电设备、恢复变电站供

电的要求。

本文件适用于具备黑启动能力、可作为黑启动电源的电化学储能系统或电站的规划、设计、试验和

运行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件

，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB31464电网运行准则

GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术条件

GB/T38334水电站黑启动技术规范

GB50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范

GB51048电化学储能电站设计规范

DL/T2528电力储能基本术语

DL/T5153火力发电厂厂用电设计技术规程

3术语和定义

DL/T2528界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电化学储能黑启动black-startofelectrochemicalenergystorage

电力系统因故障全部停运后，通过该系统中具有黑启动能力的电化学储能电站，恢复与其相连的变

电站、发电机、风电机组或光伏发电单元等设备运行的过程。

4总体要求

4.1根据电化学储能电站的并网点、启动对象和路径，电化学储能黑启动可分为启动发电设备（包括

发电机、风电机组、光伏发电单元等）和恢复变电站供电两种类型，典型接线图见附录A。

4.2黑启动电化学储能电站的规划和布点应与其接入电网的黑启动电源布局和路径规划相衔接。

4.3电化学储能电站功率配置应满足黑启动过程中正常负荷和冲击负荷需求总和，容量配置应满足黑

启动过程中各阶段电量需求总和。

4.4电化学储能电站黑启动时间应不大于2h。

4.5电化学储能电站设计应满足GB51048和GB/T36558的要求。

4.6电化学储能电站正常运行期间，应预留黑启动所需的电量。

1

GB/TXXXXX—XXXX

4.7参与黑启动的电化学储能电站应与电力调度机构签订黑启动协议。

4.8电力调度机构应根据电化学储能电站黑启动的功率和容量，计算储能电站黑启动范围和恢复路径，

并制定电网黑启动预案。

4.9电化学储能电站应制定电站黑启动方案，方案模板见附录B，定期进行黑启动能力试验，与黑启

动有关的设备在大修或技术改造后应重新进行试验。

4.10电化学储能电站应配置便携式卫星通话设备、对讲机等应急通信设备，并定期试验维护正常。

4.11黑启动过程中若出现电化学储能电站电量不足、电气或机械故障等情况，危及人身和设备安全时，

应立即停止，保障设备与人员安全。

5黑启动技术条件

5.1自启动

5.1.1电化学储能电站应具备零起升压、二次调频、二次调压的离网运行功能。

5.1.2离网运行模式下储能变流器应具备在表1所示频率范围内运行的能力。

表1离网模式下储能变流器频率运行范围

频率范围（Hz）允许运行时间

50.0以上~51.5≥30s

50.5以上~51.0≥180s

48.5~51.5连续运行

48.5以下~48.0≥300s

48.0以上~47.5≥60s

47.5以上~47.0≥20s

47.0以上~46.5≥5s

5.1.3用于自启动的储能单元功率应不小于1.2倍储能电站站用电功率，容量应不小于站用电持续供

电15min需求。

5.1.4用于零起升压的储能单元容量应不小于储能电站升压变、站用变及启动电气路径中变压器的空

载损耗之和。

5.1.5电化学储能电站不间断电源容量应满足储能变流器、电池管理系统、能量管理系统的通讯、控

制电源和消防系统等重要负荷需求，电量宜不小于2h持续供电需求。

5.1.6电化学储能电站站用电宜配置独立母线，站用电进线开关宜配置失电串联切换、复电并联切换

功能，站用电至自启动储能单元宜至少配置2路独立供电路线。

5.2启动同步发电机组

5.2.1电化学储能电站启动发电机组的功率配置应满足以下要求：

a)储能电站额定功率应不小于发电机组黑启动各阶段的最大厂用负荷功率；

b)储能电站过载能力应满足启动厂用最大单台电动机的冲击负荷要求；

c)启动厂内最大功率单台电动机时，母线电压不应低于额定电压的70%；

d)启动厂内最大功率单台电动机时，厂用电母线频率波动应不超过±1Hz。

5.2.2电化学储能电站容量配置应满足完成一次发电机组黑启动全过程所需电量消耗需求。

2

GB/TXXXXX—XXXX

5.2.3电化学储能电站启动的发电机组的控制及保护系统、厂区照明等应满足GB/T38334的要求。

5.2.4电化学储能电站与发电机组的同期点宜选取发电机组的原有同期并网点。

5.3启动风电机组/光伏发电单元

5.3.1电化学储能电站黑启动风电机组/光伏发电单元的功率配置应满足以下要求：

a)储能电站额定有功功率应不小于风电场/光伏电站厂用电负荷；

b)储能电站额定无功功率应不小于所启动风电机组/光伏发电单元至储能系统的电气路径上所有

线路的充电无功功率之和；

c)储能电站过载能力应满足风电机组/光伏发电单元启动的冲击电流要求。

5.3.2电化学储能电站功率和容量配置应考虑风/光资源波动性和不确定性，满足带孤网负荷稳定运行

的范围和时间要求。

5.3.3宜配置电化学储能电站和风电场/光伏电站联合监控系统，根据风电、光伏预测和实际功率及储

能可用电量，合理分配风光储各子系统控制目标，维持孤网频率电压在合理范围。

5.3.4电化学储能电站至所启动风电机组/光伏发电单元的短路阻抗应小于风电机组/光伏发电单元运

行短路比要求。

5.4恢复变电站供电

5.4.1电化学储能电站恢复变电站供电的功率配置应满足以下要求：

a)储能电站额定无功功率应大于变电站出线充电无功功率需求；

b)储能电站过载能力应满足线路充电和变电站内最大负载启动的冲击电流要求；

