Q-GDW 11995-2019 电化学储能电站接入系统设计内容深度规定

ICS29.240.01Q/GDW电化学储能电站接入系统设计内容深度规定Regulationforcontentanddepthofgridintegrationforelectrochemicalenergy国家电网有限公司发布IQ/GDW11995—2019 II 12术语和定义 1 14任务依据和主要原则 15电力系统现况及电化学储能电站概述 26电网发展规划 27电化学储能电站在电力系统中的地位和作用 28接入系统方案 39对电化学储能电站升压站电气主接线及有关电气设备参数的要求 3 4 4 4 5 5 5 5编制说明 7IIQ/GDW11995—2019为指导电化学储能电站科学合理接入电力系统，规范电化学储能电站接入系统设计阶段的内容深度要求，制定本标准。本标准由国家电网有限公司发展策划部提出并解释。本标准由国家电网有限公司科技部归口。本标准起草单位：国网经济技术研究院有限公司、国网江苏省电力有限公司、国网山西省电力公司经济技术研究院、国网冀北电力有限公司、国网江苏省电力有限公司经济技术研究院、国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院、国网山东省电力公司潍坊供电公司。本标准主要起草人：郭铭群、齐芳、李晖、李勇、王雅丽、张甲雷、仇卫东、刘颖、刘丽榕、戚庆茹、陈炜、朱寰、王皑、赵峰、王哲、安博、孙珂、邓畅宇、陈天一、张柯欣、李旭霞、刘斯伟、赵宏大、王信、范佳琪、王荃荃、李强、黄成辰、寇凌岳、王晓燕、王虓、魏楠、王东淼、安之、薛静杰、张昭、刘宏扬、刘鹏、赵雨、于振江、王涛、李丰硕、王娟娟、孙华忠。本标准首次发布。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网有限公司科技部。1Q/GDW11995—2019电化学储能电站接入系统设计内容深度规定本标准规定了电化学储能电站接入系统设计的内容深度要求。本标准适用于国家电网经营区域内通过110（66）kV及以上电压等级接入电网或额定功率20MW及以上的新建、改建和扩建的电化学储能电站接入系统设计。其他方式储能电站接入系统设计可参照执行。2术语和定义下列术语和定义适用于本文件。2.1电化学储能电站electrochemicalenergystoragestation采用电化学电池为储能元件，可进行电能存储、转换及释放的电站。2.2储能变流器powerconversionsystem;PCS连接电池系统与电网（和/或负荷实现功率双向变换的装置。3总则3.1电化学储能电站接入系统设计应符合国家能源发展战略和政策，与电力规划、电网规划相协调，并执行有关设计规程和规定。3.2电化学储能电站接入系统设计应在电站可行性研究阶段进行，是电站可行性研究内容之一，是电站送出工程可行性研究的依据。3.3电化学储能电站接入系统设计的主要内容包括系统一次部分和系统二次部分。一次部分论证电化学储能电站在电力系统中的建设必要性，分析电站在电力系统中的地位和作用，研究电站接入系统方案，明确系统对电站电气主接线及有关电气设备参数的要求。二次部分提出系统继电保护及安全自动装置、调度自动化、系统通信的设计方案。3.4电化学储能电站接入系统方案应注意远近结合，进行多方案技术经济论证，其推荐方案要技术经济合理、安全可靠，近远期适应性强、运行灵活。3.5电化学储能电站的建设容量或进度发生较大变化，或者其他边界条件发生较大变化对原推荐方案产生较大影响时，需对已完成的接入系统设计进行复核。4任务依据和主要原则4.1介绍任务依据及相关说明。4.2明确设计内容和范围。4.3确定设计水平年、远景水平年。4.4明确主要边界条件。4.5阐述设计思路和主要原则。2Q/GDW11995—20195电力系统现况及电化学储能电站概述5.1概述与电化学储能电站相关区域的电力系统现况，主要内容如下：a)电源现状，包括电源装机容量、电源结构、各类电源发电利用小时数、新能源消纳情况等；b)负荷现状，包括用电量、空间负荷分布、负荷特性及变化趋势等；c)电网现状，包括相关电压等级的电网情况，与周边电网的送、受电情况，电网存在的主要问题及分析等；d)储能现状，包括储能容量、储能类型、储能特性及分布情况等。