新型电力系统分布式电化学储能系统设计技术导则

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\u12765前言 12366目次 122332新型电力系统分布式电化学储能系统设计技术导则 2228671范围 255112规范性引用文件 2175113术语和定义 399584总则 3324715接入系统基本要求 3244926电气一次设备配置原则 436807电气二次设备配置原则 6115428土建 8136169环境保护和水土保持 954410接入系统设计安全要求 930154附录A 1011470附录B（资料性附录） 11新型电力系统分布式电化学储能系统设计技术导则范围本文件规定了新型电力系统湖南电网分布式电化学储能建设相关的总体规划设计、接入系统基本要求、电气一次设计、二次系统设计、土建、给排水与暖通、环境保护与水土保持、安全、消防等设计技术要求。本文件适用于35kV及以下电压等级接入中低压配电网、分布式发电及微电网、用户内部电力系统的新建、改建和扩建分布式电化学储能系统。其他类型储能电站可参照执行。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。GB8702电磁辐射防护规定GB8624防火材料制作标准编号GB8978污水综合排放标准GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准GB14050系统接地的型式及安全技术要求GB16806消防联动控制系统GB26860电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分GB26859电力安全工作规程电力线路部分GB50009建筑结构荷载规范GB50011建筑抗震设计规范

GB50015建筑给水排水设计规范GB50016建筑设计防火规范GB50019采暖通风与空气调节设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50065交流电气装置的接地设计规范GB50116火灾自动报警系统设计规范GB50217电力工程电缆设计规范GB51048电化学储能电站设计规范GB/T13955剩余电流动作保护装置安装和运行GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T16935低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验GB/T19862电能质量监测设备通用要求GB/T21697低压电力线路和电子设备系统的雷电过电压绝缘配合GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T31962污水排入城镇下水道水质标准GB/T32509全钒液流电池通用技术条件GB/T34120电化学储能系统储能变流器技术规范GB/T34131储能电站用锂离子电池管理系统技术规范GB/T34866全钒液流电池安全要求GB/T36276电力储能用锂离子电池GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则GB/T36280电力储能用铅炭电池GB/T36547电化学储能系统接入电网技术规定GB/T36548电化学储能电站接入电网测试规程GB/T43526用户侧电化学储能系统接入配电网技术规定GB/T42288电化学储能电站安全规程GB/T41986全钒液流电池设计导则GB/T42726电化学储能电站监控系统技术规范GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范DL/T5816分布式电化学储能系统接入配电网设计规范DL/T448电能计量装置技术管理规程DL/T5843kV～110kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T698电能信息采集与管理系统DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准DL/T634.5104远动设备及系统.第5-104部分:传输规约.采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问NB/T33015电化学储能系统接入配电网技术规定Q/GDW380.2电力用户用电信息采集系统通信通道建设管理规范Q/GDW625配电自动化建设与改造标准化设计技术规定Q/GDW11376储能系统接入配电网设计规范术语和定义DL/T2528界定的以及下列术语和定义适用于本文件。