电力储能用集装箱技术规范

1电力储能用集装箱通用技术规范本文件（或本部分或本指导性技术文件）规定了储能集装箱组成、使用条件、性能要求、安全要求、存储运输以及试验检测的技术要求（不含电池部分、不含全钒液流储能集装箱）。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。GB/T191-2008包装储运图示标志GB/T228.1金属材料室温拉伸试验方法第1部分：室温试验方法GB/T700-2006碳素结构钢GB/T1413系列1集装箱分类、尺寸和额定质量GB/T1771色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB/T1804-2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T1835系列1集装箱角件GB/T1865色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射GB/T2518-2019连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带GB2894安全标志及其使用导则GB/T3512硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T4171耐候结构钢GB4208外壳防护等级（IP代码）GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T5338系列1集装箱技术要求和试验方法GB7947-2010人机界面标志标识的基本和安全规则导体颜色或字母数字标识GB8624建筑材料及制品燃烧性能分级GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T10707-2008橡胶燃烧性能的测定GB/T11186.2漆膜颜色的测量方法第二部分:颜色测量GB/T11835-2016绝热用岩棉、矿渣棉及其制品GB/T13914冲压件尺寸公差GB/T15846集装箱门框密封条GB/T17382系列1集装箱装卸和拴固GB/T20138-2006电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级(IK代码)GB23864-2009防火封堵材料GB/T26935集装箱钢材表面处理和涂料施工规范GB50034-2013建筑照明设计标准GB/T50065-2011交流电气装置的接地设计规范GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范GB50166-2007火灾自动报警系统施工及验收规范GB50217-2007电力工程电缆设计规范GB50263-2007气体灭火系统施工及验收规范GB50370-2005气体灭火系统设计规范GB50994-2014工业企业电气设备抗震鉴定标准ISO668集装箱分类，外部尺寸和重量ISO830集装箱名词术语ISO1161集装箱角件的技术条件ISO1496-1集装箱的技术条件和实验方法ISO3864图形符号安全色和安全标志ISO3874系列1集装箱—装卸与加固ISO6346集装箱代号，识别和标记ISO12944-2色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护第2部分环境分类ISO12944-5色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护第5部分防护漆体系ISO12944-6色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护第6部分实验室测试方法ASTMD610涂漆钢表面锈蚀程度评价的试验标准试验方法ASTMD714涂料起泡程度评价的标准试验方法ASTMD1654腐蚀