e)电力市场政策，阐述拟接入电网的工商业用户电价政策，开展储能电站利用峰谷电价盈利分析；针对拟接入电网的电力市场政策，如调峰辅助服务市场等，开展储能电站参与电力市场可行性分析。5.2电化学储能电站概述，主要内容如下：a)介绍电化学储能电站的地理位置、系统定位、建设条件、规划容量和本期建设规模、技术路线、经营模式、前期工作进展、投产时间、站内电气部分及消防设计方案等内容；b)介绍电化学储能电站的主要技术指标，包括电化学储能电站的储能容量组成、额定功率、响应时间、调节时间、转换时间、转换效率、循环使用寿命等。6电力发展规划6.1依据电力规划、电网规划中的电力、电量需求预测结果，分析并列出电化学储能电站相关区域规划研究期内电力、电量水平。6.2概述电化学储能电站相关区域电源建设规划、电源结构及发展变化趋势，列出新增电源的建设容量、时序以及机组的退役计划。6.3概述电化学储能电站相关区域的电网发展规划，列出规划研究期内输变电工程的建设方案及投产6.4概述相关区域储能发展规划,列出规划研究期内各类储能电站的建设方案、在该区域电网中的作用及投产/退役时序。7电化学储能电站在电力系统中的地位和作用7.1电化学储能电站在电力系统中建设必要性分析根据电化学储能电站的系统定位和应用场景，选择开展相关区域电力平衡、调峰能力、平抑新能源出力波动能力、参与调频能力、无功电压支撑、电力系统黑启动电源需求等分析。必要时，对电化学储能电站提升电网安全稳定性能、促进新能源消纳等方面进行分析。7.2电力平衡分析7.2.1明确电力平衡的边界条件和有关原则。7.2.2选择相关区域进行电化学储能电站投产前一年、设计水平年和远景水平年的电力平衡计算。根据需求进行月度典型工况电力平衡分析，必要时开展时序生产模拟分析。7.3系统调峰能力分析3Q/GDW11995—20197.3.1分析电化学储能电站相关区域负荷特性及发展趋势，包括最大峰谷差、日负荷率、日最小负荷率等。7.3.2介绍相关区域电网送、受电曲线。7.3.3介绍相关区域电网内的水、火电厂出力指标，其中包括：各水电厂保证出力，不同水平年的逐月平均出力、预想出力、强迫出力；火电厂允许的最小出力等。还需介绍相关区域电网内的新能源的各月出力曲线、典型日出力曲线、出力概率分布、出力同时率等。7.3.4介绍相关区域现有储能电站运行模式、参与系统调峰时的调节性能及运行情况。7.3.5对相关区域电网进行各水平年典型日调峰平衡计算，分析提出相关区域电力系统调峰存在的问题及容量需求。7.4电化学储能电站在电力系统中的地位和作用论述电化学储能电站在电力系统中的地位和作用，提出电化学储能电站运行模式建议。8接入系统方案8.1概述电化学储能电站本期工程投产前的相关电网概况。8.2根据电化学储能电站系统定位、电网现状和发展、电化学储能电站本远期建设容量，阐述方案拟定思路和初步拟定的接入系统电压等级。8.3初步分析拟接入点建设条件、扩建条件及接入线路走廊初步条件。8.4提出电化学储能电站接入系统电压等级和相应的接入系统比选方案，必要时提出过渡方案。进行技术经济综合比较，确定推荐方案，包括出线电压等级、出线方向、回路数和输送容量要求。8.5方案比较，应进行各水平年的下列电气计算和分析：a)潮流计算。结合电化学储能电站的运行模式和系统典型运行方式，进行潮流计算分析，分析各方案对电化学储能电站充、放电的适应性和对电网的影响。包括但不限于以下运行方式：负荷低谷时刻储能电站充电方式、负荷高峰时刻储能放电方式；新能源富集地区，应考虑不同类型新能源运行方式叠加对局部地区电网的影响等。b)稳定分析。校验相关运行方式的电网稳定水平。必要时开展专题研究，分析电化学储能电站对提高电网稳定性能的作用。c)短路电流计算。计算电化学储能电站投产前、投产年、远景年相关区域电网和储能电站的短路电流水平。d)对推荐方案，应开展无功平衡和调相调压计算，分析无功调节能力，确定调压方式，并对电化学储能电站的功率因数提出要求。在开展计算时，应结合设备能力考虑电化学储能变流器所能提供的无功功率。e)应同步开展电能质量评估专题研究，提出综合冶理措施。8.6对推荐方案的接入系统线路路径应开展规划选线工作，必要时对重点路径或条件较差的重点路段进行现场踏勘，避免因路径原因颠覆接入系统方案。