c)恢复变电站内最大负载时，母线电压和频率波动应满足负载设备运行要求。

5.4.2电化学储能电站容量配置应满足带孤网负荷稳定运行的范围和时间要求。

6黑启动准备

黑启动操作前应按照方案检查应具备的启动条件，具体包括：

a)确认系统处于全黑状态，需黑启动恢复电网运行；

b)确认储能电站站用电外部电源进线开关已分闸；

c)确认储能电站的当前可用电量满足黑启动电量需求；

d)确认储能电站无异常报警，各个模块状态正常；

e)将储能电站及启动对象（发电机组、风电机组、光伏发电单元、变电站等）相关的保护参数调

整至黑启动模式；

f)确认黑启动对象的继电保护装置及二次控制回路正常供电，与黑启动有关的断路器应能正常分

合闸；与黑启动流程有关的采集、控制设备应能正常工作，与黑启动控制有关的通信应畅通；

g)确认黑启动设备均无设备异常故障、检修等情况，设备具备正常工作及黑启动能力。

7自启动

确认满足黑启动条件后，应先进行电化学储能电站自启动。自启动步骤如下：

a）检查储能电站不间断电源工作正常；

b）检查储能电站的控制系统、通讯系统及消防系统工作正常；

c）储能控制系统设置为离网运行模式；

d）合上用作自启动电源的储能单元到站用电供电线路的开关；

3

GB/TXXXXX—XXXX

e）启动用作自启动电源的储能单元；

f）站用电电源由不间断电源并联切换至自启动储能单元；

g）恢复储能电站空调系统、通风系统等全部站用电；

h）储能电站自启动完成，储能电站具备启动发电设备或恢复变电站供电的能力。

8启动发电设备

8.1启动发电机组

接入电厂高厂变的电化学储能电站自启动后，可恢复厂用电并进一步启动发电机组，步骤如下：

a)确认发电机组具备启动条件；

b)退出储能变流器欠压保护；

c)调整运行方式，使零起升压的储能单元仅与储能电站升压变、站用变、黑启动高厂变、机组主

变连接；

d)上述储能单元同步带储能电站升压变、站用变、黑启动机组高厂变、主变零起升压；

e)升至额定电压后，投入储能变流器欠压保护，依次投入其它储能单元；

f)储能电站站用电负荷由自启动储能单元并联切换至站用变压器；

g)自启动储能单元重新并入升压变低压侧母线；

h)按照黑启动方案逐步恢复必要的厂用辅机；

i)启动黑启动机组至全速空载状态；

j)启动机组与储能电站的同期合闸；

k)机组与储能电站同期合闸后，宜将储能系统控制模式切换至并网模式；

l)稳定运行后，逐步恢复电厂其他厂用电负荷；

m)调整并网点电压，使对电厂出线充电时线路末端工频过电压和操作过电压满足GB/T50064的要

求；

n)与电力调度机构确认后，合闸电厂出线开关，完成对电厂出线充电。

8.2启动风电机组或光伏发电单元

接入风电/光伏场站内的电化学储能电站自启动后，可启动风电机组/光伏发电单元，步骤如下：

a)确认选定待启动风电机组/光伏发电单元具备启动条件；

b)根据风/光资源预测和储能电站电量情况，选择合适的时机开展黑启动；

c)退出储能变流器欠压保护；

d)调整运行方式，使零起升压的储能单元仅与储能电站升压变、站用变、风电场/光伏电站的厂

用变、启动的风电机组/光伏发电单元箱变、集电线路、风电场/光伏电站主变连接；

e)上述储能单元同步带储能电站升压变、站用变、风电场/光伏电站主变、箱变零起升压；

f)升至额定电压后，投入储能变流器欠压保护，依次投入其它储能单元；

g)储能站用电电源由自启动储能单元并联切换至站用变压器；

h)自启动储能单元重新并入升压变低压侧母线；

i)恢复风电场/光伏电站的厂用负荷；

j)依次启动选定的风电机组/光伏发电单元；

k)调整并网点电压，使对场站出线充电时线路末端工频过电压和操作过电压满足GB/T50064的要

求；

l)与电力调度机构确认后，合闸场站出线开关，完成对场站出线充电；

4

GB/TXXXXX—XXXX

m)按照风光资源情况逐步恢复负荷，利用风电/光伏为负荷供电和为储能电站充电，储能电站维

持孤网稳定运行。

9恢复变电站供电

接入变电站低压侧或独立电化学储能电站自启动后，可恢复临近变电站供电，步骤如下：

a)投入或退出变电站内必要的保护压板；

b)投入必要的变电站内自动控制装置；

c)退出储能变流器欠压保护；

d)调整运行方式，使零起升压的储能单元仅与储能电站升压变、站用变、变电站主变、变电站母

线连接；

e)上述储能单元同步带储能电站升压变、站用变、变电站主变零起升压；

f)升至额定电压后，投入储能变流器欠压保护，依次投入其它储能单元；

g)储能站用电电源由自启动储能单元并联切换至站用变压器；

h)自启动储能单元重新并入升压变低压侧母线；

i)按照黑启动方案逐步恢复站用电及主变母线的重要负荷；

j)调整电化学储能电站电压，以使对变电站出线充电时线路末端工频过电压和操作过电压满足

GB/T50064的要求；

k)与电力调度机构确认后，合闸变电站出线开关，完成对出线充电。

5

GB/TXXXXX—XXXX

附录A

（资料性）

典型黑启动方式示意图

A.1电化学储能电站自启动的示意图如图A.1。

储能电站高压母线

站用储能储能储能

变升压升压升压

变1变2变n

储能站自启动储自启动储

储能站能变流器1能变流器2储能变流器n

不间断用负荷

电源

电池单元1电池单元2电池单元n

图A.1电化学储能电站自启动示意图

A.2接入发电厂高厂变低压侧的电化学储能电站启动发电机组的示意图如图A.2。

电厂主变

高厂变

储能系统并网点

发电机

储能站用变

储能升压变

厂用负荷

储能系统

图A.2电化学储能电站黑启动发电机组示意图

A.3接入海上风电场的电化学储能电站启动风电机组的示意图如图A.3。

6

GB/TXXXXX—XXXX

主变海缆

主变

储储

能能

升站

压用

变变

集集

厂用负荷电电

线线

