TCEC - 平抑短時高頻沖擊負(fù)荷用高速飛輪儲能裝置

T/CECxxxx-2019T/FORMTEXTCECT/CECxxxx—2019FORMTEXT?????平抑短時高頻沖擊負(fù)荷用高速飛輪儲能裝置Thehighspeedflywheelenergystoragedeviceusingforstabilizeshort-termhighfrequencyshockloadsFORMTEXT點(diǎn)擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識（征求意見稿）FORMTEXT?????2019-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布2019-XX-XX實(shí)施FORMTEXT中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布ICSFORMTEXT29.240.10FORMTEXTL66FORMTEXT?????目次前言 II1 范圍 12 規(guī)范性引用文件 13 術(shù)語和定義 14 高速飛輪儲能裝置分類和接口形式 35 技術(shù)要求 46 檢驗方法 77 檢驗規(guī)則 98 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存 10前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國電力儲能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC550）歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：盾石磁能科技有限責(zé)任公司、國網(wǎng)北京市電力公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院、中國科學(xué)院電工研究所、華中科技大學(xué)、南京工程學(xué)院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：本標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化中心（北京市白廣路二條1號，100761）。T/CECxxxx-2019平抑短時高頻沖擊負(fù)荷用高速飛輪儲能裝置范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于平抑短時高頻沖擊負(fù)荷用飛輪儲能裝置的類型、性能要求、檢驗方法和檢驗規(guī)則等方面的要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于平抑短時高頻沖擊負(fù)荷用高速飛輪儲能裝置。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12325電能質(zhì)量供電電壓偏差GB/T13422-2013半導(dǎo)體變流器電氣試驗方法GB/T14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15543電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.5電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗GB/T17626.6電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度GB/T17626.8電磁兼容試驗和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗GB/T17626.9電磁兼容試驗和測量技術(shù)脈沖磁場抗擾度試驗GB/T34133-2017儲能變流器檢測技術(shù)規(guī)程GB/T36548-2018電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測試規(guī)范GB/T3859.1-2013半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-1部分：基本要求規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。飛輪儲能flywheelenergystorage一種利用旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時所具有的動能來存儲能量的物理儲能方式。飛輪儲能單元flywheelenergystorageunit由飛輪轉(zhuǎn)子（集成了電動和發(fā)電一體化雙向電機(jī)轉(zhuǎn)子功能）、電動和發(fā)電一體化雙向電機(jī)定子、軸承系統(tǒng)、保護(hù)外殼構(gòu)成的儲能單元。飛輪變流器flywheelconverter連接于飛輪儲能單元與電網(wǎng)（或負(fù)荷）之間的實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置。輔助設(shè)備auxiliaryequipment為了維持飛輪儲能單元內(nèi)部溫度及真空值要求所需的冷卻系統(tǒng)和真空系統(tǒng)設(shè)備等。