分布式电化学储能电站distributedelectrochemicalenergystoragestation分布式电化学储能系统是指接入中低压配电网、分布式发电及微电网、用户侧等多种接入方式的电化学储能电站，电化学储能类型主要包括锂离子电池储能、铅酸/铅炭电池储能、液流电池储能等。总则分布式电化学储能系统设计应满足电源与电网互适性要求。设计方案的选择既要有普遍性、可扩展性，又要有经济性。设计应遵循“安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则，按照建设规模、工程特点（含扩建工程）、发展规划和配电网条件，通过技术经济比较确定设计方案。本文件适用于35kV及以下电压等级的新建、改建和扩建分布式电化学储能系统接入公共配电网、用户内部电网的设计。分布式电化学储能系统接入配电网设计除应符合本文件外，还应符合国家现行有关标准的规定。接入系统基本要求基本规定分布式电化学储能在用户侧主要用于用户负荷的削峰填谷、需量管理和提升电能质量，宜具备参与电网需求侧响应和辅助服务能力；在分布式电源侧主要用于平滑新能源发电，平滑新能源输出；在配电网侧主要用于调峰调频，削峰填谷，增加电网运行稳定性。分布式电化学储能设计应根据应用需求、接入电压等级、储能类型、特性和要求、设备短路电流耐受能力进行设计。分布式电化学储能应具备双向有功功率和无功功率控制功能，应能接受有功功率、无功电压控制指令，功率可连续调节。分布式电化学储能功率控制、高/低压穿越、电网适应性、电能质量、保护与安全自动装置、调度自动化与通信及接入电网测试等方面应满足GB/T43526的要求。除上述要求外，还应符合其他相关国家现行有关法规、标准的规定。接入系统条件分布式电化学储能系统接入配电网前应进行接入条件分析，接入条件分析应包括储能系统概况分析，储能系统所在供电区域公共配电网的现状和发展规划等内容。接入条件分析中，储能系统概况分析，储能系统所在供电区域公共配电网的现状和发展规划等内容的深度应符合DL/T5816的要求。接入系统设计要求一般规定接入系统设计应包括电压等级、潮流计算、短路电流及短路容量、电能质量和电气参数要求等内容。接入配电网电压等级接入的电压等级应综合考虑储能系统充放电功率、导线载流量、上级变压器及线路可接纳能力、所在地区配电网情况，可按表1确定。表1分布式电化学储能并网电压等级储能系统额定功率接入电压等级PN≤8kW220V8kW≤PN≤400kW380V400kW≤PN≤5MW10kV5MW≤PN≤20MW35kV相关计算接入10kV及以上电压等级储能系统接入配电网前，在必要时应对提出的各种接入方案进行潮流计算、短路电流计算和电能质量计算，计算内容和深度需满足DL/T5816、Q/GDW11376提出的相关要求。充放电电流分布式电化学储能系统以最大方式进行充放电时，电流不应超出配电设备允许的载流能力。原则上，当用户侧储能向电网反送电时，储能系统不应处于放电工况。电气参数要求分布式电化学储能升压变压器或输出汇总点的电气主接线方式，应根据储能系统规划容量、分期建设情况、供电范围、附近区域负荷情况、接入电压等级和出线回路数等条件，通过技术经济比较后确定。电气参数应满足DL/T5816、Q/GDW11995的相关要求。并网测试接入电网前，储能系统的储能载体、储能变流器等主要部件应通过性能测试，测试由具备相应资质的单位或者部门进行，测试点、测试内容需满足GB/T36547、GB/T36548的相关要求。电气一次设备配置原则储能电池与电池管理系统电池应满足安全、可靠、环保的要求。电池选型应根据电池放电倍率、自放电率、循环寿命、能量效率、安全环保、技术成熟度和储能电站应用场景对系统响应、散热性能的需求以及电站建设成本和建设场地限制等因素选择，可选择铅酸（铅炭）电池、锂离子电池和液流电池。铅酸（炭）电池外观、尺寸和质量、电性能、循环性能、安全性能应符合GB/T36280的相关规定。锂离子电池外观、尺寸和质量、电性能、环境适应性、耐久性及安全性能应符合GB/T36276的相关规定。全钒液流电池基本性能应符合GB/T32509的相关规定，安全性应符合GB/T34866的规定，设计应符合GB/T41986的规定。电池单体、电池模块、电池簇等核心部件应取得具有CMA/CNAS储能检测资质单位出具的型式试验报告。电池管理系统应符合GB/T34131的相关规定。储能变流器储能变流器应符合GB/T34120的规定。储能变流器应具备保护功能，保护功能应至少包括短路保护功能、极性反接保护功能、直流电压保护功能、过电流保护功能、过温保护功能、通讯故障保护功能、冷却系统故障保护功能和非计划性孤岛保护功能。