路1路2

储能系统

箱箱

变变

12

风电风电

机组1

机组2

图A.3电化学储能电站黑启动海上风电机组示意图

A.4接入光伏电站/陆上风电场的电化学储能电站启动光伏单元/陆上风电机组的示意图如图A.4。

主主

变变

储

储集集储储集集

能

能电电能能电电

站

升线线升站线线

用

压路1路m压用路1路2

变变变变

厂用负荷箱箱厂用负荷箱箱

变变变变

1212

储能系统储能系统

光伏光伏风电风电

单元1机组1

单元2机组2

图A.4电化学储能电站黑启动光伏单元/陆上风电机组示意图

7

GB/TXXXXX—XXXX

A.5接入变电站低压侧的电化学储能电站恢复变电站供电示意图如图A.5。

负荷

变电站主变

储能系统并网点

储能站用变

储能升压变

厂用负荷

储能系统

图A.5电化学储能电站恢复变电站供电示意图

8

GB/TXXXXX—XXXX

附录B

（资料性）

黑启动方案内容

电化学储能电站黑启动应根据黑启动对象、电气接线方式、各设备和系统的黑启动能力等编制黑启

动方案，其内容包括：

a）黑启动应具备的条件；

b）黑启动应隔离的范围；

c）黑启动过程中的辅助、附属设备操作顺序和状态转换要求；

d）电化学储能电站自启动流程；

e）电化学储能电站黑启动发电机组/风电机组/光伏发电单元/变电站的启动操作流程；

f）厂用电或站用电工作电源倒闸操作顺序和状态转换要求；

g）黑启动过程中的异常处置措施；

h）其他必要的内容。

9

GB/TXXXXX—XXXX

目次

前言................................................................................II

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

4总体要求.............................................................................1

5黑启动技术条件.......................................................................2

5.1自启动............................................................................2

5.2启动发电机组......................................................................2

5.3启动风电机组或光伏发电单元........................................................3

5.4恢复变电站供电....................................................................3

6黑启动准备...........................................................................3

7自启动...............................................................................3

8启动发电设备.........................................................................4

8.1启动发电机组......................................................................4

8.2启动风电机组或光伏发电单元........................................................4

9恢复变电站供电.......................................................................5

附录A（资料性）典型黑启动方式示意图...................................................6

附录B（资料性）黑启动方案内容.........................................................9

I

GB/TXXXXX—XXXX

电化学储能黑启动技术导则

1范围

本文件规定了电化学储能黑启动的技术条件、黑启动准备、自启动、启动发电设备、恢复变电站供

电的要求。

本文件适用于具备黑启动能力、可作为黑启动电源的电化学储能系统或电站的规划、设计、试验和

运行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件

，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB31464电网运行准则

GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术条件

GB/T38334水电站黑启动技术规范

GB50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范

GB51048电化学储能电站设计规范

DL/T2528电力储能基本术语

DL/T5153火力发电厂厂用电设计技术规程

3术语和定义

DL/T2528界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电化学储能黑启动black-startofelectrochemicalenergystorage