环境中涂漆或覆层试样评估的标准试验方法RoHS关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令REACH化学品注册、评估、许可和限制法规UL94设备和器具部件塑料材料易燃性试验JT/T811集装箱密封胶JH/TE02-2008集装箱表面处理及检验HG2949电绝缘橡胶板DL/T478-2013静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T527-2013继电保护及控制装置电源模块（模件）技术条件DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T621-1997交流电气装置的接地DL5027—2015电力设备典型消防规程DL/T5136-2012火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程DL/T5153-2014火力发电厂厂用电设计技术规程DL5277-2012火电工程达标投产验收规程DL5390-2014火力发电厂和变电站照明设计规定DL/T5429-2009电力系统设计技术规程DL/T5437-2009火力发电建设工程启动试运及验收规程中国船级社(CCS)集装箱检验规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1储能集装箱Energystoragecontainer能够独立实现电能存储、转换及释放的装置。3.2电池管理系统Batterymanagementsystem（BMS）监测电池的电、热等参数，具有相应的控制、保护和通信等功能的装置。3.3储能变流器Powerconversionsystem（PCS）储能系统中能够进行整流或逆变，实现对电能存储设备充放电的功率变换设备。3.4能量管理系统Energymanagementsystem（EMS）储能系统中用于监控、测量和控制能源消耗的系统。3.5消防系统Firefightingsystem（FFS）3储能集装箱消防系统具有自动化控制和管理功能，通过外部环境和内部设备的监测，及时告警并执行相应操作，保证消防系统在火灾发生时能够自动进行灭火控制，降低损失。4总则根据使用环境区分，储能箱分陆用储能及船用储能；根据温控原理区分，分为自然冷却储能、风冷储能、液冷储能及直冷储能。常规储能集装箱的组成主要分为：集装箱箱体、电池架、电池组单元、电池管理系统（BMS）、消防系统、热管理系统及附属设施等，部分高集成度的储能集装箱还会集成有储能变流器(PCS)、变压器、能量管理系统（EMS）等。5使用条件5.1环境条件储能集装箱在以下环境条件下应能够按照额定功率正常运行：a）使用环境温度：-40℃~+50℃;b）海拔高度不高于2000m；c）相对湿度不高于95%。5.2设备摆放储能集装箱在工作时，设备摆放地点地面的水平度纵向（前后）水平倾斜不应大于6°,横向（左右）水平倾斜度不应大于5°。锁杆门的储能集装箱长度、宽度方向的位移量不超过3mm。6性能要求6.1集装箱箱体6.1.1外观要求6.1.1.1集装箱体各焊接部位牢固、焊缝均匀，无漏焊、咬边、气孔、飞溅等缺陷；6.1.1.2集装箱体外部涂层表面应连续、均匀，附着可靠，纹理与相应的标准样板保持一致，且无结瘤、缩孔、起泡、针孔、开裂、剥落、粉化、颗粒、流挂、露底、夹杂脏物等缺陷；6.1.1.3集装箱体外壳上应包括但不限于醒目安全标识，包括接地标识、逃生指示、当心触电、严禁烟火、禁止带电操作等；6.1.1.4集装箱体外壳上应有铭牌信息，包括但不限于：负责人、上次装置检测时间、装置额定功率/额定容量、投运日期、制造商等。6.1.2结构强度要求6.1.2.1集装箱主体结构框架均采用优质集装箱专用耐候钢SPA-H或等同屈服强度的材料。6.1.2.2各类主结构型材牌号不低于Q355-B，各参数符合国内和国际相关标准；集装箱整体承重根据设备重量及布置进行设计，确保满足集装箱满载运输搬运、静载荷下长期使用要求。