储能变流器应具有与电池管理系统、监控系统等设备进行信息交互的功能，应能够实时监测储能变流器与电池管理系统、监控系统等设备的通信状态。储能变流器与电池管理系统可采用CAN、RS-485、以太网、无线等通信接口，支持CAN2.0B、Modbus、DL/T860、MQTT等通信协议，且具有一个输出硬接点接口；与监控系统可采用以太网通讯接口，支持MODBUS-TCP、DL/T860等通信协议。变压器变压器应优先选用自冷式、低损耗电力变压器；储能单元就地变压器宜选用无励磁调压变压器，当无励磁调压变压器不能满足电力系统调压要求时，应采用有载调压电力变压器；当多台储能变流器并联有谐波和环流抑制需求时，就地变压器可选用分裂绕组变压器。断路器0.4kV储能并网点应安装易操作、具有明显开断指示、开断故障电流能力的功能的断路器。根据短路电流水平选择设备开断能力，并应留有一定裕度，应具备电源端与负荷端反接能力，同时具备剩余电流保护、过电压保护、防孤岛保护、电能质量监测等功能10（35）kV储能并网点应安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电具备失压跳闸及检有压合闸功能的开断设备。根据断路电流水平选择设备开断能力，并留有一定裕度，10kV一般宜采用20kA或25kA，35kV一般宜采用31.5kA或25kA。当储能并网公共连接点为负荷开关时，应改造为断路器。防逆流装置用户侧储能电站从是否向公共电网送电分为上网与不上网两种方式。当用户侧储能采用不上网方式，服务于完全自用模式时，用户侧储能公共连接点应装设防逆流保护装置，保护功能作用于控制用户侧储能放电功率。电缆选择集敷设电缆选择与敷设应符合GB50217相关规定。电池系统内部及其与储能变流器之间的连接电缆宜采用单芯电缆；控制电缆、信号线缆应采用屏蔽线缆；电缆应选用C类及以上阻燃电缆。电缆宜采用沟道、槽盒或穿保护管敷设，殊情况采用直埋敷设时，应采用铠装电缆或采取穿管保护；电力电缆和控制电缆、光缆、屏蔽双绞线等线缆宜分开排列；液流电池下方不宜敷设电缆，电池系统的电缆进、出线宜由上端引出，宜采用电缆桥架敷设。消防配电线路的电缆敷设应符合GB50016的规定。电缆构筑物中电缆引至电气柜盘或控制屏台的开孔部位，电缆贯穿隔墙、楼板的孔洞处均应实施阻火封堵。防雷、接地及过电压保护储能箱体部分、低压电气部分及并网设备等设施的防雷接地装置，应符合GB14050、GB50057和GB/T50065的要求。过电压保护和绝缘配合设计应符合GB/T16935、GB/T21697和GB/T50064的规定。储能项目接地方式应与其所接入电网的接地方式相适应。电气二次设备配置原则一般规定二次系统设计应包括继电保护和安全自动装置、远方监视、通信和自动化、安全防护、电能质量监测和视频及环境监视系统。二次系统技术指标应符合现行NB/T33015的规定。继电保护及安全自动装置配置分布式电化学储能系统继电保护及安全自动装置应符合GB/T14285和DL/T584的规定，且应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。通过10kV及以上电压等级专线方式并网的分布式电化学储能，并网线路两侧宜采用电流保护，当保护整定或配合困难时，可采用差动保护。用户侧储能公共连接点应装设逆功率保护装置，保护功能作用于控制用户侧储能放电功率。分布式电化学储能电站设有母线时，母线故障可由有源连接元件的后备保护切除故障；如后备保护不能满足要求时，应配置专用母线保护装置，快速切除故障。10kV及以上电压等级并网的分布式电化学储能应配置频率异常解列装置、独立防孤岛保护装置；0.4kV并网接入时，可不独立配置安全自动装置。10kV及以上电压等级并网点应具备低频、过频、低压、过压故障解列和阶段式（方向）电流保护功能。0.4kV并网的分布式电化学储能，应配置剩余电流保护，动作电流和分断时间应符合GB/T13955中的相关规定。分布式电化学储能系统应具备同期功能。远方监控参与电网需求侧响应和辅助服务的分布式电化学储能，应实现储能电站的可观、可测、可调、可控功能。各电压等级用户侧储能远动接入方式（1）采用0.4kV接入的分布式储能可采用无线公/专网方式经过相应终端接入用电信息采集系统或配电自动化主站。（2）采用35kV接入的分布式储能远动信息上传宜采用调度数据网接入调度自动化主站。（3）采用10kV接入的分布式储能可采用光纤专网也可采用无线网络接入相应的调度自动化、配电自动化等主站。各电压等级分布式储能远方监控的要求（1）以0.4kV电压等级接入的分布式储能，终端应包括智能电表、能源控制器（集中器）、台区融合终端等，终端数据采集应满足实时性要求。