2023《工商业储能一体化柜通用技术规范》

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发布时间:2024-05-16 01:11

中国电工技术学会团体标准T/CES 241-2023《工商业储能一体化柜通用技术规范》由中国电工技术学会提出,环保设备国网江苏综合能源服务有限公司、国网上海能源互联网研究院有限公司等单位起草编制完成。该标准规定了工商业储能一体化柜组成、使用条件、技术性能、安全性能以及试验检测方面技术要求。

1. 标准起草单位及主要起草人

(1)起草单位

国网江苏综合能源服务有限公司、国网上海能源互联网研究院有限公司、国网南京综合能源服务有限公司、南京南瑞继保工程技术有限公司、珠海科创储能科技有限公司、深圳市健网科技有限公司、上海采日能源科技有限公司、中电科(南京)储能技术有限公司、江苏省可再生能源行业协会、江苏省储能行业协会、上海联辉云电力科技有限公司、江苏其厚智能电气设备有限公司。

(2)主要起草人

李响、王德顺、周显威、李跃龙、王宁、何剑、王骏、李永富、庄俊、周晨、薛金花、毕震宇、罗玉孙、施新春、姚刚、杨默、顾玙。

2. 标准制定背景

储能是发展新型电力系统的重要组成,是当前国家重点培育的新业态。现阶段,电力系统供需两侧波动性同时增大,对电网灵活性提出更高要求。储能柜调节灵活、响应速度快,可以解决用户三相不平衡、无功等问题,是优质的灵活性资源。但目前用户侧储能百花齐放,规格不一、品质不一,无序的建设、并网对电网的安全稳定运行也造成一定的威胁,亟需进行统一的标准进行指导、约束,推动各企业资源共享、充分协作、合理竞争。

3. 标准主要内容

(1)范围

本文件规定了工商业储能一体化柜(以下简称“储能柜”)组成、使用条件、技术性能、安全性能以及试验检测的技术要求。

本文件适用于接入380V电网电压等级的交流型储能柜,单柜功率范围为50kW~200kW,容量范围为100kW·h~400kW·h,其他电压等级、直流输出的储能柜可参照执行。

(2)规范性引用文件

本标准主要引用的文件主要包括:

GB 2894 安全标志及其使用导则

GB/T 7251.1 低压成套开关设备和控制设备

GB/T 12325 电能质量供电电压偏差

GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变

GB/T 14549 电能质量公用电网谐波

GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡

GB/T 20138 电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级(IK代码)

GB/T 34120 电化学储能系统储能变流器技术规范

GB/T 34131 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范

GB/T 36276 电力储能用锂离子电池

GB/T 36545 移动式电化学储能系统技术要求

GB/T 36547 电化学储能系统接入电网技术规定

GB/T 36558 电力系统电化学储能系统通用技术条件

GB/T 50065 交流电气装置的接地设计规范

GB 50370 气体灭火系统设计规范

GB 51048 电化学储能电站设计规范

DL/T 448 电能计量装置技术管理规定

DL/T 2528 电力储能基本术语

T/CEC 168 移动式电化学储能系统测试规程

T/CEC 373 预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范

Q/CSG 1204051 配电自动化系统安全防护技术规范

(3)术语及定义

主要包括储能柜、动态增容的定义。

3.1 储能柜 Energy storage cabinet

以磷酸铁锂电池作为储能的载体,包含柜体、电池组单元、电池管理单元、储能变流器、控制单元、消防单元、温湿度管理单元于一体且具备在户外场景灵活部署的系统。

3.2 动态增容 Dynamic capacity increase

一种提高配电网输送能力的补偿措施,通过动态改变储能柜有功功率、无功功率的输出大小,实现台区容量临时增额。

(4)总则

4.1 本文件储能系统采用储能柜的形式在现场进行部署。

4.2 本文件储能柜一般包含柜体、电池组单元、电池管理单元、储能变流器、控制单元、消防单元、温湿度管理单元,适用于用户侧户外直接放置的储能柜。

(5)系统组成

5.1 一般规定

5.1.1 储能柜单柜功率范围一般为50kW~200kW,容量范围一般为100kWh~400kWh;储能柜支持并机进行功率、容量的扩展。

5.1.2 储能柜宜采用户外柜集成的方式,系统外观结构见附录A。

5.1.3 储能柜应包括柜体、电池组单元、电池管理单元、储能变流器、控制单元、消防单元、温湿度管理单元。

5.2 电池组单元

电池组单元应满足以下要求:

a) 电池组单元应选用磷酸铁锂电池,符合GB/T 36276电力储能用锂离子电池的要求;