8.7必要时对电力系统中的不确定因素和变化因素作敏感性分析。9对电化学储能电站升压站电气主接线及有关电气设备参数的要求9.1应对电化学储能电站电气主接线提出要求。9.2应对电化学储能电站下列主要电气设备参数提出要求，包括但不限于：4Q/GDW11995—2019a)功率因数、无功调节及动态响应能力；b)有功调节及动态响应能力；c)频率运行要求；d)低、高电压穿越能力；e)主变压器的参数规范，包括额定电压、容量、台数、阻抗、调压方式、调压范围、分接头以及主变压器中性点接地方式；f)开关设备遮断容量等相关参数；g)作为黑启动电源时,应结合系统需要给出相关技术要求。10系统继电保护10.1概述与电化学储能电站相关的系统继电保护现状，包括配置方案、通道接口、设备运行等情况。10.2论述系统继电保护配置原则，结合一次接入系统方案对继电保护配置的要求，分析电化学储能电站接入电网后对相关保护方式的影响。10.3提出与电化学储能电站相关的线路保护、母线保护、防孤岛保护、自动重合闸、故障录波器等的配置方案，并对电化学储能电站的汇集线路保护、汇集母线保护等提出配置要求。概述与电化学储能电站相关的电网保护及故障信息管理系统配置情况，提出子站配置方案。10.4提出保护对通信通道的技术要求，包括传输时延、带宽、接口方式等。10.5提出对电流互感器、电压互感器及直流电源等的技术要求。11安全自动装置11.1概述与电化学储能电站有关的电网安全自动装置现状，包括配置方案、通道接口、设备运行等情11.2以电化学储能电站一次接入系统的潮流、稳定计算为基础，进行必要的补充校核计算，明确电化学储能电站是否需要配置安全自动装置，并提出初步配置方案。11.3提出安全自动装置对通信通道的技术要求，包括传输时延、带宽、接口方式等。12调度自动化12.1概述与本工程相关的调度控制系统、电能量计量系统、调度数据网络及网络安全防护等的现状。12.2初步明确电化学储能电站调度关系。根据调度关系，提出远动系统配置方案，明确技术要求及远动信息采集范围及传输要求。必要时提出调度端相关系统调度自动化设备配套改造方案。12.3根据系统调度运行对电化学储能电站自动频率控制和自动电压控制的功能要求，提出相关设备配置方案及功能技术要求。12.4明确电化学储能电站计费、考核关口计量点设置原则，提出关口电能计量装置和电能量远方终端配置方案，提出电能量信息传送及通道配置要求。12.5根据相关区域调度数据网络总体方案要求，提出电化学储能电站调度数据网络接入设备配置方案、网络接入方案和通道配置要求。12.6根据电力监控系统网络安全防护的要求，明确电化学储能电站各应用系统的安全分区，提出电力监控系统安全防护设备和软件配置方案。12.7提出电化学储能电站电能质量在线监测装置的设备配置方案、功能技术要求、信息监测范围，提出接入主站方案及信息传输要求。5Q/GDW11995—201912.8根据电力市场交易和调度管理要求，提出电化学储能电站电力市场技术支持系统的配置方案及信息传输要求。12.9提出对电化学储能电站相关电流互感器、电压互感器、时钟同步系统、供电电源等的配置要求。13系统通信13.1简述电化学储能电站接入系统推荐方案、调度关系和调度通信通道要求。13.2概述与电化学储能电站相关的光通信传输网络、调度交换网、数据通信网等的现状，相关的已立项及在建通信项目情况等。13.3根据相关的电网通信规划，分析电化学储能电站在通信网络中的地位和作用，分析各业务应用系统（包括线路保护、安全自动装置、调度自动化、电量计费、调度电话、信息系统等）对通道数量和技术的要求。13.4根据接入系统推荐方案和业务需求，提出电化学储能电站通信系统建设方案，包括光缆建设方案和光传输网络建设方案等。设计宜提出两个及以上可选方案，并进行相应的技术经济比较，提出推荐方13.5根据推荐的系统通信方案，提出线路保护、调度自动化、安全自动装置、电能计量、调度电话等业务的通道组织方案。13.6根据相关电网调度交换网总体方案要求，确定电化学储能电站调度交换网设备配置要求、网络接入方案、中继方式和通道配置要求等。13.7根据相关电网数据通信网总体方案要求，确定电化学储能电站数据通信网设备配置要求、网络接入方案和通道配置要求等。13.8提出电化学储能电站通信电源的配置要求。