（2）以10kV电压等级接入的直采直控的分布式储能电站，站内部署远动机、测控装置、AGVC子站等设备，也可部署多合一远动装置，应采集站内数据，具备条件时可接收调度控制指令。以0.4kV电压等级并网的分布式储能，应具备就地充放电有功功率控制、电压/无功调节的能力；10kV及以上电压等级并网的分布式储能，应具备就地和远程充放电有功功率控制功能、就地和远程无功功率控制和电压调节功能。四可数据采集范围应包括电池管理系统、储能变流器、变配电系统和辅助系统等设备状态及运行信息，采集信息参见附录B。监控系统储能电站应配置具备能量管理功能的计算机监控系统，宜按无人值班或少人值班设计，应具有可扩展性，满足系统可靠性、实时性、可扩展性要求。储能监控系统的监视、控制、保护及通信等功能应符合GB/T42726的相关规定。二次安全防护信息安全防护应符合国家发改委2024年第27号令、GB/T36572、GB/T22239的规定，满足安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证要求。位于生产控制大区的配电业务系统与其终端的纵向连接中使用无线通信网、非电力调度数据网的电力企业其他数据网、或者外部公用数据网的虚拟专用网络方式（VPN）等进行通信的，应设立安全接入区。电能计量储能系统接入电网前，应设置电能计量点，具备双向有功及四象限无功计量功能。电能计量点原则上设置在并网点或合同协议中规定的贸易计算点，计量信息应送至相应计量主站。用电信息采集装置分布式电化学储能应配置用电信息采集终端，实现电量数据远程上传至电网企业，采集终端配置应符合DL/T698的规定。电能表电能表安装在计量箱或计量屏(柜)内，电能表接入方向充电为“正”，放电为“负”。电能表具备分钟级数据冻结功能和电能质量监测功能，具备充放电监测、诊断能力，可记录单次充放电电量、单次最大负荷及发生时间、负荷曲线。其中，低压并网的储能系统，在智能电能表后端应安装1只智能断路器，智能断路器具备远程/就地控制、过欠压保护、防孤岛保护、电流保护等功能。电能表的精度应符合DL/T448的规定。互感器计量互感器应与电能表配套使用，电流互感器准确度等级应不低于0.5S级，电压互感器准确度等级应不低于0.5级。储能系统并网未经隔离变压器时，应配置抗直流分量的互感器。视频及环境监控系统分布式电化学储能电站宜配置视频及环境监控系统，系统宜包括入侵报警、视频安防和出入口控制、环境采集功能。视频及环境监控系统宜与站内计算机监控系统、火灾自动报警系统通信，具备远方监视和控制功能。电能质量监测对于接入0.4kV电压等级接入的分布式电化学储能系统宜具有电能质量监测功能，电能质量监测历史数据应至少保存1年。对于接入10kV及以上电压等级接入的分布式电化学储能系统，其公共连接点应装设电能质量在线监测装置，并应符合现行国家标准GB/T19862的规定。对时及不间断电源10kV及以上分布式电化学储能电站，其涉网的自动化设备应能接受对时，宜配置独立时钟，支持北斗及GPS对时。0.4kV接入时，相关设备应能够支持网络对时、规约对时等。10kV及以上分布式电化学储能电站内宜设置UPS交流电源，供远动装置、关口电能表、电能量终端服务器等使用。0.4kV接入时，可根据负荷情况配置UPS交流电源。系统通信分布式电化学储能接入配电网时，应根据当地电力系统通信现状，因地制宜地确定储能电站的通信方案。分布式电化学储能电站采用0.4kV电压等级接入时，可采用无线公网通信方式。无线公网的通信方式应满足Q/GDW625和Q/GDW380.2相关规定，采取可靠的安全隔离和认证措施。分布式电化学储能电站采用10kV及以上电压等级接入时，宜采用光纤专网方式；现场已有光纤通信条件时可直接接入，无光纤通信条件的情况下，可采用无线公网方式进行加密通信。通信方式和信息传输协议应满足DL/T634.5101、DL/T634.5104的要求。土建总平面及竖向布置分布式电化学储能电站的总平面布置应根据生产工艺、运输、防火、防爆环境保护和施工等方面的要求，按最终规模对站区的建(构)筑物、管线及道路进行统筹安排。分布式电化学储能电站内，电池预制舱与站内配电装置室、二次设备室(舱)、升压变压器、变流器、生产综合楼等建(构)筑物的防火间距应符合GB51048的有关规定。电池预制舱之间的间距不应小于3m，如两台预制舱并列放置间距小于3m时，其间应设置防火墙。配电装置场地宜采用碎石地坪，不设检修小道，操作地坪按电气专业要求设置。湿陷性黄土地区应设置灰土封闭层。雨水充沛的地区，可简易绿化，但不应设置管网等绿化设施，控制绿化造价。竖向布置的形式应综合考虑站区地形、场地及道路允许坡度、站区排水方式、土石方平衡等条件来确定，场地的地面坡度不宜小于0.5%。