6.1.3表面防护要求6.1.3.1舱体防腐除锈等级为Sa2.5，集装箱外面、内面和底架喷漆工艺、厚度、环境等级及耐久年限需符合ISO12944-5色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护第5部分防护漆体系；6.1.3.2在实际使用环境条件下，预制舱的外观、机械强度、腐蚀程度等确保满足设计耐久年限的要6.1.3.3如果外壳是主接触导体系统的一部分，为了保持在其预期寿命期间的载流能力，应采取措施防止接地回路中元件和接触表面的腐蚀。6.1.4焊接要求46.1.4.1集装箱箱体框架需满焊，保证整体强度和承载要求；6.1.4.2集装箱侧板、端板及顶板与箱体框架的外部周边需满焊，内部打密封胶，满足防水密封要求；6.1.4.3集装箱地板周边与箱体框架满焊，地板与底部横梁采用段焊，如地板形式为钢板+岩棉+钢板，则至少应有一层钢板（宜上层钢板）与箱体框架满焊，保证密封可靠性；6.1.4.4箱体焊缝处需打砂处理，保证美观及油漆附着力。6.1.5密封防护要求6.1.5.1集装箱需保证有可靠的密封性，箱体防护等级不低于IPX4；6.1.5.2集装箱需满足防水、防漏的要求，箱体下线应进行喷淋测试；6.1.5.3门框密封胶条选用需符合GB/T15846集装箱门框密封条要求；胶条不允许有脱层、裂缝、气泡、杂质、凹凸缺陷等不良，直角接头平滑，接头与直边保持平直，熔合良好、牢固；使用环境温度为-45℃~+80℃;胶条安装在集装箱门框后，经防水测试，不能出现由于密封条本身的原因而造成箱内渗漏现象；6.1.5.4百叶叶片与箱体焊接处需满焊或打胶密封处理，防止雨水从边缘处进入箱体内部；6.1.5.5集装箱密封胶需符合JT/T811集装箱密封胶标准的要求；6.1.6阻燃、防火要求6.1.6.1原则上所有非金属零件均需满足阻燃要求，参照GB8624建筑材料及制品燃烧性能分级标准；6.1.6.2集装箱四周及顶部采用A级保温和阻燃材料，如不燃岩棉材料进行，岩棉密度不小于80kg/m3；6.1.6.3集装箱设计应满足防火和泄爆要求。6.1.6.4电池预制舱隔墙上有管线穿过时，管线四周空隙应采用防火封堵材料封堵；防火封堵材料应满足GB23864-2009的要求。6.2电池架6.2.1结构形式6.2.1.1电池架可采用框架焊接形式装配于箱内底架上，也可采用分体片状形式装配在箱内立柱上。6.2.1.2电池架表面可采用喷漆、静电喷涂或其他工艺进行防腐，使用寿命符合系统整体设计耐久年限要求。6.2.2电池架接地电池架及安装在电池架上的电池包、高压盒等应当可靠接地。6.2.3电池架强度要求6.2.3.1电池架需满足设计耐久年限的使用要求，并满足以下工况下的强度要求（必要时可进行力学仿真分析或试验验证）：a)静载（1倍重力），向上（1倍重力），向下（2倍重力），横向纵向（0.8倍重力）。b)抗震（不小于7度抗震烈度）；c)随机振动（公路运输，必要时）。6.3消防设施6.3.1储能集装箱应配备自动灭火装置；6.3.2储能集装箱应配备可燃气体监测和烟感探测、温感探测、火灾报警控制主机、联动电源箱、紧急启停按钮、声光报警器、警铃、放气指示灯等组成，包含探测、报警、灭火及隔离功能，并按照探测、报警、灭火、隔离的顺序进行工作；6.3.3消防系统具有自动、电气手动二种控制方式。各保护区均设二路独立探测回路；6.3.4消防介质宜选用全氟己酮或七氟丙烷。6.4内部照明与供电要求6.4.1集装箱可有照明系统，且通用照明配置防爆开关；6.4.2集装箱内部宜设置维修插座，应至少提供一路10A三孔墙壁型插座。该插座应配置防水盖板且5具有防爆性能；6.4.3电气室、变压器室需配置应急指示照明灯。一旦系统断电，应急照明灯会立即投入使用，有效照明时间不小于90min；6.4.4集装箱箱门上安装行程开关用来表示箱门的开合状态。行程开关采用并联接线形式。