b) 电池单体和电池模块循环寿命循环寿命应满足GB/T36276的规定;

c) 电池组单元安全性能应符合GB/T36276的规定;

d) 电池管理系统技术要求应符合GB/T 34131的规定;

e) 按照GB/T 36548-2018中7.12的试验方法,电池组单元能量转换效率不应低于94%;

f) 电池模块内温度采集通道数宜不小于模块内电池单体数量,模块正负极处宜有温度采集点。

5.3 储能变流器

储能变流器应满足以下要求:

a) 储能变流器设计、性能和功能要求应符合GB/T 34120的规定;

b) 储能变流器宜采用单模块、单级架构;

c) 储能变流器无功输出能力不低于100%;

d) 按照 GB/T 34133试验方法,储能变流器整流或逆变最大效率不低于98%(非隔离);

e) 按照 GB/T 34133试验方法,储能变流器空载损耗不超过额定功率的0.8%;

f) 按照GB/T 36545-2018振动测试方法,符合GB/T 2423.10-2019的要求。

5.4 控制单元

5.4.1 控制单元位于储能柜中,汇集电池组单元的通讯信息、储能变流器的通讯信息、计量系统通讯信息、消防系统通讯信息、热管理通讯信息以及储能柜上级管理系统进行信息交互的作用,储能柜通讯架构见附录B。

5.4.2 电池组单元通讯内容

控制系统与电池组单元通讯内容应至少包含以下内容:

a) 簇数据信息:SOC、簇电压、簇电流、单体最高/低电压、单体最高/低温度;

b) 状态信息:电池簇输出状态,电池系统告警和故障信息。

5.4.3 储能变流器通讯内容

控制系统与储能变流器通讯内容应至少包含以下内容:

a) 数据信息:交流侧包括电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率,直流侧包括电压、电流、功率;

b) 状态信息:并离网状态、系统故障告警和维护信号;

c) 控制信息:启停控制、功率控制、电压和频率控制。

5.4.4 计量系统通讯内容

控制系统与计量通讯内容应至少包含以下数据信息:并网点的频率、电压、电流,注入电网的有功和无功、功率因数数据,以及正/反向有功电能、正反向无功电能。

5.4.5 消防系统通讯内容

控制系统与消防系统通讯内容应至少包含以下数据信息:H2或CO等可燃气体ppm数值、温度、烟雾、预警级别等状态。

5.4.6 温湿度控制系统通讯内容

控制系统与温湿度控制系统通讯内容应至少包含以下数据信息:柜内环境温度、柜内环境湿度、工作电压、工作电流、内外风机状态、整机状态。

5.4.7 上级管理系统通讯内容

接入电网的储能柜,应具有与上级管理系统的通讯功能,应记录但不限于以下信息:

a) 电气模拟量:并网点的频率、电压、电流,注入电网的有功和无功、功率因数、电能质量数据;

b) 电能量:可充/可放电量、上网电量、下网电量等;

c) 状态量:并网点开断设备状态、充放电状态、荷电状态等信号;

d) 其他信息:储能柜功率/容量等。

5.5 柜体

5.5.1 储能柜的柜体外观应满足以下要求:

a) 柜体各焊接部位牢固、焊缝均匀,无漏焊、咬边、气孔、飞溅等缺陷;

b) 柜体外部油漆表面光滑、平整、颜色均匀,无流挂、漏底、针孔等缺陷;

c) 柜体表面具有防腐蚀镀层或涂层,防腐等级满足C4 及以上。

5.5.2 储能柜应至少满足IP54的防护等级。

5.5.3 柜体外壳上应有醒目安全标识,包括接地标识、当心触电、严禁烟火、禁止带电操作等。

5.5.4 柜体外壳上应有铭牌信息,包括但不限于:电池组单元参数、装置额定功率/额定容量、投运日期、制造商等。

5.6 消防设施

储能柜的消防安全要求应符合以下规定:

a) 储能柜应配备自动灭火装置;

b) 储能柜应配备可燃气体监测和烟感探测;

c) 消防介质宜选用全氟己酮或七氟丙烷;

d) 储能柜消防设施最小保护单元宜为电池模块,每个电池模块可单独配置灭火介质喷头或探火管。

5.7 其他辅助设施

5.7.1 储能柜应具备热管理措施,可以是液冷或风冷等手段;25℃条件下,0.5C充放电循环测试14400s,电芯温度差异不高于5℃(采用风冷方式的不高于10℃)。

