DB31T 1146.5-2021 智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范 第5部分：風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用

智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范第5部分：風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用Technicalspecificationfortestingperformanceofelectricalenergy上海市市場監(jiān)督管理局發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件為DB31/T1146《智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范》的第5部分。DB31/T1146分為以下幾個(gè)部分：——第1部分：削峰填谷應(yīng)用；——第2部分：風(fēng)電出力平滑應(yīng)用；——第3部分：頻率調(diào)節(jié)應(yīng)用；——第4部分：光伏出力平滑應(yīng)用；——第5部分：風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用；——第6部分：電壓暫降治理應(yīng)用；——第7部分：微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)用。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)識別專利的責(zé)任。本文件由上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會提出并組織實(shí)施。本文件由上海市能源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：上海電力大學(xué)、國網(wǎng)上海市電力公司、上海市能效中心、華東電力試驗(yàn)研究院有限公司、杭州市電力設(shè)計(jì)院有限公司、上?？臻g電源研究所、上海電動工具研究所(集團(tuán))有限公司、上海勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司、國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學(xué)研究院、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司。1本文件規(guī)定了儲能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試本文件適用于與電力系統(tǒng)中各電壓等級電網(wǎng)相連的儲能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場景下的性能2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T34120電化學(xué)儲能系統(tǒng)儲能變流器技術(shù)規(guī)范GB/T34131電化學(xué)儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB/T36276電力儲能用鋰離子電池GB/T36547電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則NB/T33016電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測試規(guī)程IEC62933-2-1儲能系統(tǒng)第2-1部分：單位參數(shù)及測試方法一般要求[Electricalenergystorage(EES)systems—Part2-1:Unitparametersandtestin下列術(shù)語和定義適用于本文件。在所需的時(shí)間范圍內(nèi)儲能系統(tǒng)用于補(bǔ)充風(fēng)電支撐儲能系統(tǒng)正常運(yùn)行所必須的輔助設(shè)施的負(fù)載，輔助設(shè)施包括運(yùn)行和保護(hù)系統(tǒng)所必需的冷卻系2與儲能系統(tǒng)應(yīng)用場景相關(guān)的特定充放電循環(huán)工作時(shí)間段。儲能系統(tǒng)存儲的電能量，為儲能系統(tǒng)的額定功率與在額定功率下可持續(xù)放電時(shí)間的乘積。電池實(shí)際(剩余)可放出的瓦時(shí)容量與額定瓦時(shí)容量的比值。電池管理系統(tǒng)batterymanagemen規(guī)定運(yùn)行條件下，儲能系統(tǒng)在一個(gè)充放電周期內(nèi)有效的輸出能量除以輸人能量的比值，用百分?jǐn)?shù)響應(yīng)時(shí)間responsetime功率首次達(dá)到額定功率的90%的時(shí)間。儲能系統(tǒng)吸收或釋放功率單位時(shí)間變化值與額定功率的比值。能接收來自傳感器、變送器及其他信號源的輸出信號，并能以某種方式對采集的量值進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用的典型工作周期期間響應(yīng)參考信號的能力。額定功率下儲能系統(tǒng)從SOE上限到SOE下限的放電時(shí)間。4風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用典型工作周期典型工作周期選擇在儲能系統(tǒng)與風(fēng)電系統(tǒng)的公共連接處進(jìn)行測試。典型工作周期按圖1規(guī)定為24h內(nèi)儲能系統(tǒng)充放電功率標(biāo)幺值，采樣間隔為5min。圖中縱坐標(biāo)為儲能系統(tǒng)充放電功率相對于額3測試時(shí)，初始SOE設(shè)置為50%,并在每個(gè)典型工作周期測試結(jié)束后，下一個(gè)典型工作周期開始之圖1儲能用于風(fēng)電能源穩(wěn)定場景的典型工作周期儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試條件應(yīng)符合GB38755、DL/T1040、NB/T33016和IEC62933-2-1的規(guī)定。測試結(jié)果可作為儲能系統(tǒng)性能的基準(zhǔn)，用于評估隨時(shí)間推移儲能系統(tǒng)的使用狀況和應(yīng)用性能的變化情況。能系統(tǒng)應(yīng)用性能和度量指標(biāo)，并符合所采用的公認(rèn)測量標(biāo)準(zhǔn)。所有測量的參數(shù)應(yīng)記錄在儲能系統(tǒng)信息儲能能量測試旨在確定儲能系統(tǒng)在額定功率下存儲的能量。測試前，將儲能系統(tǒng)放電至放電終止條件。