电力系统因故障全部停运后，通过该系统中具有黑启动能力的电化学储能电站，恢复与其相连的变

电站、发电机、风电机组或光伏发电单元等设备运行的过程。

4总体要求

4.1根据电化学储能电站的并网点、启动对象和路径，电化学储能黑启动可分为启动发电设备（包括

发电机、风电机组、光伏发电单元等）和恢复变电站供电两种类型，典型接线图见附录A。

4.2黑启动电化学储能电站的规划和布点应与其接入电网的黑启动电源布局和路径规划相衔接。

4.3电化学储能电站功率配置应满足黑启动过程中正常负荷和冲击负荷需求总和，容量配置应满足黑

启动过程中各阶段电量需求总和。

4.4电化学储能电站黑启动时间应不大于2h。

4.5电化学储能电站设计应满足GB51048和GB/T36558的要求。

4.6电化学储能电站正常运行期间，应预留黑启动所需的电量。

1

GB/TXXXXX—XXXX

4.7参与黑启动的电化学储能电站应与电力调度机构签订黑启动协议。

4.8电力调度机构应根据电化学储能电站黑启动的功率和容量，计算储能电站黑启动范围和恢复路径，

并制定电网黑启动预案。

4.9电化学储能电站应制定电站黑启动方案，方案模板见附录B，定期进行黑启动能力试验，与黑启

动有关的设备在大修或技术改造后应重新进行试验。

4.10电化学储能电站应配置便携式卫星通话设备、对讲机等应急通信设备，并定期试验维护正常。

4.11黑启动过程中若出现电化学储能电站电量不足、电气或机械故障等情况，危及人身和设备安全时，

应立即停止，保障设备与人员安全。

5黑启动技术条件

5.1自启动

5.1.1电化学储能电站应具备零起升压、二次调频、二次调压的离网运行功能。

5.1.2离网运行模式下储能变流器应具备在表1所示频率范围内运行的能力。

表1离网模式下储能变流器频率运行范围

频率范围（Hz）允许运行时间

50.0以上~51.5≥30s

50.5以上~51.0≥180s

48.5~51.5连续运行

48.5以下~48.0≥300s

48.0以上~47.5≥60s

47.5以上~47.0≥20s

47.0以上~46.5≥5s

5.1.3用于自启动的储能单元功率应不小于1.2倍储能电站站用电功率，容量应不小于站用电持续供

电15min需求。

5.1.4用于零起升压的储能单元容量应不小于储能电站升压变、站用变及启动电气路径中变压器的空

载损耗之和。

5.1.5电化学储能电站不间断电源容量应满足储能变流器、电池管理系统、能量管理系统的通讯、控

制电源和消防系统等重要负荷需求，电量宜不小于2h持续供电需求。

5.1.6电化学储能电站站用电宜配置独立母线，站用电进线开关宜配置失电串联切换、复电并联切换

功能，站用电至自启动储能单元宜至少配置2路独立供电路线。

5.2启动同步发电机组

5.2.1电化学储能电站启动发电机组的功率配置应满足以下要求：

a)储能电站额定功率应不小于发电机组黑启动各阶段的最大厂用负荷功率；