6.5线缆6.5.1供电系统内的电线电缆应全部采用使用不同颜色标识的交联聚乙烯绝缘阻燃电缆，电缆必须有独立的绝缘层和护套层，长期工作温度不能低于105℃,电线电缆的额定绝缘耐压值应高出实际电压值一个等级；6.5.2集装箱内部所有电缆须采用阻燃电缆，所有消防相关的信号线缆采用屏蔽双绞线缆；6.5.3电线电缆敷设安装的设计和施工应按GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》、GB50168-2006《电缆线路施工及验收规范》等有关规定进行；6.5.4集装箱内部电缆可有吊牌，吊牌明确说明电缆的名称、规格、走向等；6.5.5集装箱箱体内部的非主功率电缆应选用加强绝缘或双重绝缘电缆，也可以通过加强电缆保护来满足要求，电缆的阻燃性满足GB/T18380.12-2008的要求；6.5.6集装箱内部，用于设备之间相互连接的控制电缆以及通信电缆宜采用内走线方式，达到美观和安全的效果。6.6摄像头6.6.1集装箱内部配置视频监控系统，对设备运行状况进行监控。每个集装箱隔室内宜布置至少1个红外摄像头且能覆盖集装箱内所有设备，且摄像头独立供电；6.6.2摄像头位置安装应合理，保证视野效果良好、无遮挡，必要时可做安装固定架，摄像头配备专用的AC220V电源转接线，对应摄像头配电所在的插座配线需单独配置（不与集装箱内照明等线路共用需将AC220V电源线和网线引至控制柜接线排与视频交换机；6.6.3电池室顶部安装感温、感烟装置，消防系统管路等其他器件时需保证摄像头视野、应急灯照明效果良好。6.7其他辅助设施6.7.1储能集装箱应具备热管理措施，可以是风冷或液冷等手段；6.7.2储能集装箱应为储能集装箱内部自供电，应满足离网自启动要求；6.7.3储能集装箱输出断路器应符合GB10963.1:2005或GB14048.2:2008的相关要求，具备过载和短路保护功能。7安全要求7.1防雷接地7.1.1集装箱防雷设计，应符合现行国家标准GB50057《建筑物防雷设计规范》的要求；7.1.2电力设备接地设计应符合现行国家标准GB/T50065《交流电气装置的接地设计规范》的要求；7.1.3集装箱应至少提供2个符合最严格电力标准要求的接地点，向用户提供的接地点必须与整个预制舱的非功能性导电导体形成可靠的等电位连接；7.1.4所有接地点必须有明显标识，集装箱不少于2个的接地排上，接地系统中导体的有效截面积不小于250mm²;7.1.5所有的电器设备的接地电阻应小于0.1欧姆。7.2绝缘7.2.1储能集装箱的绝缘性能应符合GB/T36276中绝缘材料的性能的规定；7.2.2非导电材料制作的外壳部件应满足特定的绝缘要求，其应满足GB17467-2010中的验证性试验要求；7.2.3绝缘电阻：在电路与裸露导电部件之间，每条电路对地（箱体外壳）标称电压的绝缘电阻应不6小于1000Ω/V；7.2.4工频耐压：将所有电路端口短接，对地（箱体外壳）施加相应的试验电压，系统应无击穿及飞弧现象。试验电压值参考GB7251.1-2005中要求；7.2.5冲击电压：集装箱内部的低压开关设备的最低额定累计耐受电压至少应为GB/T16935.1－2008表1中的对IV类过电压给出的值。7.3安全标识7.3.1储能集装箱应有包括但不限于醒目安全标识，包括接地标识、当心触电、严禁烟火、禁止带电操作等，标识的形状、颜色、尺寸和高度应按照GB2894规定执行；7.3.2集装箱所有维护门外侧应喷涂或粘贴警示标识，如高压危险，小心触电等，标识应清晰可见、牢固可靠、耐候性能良好。7.4防护要求7.4.1外壳防护等级7.4.1.1户外型设备防护等级不低于IPX4，应具备防水能力；7.4.1.2通风口的设计或遮护，应使其保持与外壳相同的防护等级；7.4.1.3通风口应有防水、防沙能力，弯头底部应设置不锈钢防虫网，防虫网网孔应满足防护等级的要求；7.4.1.4防水功能须保证箱体顶部不积水、不渗水、不漏水，箱体侧面不进雨，箱体底部不渗水。7.4.2抗风等级集装箱壳体抗风等级不低于14级，短时耐受15级大风。