14投资估算列出接入系统送出工程投资估算，包括接入系统一次投资估算，继电保护、安全自动装置、调度自动化、通信等涉网系统二次部分设备清单及投资估算，电化学储能电站侧及电网侧分别计列。15结论及建议15.1简述电化学储能电站接入系统设计系统一次、二次部分主要结论。15.2下一步工作建议。16主要附图主要附图内容如下：a)电网地理接线现状图；b)电化学储能电站投产前电网地理接线图；c)电化学储能电站接入系统方案图；d)推荐方案典型运行方式潮流图；e)其他电气计算相关分析图；f)电化学储能电站电气主接线图；g)系统继电保护配置图；6Q/GDW11995—2019h)电化学储能电站自动化系统配置图；i)与电化学储能电站相关的通信系统现状图、光缆建设路由图、光传输系统建设方案图及通道组织图。7Q/GDW11995—2019电化学储能电站接入系统设计内容深度规定8Q/GDW11995—2019 2编制主要原则 3与其他标准文件的关系 4主要工作过程 5标准结构和内容 6条文说明 9Q/GDW11995—20191编制背景本标准依据《国家电网有限公司关于下达2019年第一批技术标准制修订计划的通知》（国家电网科为推动电化学储能电站前期工作，促进电网与电源协调发展，实现资源优化配置，规范和加强电化学储能电站接入系统设计工作，编制了本标准。本标准编制主要目的为保证电网、电化学储能电站运行安全，投资合理。电化学储能电站接入电网必须满足行业标准的技术要求，统筹考虑，立足电网建设整体，保障电网、电化学储能电站的安全、稳定和优质运行。2编制主要原则本标准根据以下原则编制：a)标准统一。以电网设计标准化指导工程设计，加强电网标准化建设；b)保证电网运行安全，引导电化学储能电站合理布局。电化学储能电站接入电网必须满足国家行业标准的技术要求，统筹考虑，立足电网建设整体，保障电网的安全、稳定和优质运行，引导电化学储能电站合理建设时序及规模，扩大电力电量消纳范围。c)节约资源、保护环境。超前考虑资源节约与环境保护，提高输变电工程单位占地的输电和变电效能，遵循现行国家标准规定，注重环境资源的综合利用。3与其他标准文件的关系本标准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题。本标准制定过程主要参考文献：GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术DL/T1234电力系统安全稳定计算技术规范DL5002地区电网调度自动化设计技术规程DL5003电力系统调度自动化设计技术规程DL/T5147电力系统安全自动装置设计技术规定NB/T33014电化学储能系统接入配电网运行控Q/GDW11995—2019SD325电力系统电压和无功电力国家发展改革委第14号令电力监控系统安全防护规定4主要工作过程2019年5月，项目启动，正式启动本标准编制工作，成立编制工作组。2019年7月，完成标准大纲编写，组织召开大纲研讨会，确定基本框架。2019年8月，编制工作组开展研究讨论，逐条确定标准条款。2019年9月，召开专家讨论会，形成标准征求意见稿。采用邮件方式广泛在公司规划设计技术标准工作组范围内征求意见。2019年10月，对照征求意见逐条研究，修改形成标准送审稿。2019年11月12日，公司规划设计技术标准工作组在北京组织召开标准审查会，审查结论为：同意修改后报批。2019年12月，修改形成标准报批稿。5标准结构和内容本标准按照《国家电网公司技术标准管理办法》（国家电网企管（2018）222号文）的要求编写。本标准的主要结构和内容如下：本标准主题章共17章，主要由一次部分、二次部分、投资估算、结论和建议组成。一次部分，规定了储能接入系统设计需对电力系统现况及电化学储能电站概述、电网发展规划、电化学储能电站建设的必要性及其在系统中的地位和作用、接入系统方案、.对电化学储能电站升压站电气主接线及有关电气设备参数五部分进行论述分析。二次部分，规定了系统继电保护、安全自动装置、调度自动化、电能计量、系统通信五方面的内容深度要求。投资估算部分，规定了需计列接入系统一次投资估算和涉网系统二次部分设备清单及投资估算。结论和建议部分，要求对接入系统报告的内容进行概述总结，并对工程存在问题及下一步工