b)储能电站过载能力应满足启动厂用最大单台电动机的冲击负荷要求；

c)启动厂内最大功率单台电动机时，母线电压不应低于额定电压的70%；

d)启动厂内最大功率单台电动机时，厂用电母线频率波动应不超过±1Hz。

5.2.2电化学储能电站容量配置应满足完成一次发电机组黑启动全过程所需电量消耗需求。

2

GB/TXXXXX—XXXX

5.2.3电化学储能电站启动的发电机组的控制及保护系统、厂区照明等应满足GB/T38334的要求。

5.2.4电化学储能电站与发电机组的同期点宜选取发电机组的原有同期并网点。

5.3启动风电机组/光伏发电单元

5.3.1电化学储能电站黑启动风电机组/光伏发电单元的功率配置应满足以下要求：

a)储能电站额定有功功率应不小于风电场/光伏电站厂用电负荷；

b)储能电站额定无功功率应不小于所启动风电机组/光伏发电单元至储能系统的电气路径上所有

线路的充电无功功率之和；

c)储能电站过载能力应满足风电机组/光伏发电单元启动的冲击电流要求。

5.3.2电化学储能电站功率和容量配置应考虑风/光资源波动性和不确定性，满足带孤网负荷稳定运行

的范围和时间要求。

5.3.3宜配置电化学储能电站和风电场/光伏电站联合监控系统，根据风电、光伏预测和实际功率及储

能可用电量，合理分配风光储各子系统控制目标，维持孤网频率电压在合理范围。

5.3.4电化学储能电站至所启动风电机组/光伏发电单元的短路阻抗应小于风电机组/光伏发电单元运

行短路比要求。

5.4恢复变电站供电

5.4.1电化学储能电站恢复变电站供电的功率配置应满足以下要求：

a)储能电站额定无功功率应大于变电站出线充电无功功率需求；

b)储能电站过载能力应满足线路充电和变电站内最大负载启动的冲击电流要求；

c)恢复变电站内最大负载时，母线电压和频率波动应满足负载设备运行要求。

5.4.2电化学储能电站容量配置应满足带孤网负荷稳定运行的范围和时间要求。

6黑启动准备

黑启动操作前应按照方案检查应具备的启动条件，具体包括：

a)确认系统处于全黑状态，需黑启动恢复电网运行；

b)确认储能电站站用电外部电源进线开关已分闸；

c)确认储能电站的当前可用电量满足黑启动电量需求；

d)确认储能电站无异常报警，各个模块状态正常；

e)将储能电站及启动对象（发电机组、风电机组、光伏发电单元、变电站等）相关的保护参数调

整至黑启动模式；

f)确认黑启动对象的继电保护装置及二次控制回路正常供电，与黑启动有关的断路器应能正常分

合闸；与黑启动流程有关的采集、控制设备应能正常工作，与黑启动控制有关的通信应畅通；

g)确认黑启动设备均无设备异常故障、检修等情况，设备具备正常工作及黑启动能力。

7自启动

确认满足黑启动条件后，应先进行电化学储能电站自启动。自启动步骤如下：

a）检查储能电站不间断电源工作正常；

b）检查储能电站的控制系统、通讯系统及消防系统工作正常；

c）储能控制系统设置为离网运行模式；

d）合上用作自启动电源的储能单元到站用电供电线路的开关；