5.7.2 储能柜应为储能柜内部自供电,应满足离网自启动要求。

5.7.3 储能柜输出断路器应符合GB10963.12005或GB14048.22008的相关要求,具备过载和短路保护功能。

5.7.4 储能柜应具备双向电能计量功能,设备技术要求应符合DL/T 448中技术要求的规定。

(6)使用条件

6.1 环境条件

储能柜在以下环境条件下应能够按照额定功率正常运行:

a) 工作环境温度:-20℃~+50℃;

b) 海拔高度不高于2000m;

c) 相对湿度不高于95%。

6.2 防振动

电池组单元应满足GB/T 36276中振动的要求。

6.3 设备摆放

储能柜在工作时,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°。

(7)性能要求

7.1 并网运行技术要求

储能柜并网运行时,应满足以下要求:

a) 注入电网的电流谐波总畸变率限值为5%;

b) 交流侧电流中的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%;

c) 并网运行时产生的电压波动和闪变应符合GB/T 12326的规定;

d) 功率控制性能应符合GB/T 36547中功率控制的规定;

e) 电网适应性应符合GB/T 36547中电网适应性的规定。

7.2 离网运行技术要求

储能柜离网运行时,应满足以下要求:

a) 交流侧出口电能质量应符合GB/T 34120中离网电能质量的规定;

b) 应具备零压软启动功能;

c) 应具备电压可调功能,电压可调节范围不小于额定电压的±10%。

7.3 功能要求

7.3.1 自启动

储能柜应具备启动和停止功能,并具备在无外接电源情况下实现自启动功能。

7.3.2 过载能力

储能柜应具备短时过载能力,110%额定功率情况下持续运行时间不少于10min,120%额定功率情况下持续运行时间不少于1min。

7.3.3 运行功能要求

储能柜应具备有功功率控制、无功功率控制和功率因数调节等功率控制功能,满足削峰填谷、需求响应、无功补偿、动态增容、三相电流不平衡治理等运行模式的要求。

7.3.4 本地监控功能要求

储能柜应具备本地监控功能,实现对装置内各种设备的数据监测和运行控制,应符合GB/T 36558的技术要求,包含以下功能:

a) 应接收并显示电池管理系统的电压、电流、荷电状态、功率、温度及告警信息;

b) 应接收并显示储能变流器的交直流电压、交直流电流、有功功率、无功功率及告警信息;

c) 应具备并网充/放电运行控制、离网V/F运行控制、有功/无功运行控制等控制功能;

d) 应具备自动运行策略和远程控制功能。

7.3.5 通讯与自动化

储能柜宜具备与上层调度机构通讯的能力,满足下述技术要求:

a) 应具备本地/远程控制切换功能;

b) 应具备RS485和以太网通讯接口;

c) 应具备远程监测信息无线通讯接口。

7.3.6 保护功能

储能柜应具备但不限于以下保护功能:交流过欠压、交流过欠频、交流过流、直流过欠压、直流过流、交流相序保护、过温保护、短路保护等。

(8)安全要求

8.1 防雷接地

储能柜的防雷设计应符合GB/T 36276的规定,系统应预留接地点,且应与接地点可靠连接。

8.2 绝缘

储能柜的绝缘性能应符合GB/T 36276中绝缘材料的性能的规定。

8.3 安全标识

储能柜应有醒目安全标识,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。

8.4 温升

储能柜的额定功率的温升应满足GB/T 36545中温升极限的规定。

8.5 防护等级

储能柜应至少满足IP54的防护等级。

8.6 电池安全预警

储能柜宜具备安全预警功能,能够上报告警信息和启动相应的保护功能。

(9)试验

9.1 储能柜型式试验、出厂试验、现场测试项目见表1。

9.2 储能柜应完成出厂及并网现场的系统测试,并出具测试报告。

(10)存储、运输

10.1 存储

a) 地面无严重倾斜,承载力符合要求;

b) 储存环境温度宜-25℃~55℃;

c) 空气相对湿度宜小于95%。

10.2 运输

a) 储能柜应处于关闭断电状态;

b) 运输环境温度宜-20℃~45℃,空气相对湿度宜小于95%。

4. 标准制定效益

本标准对储能柜做出规范性要求,填补国内在储能柜通用技术规范的空白,通过建立储能柜通用技术规范标准,规范化储能柜的集成与建设。储能柜调节灵活、响应速度快,可以解决用户三相不平衡、无功等问题,是优质的灵活性资源。

(供稿:标准化工作办公室)继续滑动看下一个轻触阅读原文

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原标题:《标准解读 | T/CES 241-2023《工商业储能一体化柜通用技术规范》》