飛輪儲能裝置flywheelenergystoragedevice飛輪儲能單元及飛輪變流器和輔助設(shè)備組成系統(tǒng)的統(tǒng)稱。高速飛輪儲能裝置Highspeedflywheelenergystoragedevice飛輪儲能單元內(nèi)部的飛輪轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)速≥20000RPM的飛輪儲能裝置。熱備用狀態(tài)hotstandbystate飛輪儲能裝置已具備運(yùn)行條件，轉(zhuǎn)速處于充放電區(qū)域，設(shè)備保護(hù)及自動裝置處于正常運(yùn)行狀態(tài)，隨時可接受外界指令與電網(wǎng)之間進(jìn)行能量交換的狀態(tài)。充（放）電響應(yīng)時間responsetimeforcharging（discharging）熱備用狀態(tài)下，飛輪儲能裝置自收到控制信號起，從熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)成充（放）電，直到充（放）電功率首次達(dá)到額定功率的90%所用的時間。充（放）電調(diào)節(jié)時間regulationtimeforcharging（discharging）熱備用狀態(tài)下，飛輪儲能裝置自收到控制信號起，從熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)成充（放）電，直到充（放）電功率首次達(dá)到額定功率，且功率偏差始終控制在額定功率的2%以內(nèi)的起始時刻的時間。充放電轉(zhuǎn)換時間transfertimefromchargingtodischarging穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，高速飛輪儲能裝置從90%額定功率充（放）電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到90%額定功率放（充）電狀態(tài)的時間。充電過程chargeprocess飛輪儲能裝置從外界吸收能量，以電動機(jī)方式運(yùn)行且轉(zhuǎn)速逐漸升高，將能量以動能方式儲存在飛輪儲能單元內(nèi)的過程。放電過程dischargeprocess飛輪儲能裝置向外界釋放能量，以發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行且轉(zhuǎn)速逐漸下降，將儲存在飛輪儲能單元內(nèi)的動能轉(zhuǎn)換成電能的過程。最高轉(zhuǎn)速M(fèi)aximumspeed飛輪儲能單元存滿能量時，其內(nèi)部飛輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。最低基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速M(fèi)inimumreferencespeed飛輪儲能單元按照額定功率放電，飛輪轉(zhuǎn)子降速運(yùn)行，其所能達(dá)到的轉(zhuǎn)速值。充放電循環(huán)效率charge-dischargecycleefficiency熱備用狀態(tài)下，飛輪儲能裝置以額定功率放電時輸出能量與同循環(huán)過程中額定功率充電時輸入能量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。單位時間循環(huán)充放電次數(shù)飛輪儲能裝置以額定功率由最高轉(zhuǎn)速到最低基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速進(jìn)行循環(huán)充、放電運(yùn)行，單位時間內(nèi)飛輪儲能裝置可無故障連續(xù)完成充放電運(yùn)行的周期數(shù)。高速飛輪儲能裝置分類和接口形式根據(jù)飛輪儲能裝置對外接口的類型不同，分為交流電壓接口和直流電壓接口兩種類型。直流接口形式高速飛輪儲能裝置的外接主回路為直流接口形式時，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示：圖SEQ圖\*ARABIC1直流接口飛輪儲能裝置系統(tǒng)示意圖交流接口形式高速飛輪儲能裝置的外接主回路為交流接口形式時，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示：圖SEQ圖\*ARABIC2交流接口飛輪儲能裝置系統(tǒng)示意圖技術(shù)要求外觀要求高速飛輪儲能裝置外觀要求如下：1）裝置外表面涂覆層應(yīng)均勻平整，不應(yīng)有銹蝕、脫落、碰傷、劃痕；緊固件應(yīng)牢固。2）裝置的標(biāo)牌、標(biāo)記、文字應(yīng)清晰、正確、整齊。一般性能要求充（放）電響應(yīng)時間高速飛輪儲能裝置的充電和放電響應(yīng)時間均≤80ms。充（放）電調(diào)節(jié)時間高速飛輪儲能裝置的充電和放電調(diào)節(jié)時間均≤150ms。充放電轉(zhuǎn)換時間高速飛輪儲能裝置的充放電轉(zhuǎn)換時間≤100ms。單位時間循環(huán)充放電次數(shù)在間歇工作制條件下，要求高速飛輪儲能裝置的單位時間循環(huán)充放電次數(shù)≥20次/小時。充放電循環(huán)效率不同接口形式的高速飛輪儲能裝置的充放電循環(huán)效率如表1所示。