7.4.3污染等级符合GB7251.1中6.1.2.3中污染等级≤3的要求。7.4.4抗震等级集装箱抗震能力不小于7度（设备应能承受用三周正弦波的0.1g水平加速度施加于设备结构最弱部分时，在共振条件下所发生的动态地震应力，并且安全系数应大于1.67）。7.4.5隔热材料的要求对于集装箱墙体使用的隔热材料，应采用满足防火阻燃的要求并提供所用材料的认证证明资料。集装箱箱体的电池仓五面及其他仓局部应设置保温层，保温层厚度不低于50mm的岩棉，岩棉容重不低于80kg/立方。阻燃材质，阻燃等级A级。在舱内外温差为55℃的环境条件下，传热系数≤1.5W/（m²·℃)。7.4.6集装箱外壳机械强度要求集装箱的外壳应有足够的机械强度，并应耐受以下的负荷和撞击：a）顶部负荷：按照上人屋面荷载考虑，300kg的载荷均匀分布于刚性顶板最弱处的600mm×300mm的面积上。b）外壳上的风负荷：风负荷按GB/T11022-1999第2.1.2节中要求，可耐受风速不高于34m/s的冲击。c）在面板、门和通风口上的外部机械撞击：外部机械撞击的撞击能量为20J，对应的防护等级为GB/T20138的IK10。大于此值的意外机械撞击（如车辆的碰撞）未包含在本标准中，但应予以防止。如果需要，可在集装箱外部及周围采取其它措施。7.4.7耐紫外线辐射防紫外线功能须保证集装箱内外材料的性质不会因为紫外线的照射发生劣化、不会吸收紫外线的热量等。8存储、运输8.1存储a)初始能量状态宜为30%-50%存放，每贮存六个月宜维护能量状态至前述范围；b)贮存环境应避雨、防晒、清洁、干燥、通风及防护良好，远离火源、热源、腐蚀性介质及重物隐患；78.2运输a）运输过程中储能集装箱应处于关闭断电状态；b）运输过程中电池的荷电状态宜为20%-50%或满足指定要求；c）运输过程中应防止剧烈振动、冲击、挤压，防止日晒雨淋，不得倒置；d）集装箱吊装需根据箱体类型及重量选用合适的吊装方式；e）装卸过程中，应轻搬轻放，严禁摔掷、翻滚、重压。9试验9.1试验项目表1检测项目1 √2√ 3-√4√√5√ 6√-7√-8√-99√-√ √√√√√√9.2试验方法9.2.1集装箱外观检验1）无凹痕、划伤、掉漆、生锈、毛刺、标贴完好、胶条无破损、门窗缝隙处有密封胶。2）LOGO丝印、警示标识符合技术要求，粘贴牢固、无变形划伤、封条下钢板无裸露生锈。9.2.2绝缘地毯耐压测试参考HG2949电绝缘橡胶板第4章，第9节。9.2.3涂层附着力1）测试方法：ISO2409划格法/ISO4624拉开法。2）试验要求：附着力为0级。9.2.4集装箱IP防水测试1）IP等级定义：参照GB4208外壳防护等级（IP代码）第6章，表3。2）测试方法：参照GB/T5338系列1集装箱技术要求和试验方法第1部分：通用集装箱第6章，第9.2.5垂直吊装测试参考GB/T5338系列1集装箱技术要求和试验方法第1部分：通用集装箱，第6章，第3节。9.2.6单点起吊试验81）试验重量：箱内底板均布载荷为1.3×R－T＝xxxkgf(xxxlbs)。（R：集装箱满载的总重量，T：集装箱箱体自身重量）。2）试验步骤：a）安装，调整或准备各试验器具和测量仪表；b）将封闭的箱体放置到预定位置后，读取并记录各测量处的读数；c）在箱内均布堆放砝码xxxkgf(xxxlbs)；d）砝码堆放完毕后，关闭箱门，读取并记录各测量处的读数；e）将箱体平稳地通过四个顶角件由吊索（每股吊索应与水平面呈60°夹角）起吊，避免出现明显的加速或减速作用；f）读取并记录将箱体吊起时各测量处的读数；g）将箱体平稳地放下，读取并记录箱体放下后各测量处的读数；h）检查集装箱各门板开关情况；i）移去箱内堆放的所有砝码；j）读取并记录箱门关闭时各测量处的读数，另对箱体作检查。3）试验时间：将箱体吊起后悬置试验时间为5分钟。4）试验要求：试验前后集装箱箱体无损坏或永久变形，起吊时集装箱底架任何部位的变形均不应超出底角件的下表面6mm，集装箱尺寸仍能满足装卸、困缚和换装作业的要求，各门板开关顺畅