站内外道路进站道路和站内道路宜采用公路型道路，湿陷性黄土地区、膨胀土地区宜采用城市型道路;路面可采用混凝土路面或沥青混凝土路面。采用公路型道路时，路面(路边缘)宜高于场地设计标高100mm。进站道路最大限制纵坡应能满足大件设备运输车辆的爬坡要求，不宜大于6%。站内道路宜采用环形道路，宜采用公路型混凝土道路。大门宜面向站内电气主设备运输道路。储能电站大门及道路的设置应满足电气设备、大型装配式预制件、预制舱式二次组合设备等整体运输的要求。建筑建筑应严格按工业建筑标准设计，风格统一、造型协调、方便生产运行，并做好建筑“四节(节能、节地、节水、节材)一环保”工作，建筑材料选用因地制宜，选择节能、环保、经济、合理的材料。储能电站中建(构)筑物的耐火等级不应低于二级。建筑物外墙设计应满足结构、热工、防水、防火及建筑装饰等要求，内墙设计应满足结构、隔声及防火要求。屋面宜设计为结构找坡，平屋面采用结构找坡不得小于5%，建筑找坡不得小于3%，天沟、檐沟纵向找坡不得小于1%，寒冷地区建筑物居宜采用坡屋面，坡屋面坡度应符合设计规范要求。屋面采用有组织防水，防水等级采用1级。室内采用保温、铺地装饰材料时，其燃烧性能应达到GB8624规定的A级。建筑外装饰色彩与周围景观相协调，内墙和顶棚涂料采用无机涂料。储能电站内建筑楼、地面做法应按照现行国家标准图集或地方标准图集选用。建筑外门窗抗风压性能分级不得低于4级，气密性能分级不得低于6级，水密性能分级不得低于3级。有防火要求的房间应采用防火门窗。结构建筑结构安全等级按二级，结构重要性系数为1.0，结构设计使用年限50年。设计环境等级条件:室内为一类、室外为二a类。抗震设计应符合现行国家标准GB50011规定，结构设计荷载应符合现行国家标准GB50009规定。建筑物采用混凝土框架结构、砌体结构或钢结构。构筑物围墙可采用实体围墙，砌体材料因地制宜。大门宜采用电动实体推拉门。电池舱间防火墙宜采用钢筋混凝土框架+填充墙形式，墙体需满足耐火极限≧3h的要求。电池舱间防火墙应高出电池预制舱顶1m，墙长应不小于电池预制舱两侧各1m。电缆沟沟深小于1m时，沟体宜采用砌体，沟深大于1m或离路边小于1m时沟体宜采用现浇混凝土，在湿陷性黄土地区及寒冷地区，采用混凝土电沟，电缆沟沟壁应高出场地地坪100mm。水工给水排水设计应符合GB50015的规定。给水水源包括市政给水管网、打井取水等。生活污水、雨水、生产废水等应采用分流制，生活污水、生产废水应处理达标后排放。暖通采暖、通风与空气调节设计应符合GB50019及GB50016的规定。环境保护和水土保持一般规定储能电站的设计应符合国家环境保护、水土保持和生态环境保护的有关法律法规的要求。储能电站的设计中应对废水、噪声等污染因子采取必要的防治措施，减少其对周围环境的影响。储能电站噪声对周围环境的影响应符合GB12348和GB3096的要求。储能电站的电磁防护设计应符合GB8702的要求。废电池污染防治应遵循闭环与绿色回收、资源利用优先、合理安全处置的综合防治原则。环境保护储能电站的废水、污水应分类收集、输送和处理；对外排放的水质应符合GB8978的要求。向水体排水应符合受纳水体的水域功能及纳污能力条件的要求，防止排水污染受纳水体。储能电站的生活污水应处理达标后复用或排放。位于城市的电站，生活污水可排入城市污水系统，其水质应符合GB/T31962。暂存于储能电站内的废电池，应分类独立贮存，禁止露天堆放。破损的废电池应单独贮存。废锂离子电池贮存前应进行安全性检测，避光贮存，应控制贮存场所的环境温度，避免因高温自燃等引起的环境污染风险。电池系统寿命到期后，应由原生产厂家或有相关资质的机构、厂家等进行回收处理。水土保持储能电站的选址、设计和建设应符合水土保持规定，对可能产生水土流失的，应采取防治措施。储能电站的水土保持应结合工程设计采取临时弃土的防护、挡土墙、护坡设计等工程措施。接入系统设计安全要求安全要求锂离子电池单体、模块、簇，其安全性能应符合GB/T36276的规定。分布式储能应通过国家认证认可的储能电池检验机构检测并出具检验报告。锂离子电池单体、模块应满足高安全、长寿命、高效率、短路情况下电池不开阀不冒烟、过充不起火爆炸的要求。电池模块、电池簇结构设计时应考虑在短路的情况下迅速断开。储能舱（柜）应具备热管理措施，可以是风冷或液冷等手段；采用液冷时，宜做好防凝露措施。线束应采用阻燃材料,电气接口宜采用防呆设计。电池应具有安全防护设计。在充、放电过程中外部遇明火、撞击、雷电、短路、过充过放等各种意外因素时，不应发生爆炸；在正常情况下，液流电池各承压部件不应发生渗漏，喷溅等液体渗出情况。防火安全和消防给水应满足GB/T42288规定，设置必要的消防系统、防火墙、合理