表SEQ表\*ARABIC1充放電循環(huán)效率電源接口類型充放電循環(huán)效率直流接口形式≥86%交流接口形式≥79%噪聲值高速飛輪儲能裝置正常充放電運(yùn)行時的噪音值≤85dB（A）。電能質(zhì)量要求直流接口高速飛輪儲能裝置工作電壓允許范圍根據(jù)不同額定電壓等級，其工作電壓允許范圍如表2所示。表SEQ表\*ARABIC2工作電壓允許范圍額定電壓等級工作電壓允許范圍750VDC570VDC~900VDC1500VDC1000VDC~1800VDC電壓紋波高速飛輪儲能裝置以額定功率放電時，其輸出電壓紋波應(yīng)≤3%。交流接口高速飛輪儲能裝置諧波含量額定功率條件下，飛輪儲能裝置交流接口處的電壓諧波電流總諧波以及注入的電流諧波電流分量應(yīng)滿足GB/T14549-1993要求。直流分量飛輪儲能裝置額定功率運(yùn)行時，交流側(cè)電流中的直流電流分量應(yīng)不超過其輸出電流額定值的0.5%。電壓偏差高速飛輪儲能裝置接入公共連接點(diǎn)的電壓偏差應(yīng)滿足GB/T12325的要求。電壓不平衡度高速飛輪儲能裝置接入公共連接點(diǎn)的電壓不平衡度應(yīng)滿足GB/T15543的要求。絕緣性能要求直流接口形式在短接飛輪變流器直流輸入構(gòu)成A電路，短接控制電源220VAC回路構(gòu)成B電路，飛輪變流器柜體接地端構(gòu)成C電路的情況下（如圖3所示），其絕緣電阻和絕緣耐壓應(yīng)符合和的要求。圖SEQ圖\*ARABIC3直流接口絕緣性能測試示意圖直流接口裝置絕緣電阻a)額定電壓750VDC時：1)A電路與B電路之間≥3.5MΩ；2)A電路與C電路之間≥3.5MΩ；3)B電路與C電路之間≥1.5MΩ。b）額定電壓1500VDC時：1)A電路與B電路之間≥4.5MΩ；2)A電路與C電路之間≥4.5MΩ；3)B電路與C電路之間≥1.5MΩ。直流接口裝置絕緣耐壓a)額定電壓750VDC時：1)A電路與C電路之間，施加3800Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；2)A電路與B電路之間，施加3800Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；3)B電路與C電路之間，施加2000Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。b)額定電壓1500VDC時：1)A電路與C電路之間，施加5600Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；2)A電路與B電路之間，施加5600Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；3)B電路與C電路之間，施加2000Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。交流接口形式在短接飛輪變流器交流輸入構(gòu)成A電路，短接控制電源220VAC回路構(gòu)成B電路，飛輪變流器柜體接地端構(gòu)成C電路的情況下（如圖4所示），其絕緣電阻和絕緣耐壓應(yīng)符合和的要求。圖SEQ圖\*ARABIC4交流接口絕緣性能測試示意圖交流電壓接口裝置絕緣電阻：1)A電路與B電路之間≥2MΩ；2)A電路與C電路之間≥2MΩ；3)B電路與C電路之間≥1.5MΩ。交流電壓接口裝置絕緣耐壓：1)A電路與C電路之間，施加2000Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；2)A電路與B電路之間，施加2000Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；3)B電路與C電路之間，施加2000Vrms，50Hz持續(xù)電壓，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。電磁兼容要求在熱備狀態(tài)下，電磁兼容應(yīng)滿足以下要求：a）靜電放電抗擾度試驗限值不低于GB/T17626.2-2006中評價等級3；b）電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗限值不低于GB/T17626.4-2008中評價等級3；c）浪涌抗擾度試驗限值不低于GB/T17626.5-2008中評價等級3；d）射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗不低于GB/T17626.6-2008中評價等級3；e）工頻磁場抗擾度試驗限值不低于GB/T17626.8-2006中評價等級5；f）脈沖磁場抗擾度試驗限值不低于GB/T17626.9-2011中評價等級3。安全性要求高速飛輪儲能裝置應(yīng)有定子過溫保護(hù)、軸承過溫保護(hù)、真空壓力值過高保護(hù)、過欠壓保護(hù)和短路保護(hù)，當(dāng)保護(hù)報警時，裝置應(yīng)能自動停機(jī)保護(hù)，其中，相關(guān)保護(hù)限值需根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品的自身性能設(shè)定。檢驗方法外觀試驗?zāi)繙y觀察外觀符合5.1要求。一般性能試驗充（放）電響應(yīng)時間試驗將高速飛輪儲能裝置調(diào)整至熱備狀態(tài)，按照GB/T36548-2018中7.8的試驗方法進(jìn)行測試。充（放）電調(diào)節(jié)時間試驗將高速飛輪儲能裝置調(diào)整至熱備狀態(tài)，按照GB/T36548-2018中7.9的試驗方法進(jìn)行測試。充放電轉(zhuǎn)換時間試驗將高速飛輪儲能裝置調(diào)整至熱備狀態(tài)，按照GB/T36548-2018中7.10的試驗方法進(jìn)行測試?？裳h(huán)充放電次數(shù)試驗將高速飛輪儲能裝置調(diào)整至熱備用狀態(tài)，按照允許的充放電循環(huán)時間間隔，以額定功率進(jìn)行充、放電循環(huán)測試，連續(xù)運(yùn)行1h，飛輪儲能裝置運(yùn)行期間無故障報警。充放電循環(huán)效率試驗將高速飛輪儲能裝置調(diào)整至熱備用狀態(tài)，按照GB/T36548-2018中7.12的試驗方法進(jìn)行測試。噪聲值試驗高速飛輪儲能裝置在達(dá)到額定功率充（放）電運(yùn)行時，按照GB/T13422中5.1.16的試驗方法進(jìn)行測試。電能質(zhì)量試驗直流接口形式工作電壓允許范圍試驗調(diào)節(jié)主回路電源的電壓值，分別按照高速飛輪儲能裝置的最高工作電壓和最低工作電壓對飛輪儲能裝置進(jìn)行檢測，其應(yīng)能正常工作。電壓紋波試驗按照GB/T13422中5.2.4的試驗方法，對高速飛輪儲能裝置額定功率放電時的電壓紋波進(jìn)行測試。交流接口形式諧波含量試驗按照GB/T13422中5.3.8的試驗方法，對高速飛輪儲能裝置的充電和放電狀態(tài)分別進(jìn)行諧波含量試驗。直流分量試驗按照GB/T36548中7.6.3的試驗方法，對高速飛輪儲能裝置的充電和放電狀態(tài)分別進(jìn)行直流分量測試。電壓偏差試驗按照GB/T12325中的試驗方法，對高速飛輪儲能裝置的充電和放電狀態(tài)分別進(jìn)行電壓偏差測試。電壓不平衡度試驗按照GB/T15543中的試驗方法，對高速飛輪儲能裝置的充電和放電狀態(tài)分別進(jìn)行電壓不平衡度測試。絕緣性能試驗直流接口形式絕緣電阻試驗按照圖3的測試電路及測試位置，依照GB/T3859.1-2013中的試驗方法分別測量各電路之間的電阻值。絕緣耐壓試驗按照圖3的測試電路及參數(shù)值，依照GB/T3859.1-2013中7.2.2的試驗方法對各電路之間進(jìn)行耐壓檢測。交流接口形式絕緣電阻試驗按照圖4的測試電路及測試位置，依照GB/T3859.1-2013中的試驗方法分別測量各電路之間的電阻值。絕緣耐壓試驗按照圖4的測試電路及參數(shù)值，依照GB/T3859.1-2013中7.2.2的試驗方法對各電路之間進(jìn)行耐壓檢測。電磁兼容試驗當(dāng)高速飛輪儲能裝置處于熱備用狀態(tài)時，測試充電和放電過程狀態(tài)下的電磁兼容性能：a）按照GB/T17626.2-2006對靜電放電抗擾度進(jìn)行檢測；b）按照GB/T17626.4-2008對電快速瞬變脈沖群抗擾度進(jìn)行檢測；c）按照GB/T17626.5-2008對浪涌抗擾度進(jìn)行檢測；d）按照GB/T17626.6-2008對射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度進(jìn)行檢測；e）按照GB/T17626.8-2006對工頻磁場抗擾度進(jìn)行檢測；f）按照GB/T17626.9-2011對脈沖磁場抗擾度進(jìn)行檢測。保護(hù)功能試驗飛輪儲能裝置正常工作時，分別針對5.6中涉及的過溫保護(hù)、軸承過溫保護(hù)、真空壓力值過低保護(hù)、過欠壓保護(hù)等保護(hù)功能項目進(jìn)行測試，分別使（模擬）飛輪儲能裝置的對應(yīng)狀態(tài)值到達(dá)其自身設(shè)定的保護(hù)值，飛輪儲能裝置應(yīng)自動停機(jī)并發(fā)出警告提示。針對5.6中涉及的短路保護(hù)功能測試，需調(diào)節(jié)飛輪儲能裝置的輸入電壓為額定值范圍時，選用合適的接觸器使飛輪儲能裝置輸出端短路，飛輪儲能裝置自動停機(jī)并發(fā)出警告提示?？煽啃砸箫w輪儲能裝置按照5.6的規(guī)定進(jìn)行工作，并統(tǒng)計工作時間，連續(xù)工作時間應(yīng)滿足5.6的要求。檢驗規(guī)則檢驗分類7.1.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗分為：型式檢驗；出廠檢驗。7.1.2型式檢驗時機(jī)飛輪儲能裝置有下列情況之一時，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗：新產(chǎn)品試制、定制或鑒定；首制產(chǎn)品，包括轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的首制產(chǎn)品；產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)、工藝有重大改變，足以影響產(chǎn)品性能或質(zhì)量；國家主管檢驗機(jī)構(gòu)提出要求。抽樣檢驗樣品抽樣應(yīng)按如下要求：對每臺套飛輪儲能裝置進(jìn)行出廠檢驗；抽取1臺套飛輪儲能裝置進(jìn)行型式檢驗。檢驗項目飛輪儲能裝置的檢驗項目見表3。表SEQ表\*ARABIC3檢驗項目序號試驗項目出廠檢驗型式檢驗要求檢驗方法1外觀5.16.12充（放）電響應(yīng)時間––.13充（放）電調(diào)節(jié)時間––.24充放電轉(zhuǎn)換時間––.35可循環(huán)充放電次數(shù)––.46充放電循環(huán)效率––.57噪聲值––.68工作電壓允許范圍––9電壓紋波––