儲能系統(tǒng)在充放電過程中的功率應(yīng)按第4章規(guī)定的采樣間隔和規(guī)定的測試步驟記錄，以提供具有統(tǒng)計(jì)意義的分辨率，儲能系統(tǒng)的相關(guān)能量輸入和輸出由記錄的功率計(jì)算。在選定的功率下，測試儲能系統(tǒng)儲能能量，并按照記錄測試結(jié)果。對于不同的放電(充電)儲能能量測試步驟如下。4a)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲能系統(tǒng)在額定功率下充電至充電終止條件，由電池管理系統(tǒng)記錄b)根據(jù)技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲能系統(tǒng)充電后需在熱待機(jī)狀態(tài)下保持靜置，持續(xù)30min。c)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲能系統(tǒng)在額定功率下放電至放電終止條件，由電池管理系統(tǒng)記錄放電時(shí)間和該SOE值。儲能系統(tǒng)放電過程中輸出的能量記為Wh,根據(jù)放電期間的功率測量結(jié)果計(jì)算并記錄。d)根據(jù)技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲能系統(tǒng)放電后需在熱待機(jī)狀態(tài)下保持靜置，持續(xù)30min。e)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲能系統(tǒng)在額定功率下充電至充電終止條件，由電池管理系統(tǒng)記錄充電時(shí)間和該SOE值。儲能系統(tǒng)充電過程中輸人的能量記為Whc,包括輔助能量，在充電過程中直接測量，并記錄為儲能系統(tǒng)的充電能量。f)重復(fù)步驟a)～e)四次，性能測試值為每個(gè)周期步驟c)中的放電能量WhD的平均值和步驟e)中的充電能量Whc的平均值，與每個(gè)測試相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差也應(yīng)計(jì)算和報(bào)告在內(nèi)。g)在使儲能系統(tǒng)達(dá)到其充電終止條件之后，步驟a)～e)應(yīng)以75%、50%和25%的額定功率水平重復(fù)測試。功率水平調(diào)節(jié)應(yīng)滿足NB/T33016的要求。測試記錄記錄測量的充電和放電能量值，參見附錄A。5.2.3充放電效率測試充放電效率測試用來確定儲能系統(tǒng)輸出能量相對于前一次充電過程中輸入能量的比值。充放電效率應(yīng)結(jié)合5,2.2進(jìn)行測試。測試步驟儲能系統(tǒng)的充放電效率應(yīng)在三個(gè)額定功率下充放電循環(huán)測試完成后，根據(jù)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，具體測試步驟按中的步驟a)～f)。式中：Whp額定功率下輸出的電能，單位為千瓦時(shí)(kW·h);Whc;-1)充電過程中輸入系統(tǒng)的交流電能，包括輔助能量，單位為千瓦時(shí)(kW·h)。當(dāng)輔助負(fù)載不由儲能系統(tǒng)供電時(shí)，充放電效率ηRET應(yīng)按式(2)計(jì)算。式中：AuxDi第i個(gè)循環(huán)放電期間輔助負(fù)載的能量損耗，單位為千瓦時(shí)(kW·h);5響應(yīng)時(shí)間和爬坡率是用來確定儲能系統(tǒng)從零放電功率到額定放電功率所需的時(shí)間，或從零充電功率到額定充電功率所需的時(shí)間。需提供風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用的額定功率，測試方法應(yīng)適用于所有儲能系統(tǒng)。測試數(shù)據(jù)記錄參見附錄A。響應(yīng)時(shí)間的測量按圖2規(guī)定，表示儲能系統(tǒng)從響應(yīng)充(放)電指令開始到充(放)電功率首次達(dá)到額定功率的90%以內(nèi)所用的時(shí)間。儲能系統(tǒng)放電響應(yīng)時(shí)間和爬坡率測試步驟如下：d)當(dāng)儲能系統(tǒng)輸出功率首次達(dá)到額定功率的90%時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時(shí)刻值為T?;按式(3)計(jì)算儲能系統(tǒng)放電響應(yīng)時(shí)間TD。TD=T?一T?…………(3)式中：T?-—-儲能系統(tǒng)輸出功率首次達(dá)到額定放電功率90%的時(shí)間值，單位為秒(s)。按式(4)計(jì)算放電斜率Rp,Rp單位為千瓦每秒(kW/s)。Rp=PT?/(T?一T?)……6Rpet=Rp/PR×100d)當(dāng)儲能系統(tǒng)輸入功率首次達(dá)到額定功率的90%時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時(shí)刻值為T?;Tc=T?一T?…………(6)T?—-儲能系統(tǒng)輸入功率首次達(dá)到額定充電功率90%的時(shí)間值，單位為秒(s)。按式(7)計(jì)算充電斜率Rc,Rc單位為千瓦每秒(kW/s)。Rc=PTz/(T?—T?)…… (8)參考信號跟蹤能力用于評價(jià)儲能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場景下平滑功率波動的能力。在此期周期進(jìn)行。參考信號跟蹤的相關(guān)測試結(jié)果記錄于附錄A。a)儲能系統(tǒng)應(yīng)按照制造商的技術(shù)規(guī)定以額定功率向儲能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲能系統(tǒng)的電壓不變，持續(xù)10min~30min。b)根據(jù)風(fēng)電能源穩(wěn)定場景典型工作周期的設(shè)定工況，進(jìn)行充放電循環(huán)測試，記錄儲能系統(tǒng)響應(yīng)7在儲能系統(tǒng)風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用典型工作周期持續(xù)時(shí)間內(nèi)，按式(9)和式(10)分別計(jì)算指令信號Psigm與儲能系統(tǒng)實(shí)際吸收或釋放功率P.的均方誤差EMsE,以及平均絕對偏差EMAD并用其評估儲能系統(tǒng)跟蹤參考信號的能力。當(dāng)|(PsigL-Pes)/Psigal<0.02時(shí)視為儲能系統(tǒng)能夠跟蹤參考信號。式中：Psigal一指令信號，單位為千瓦(kW);Pes儲能系統(tǒng)實(shí)際吸收或釋放功率，單位為千瓦(kW)。 (9) (10)在儲能系統(tǒng)風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用典型工作周期持續(xù)時(shí)間內(nèi)，按式(11)計(jì)算儲能系統(tǒng)信號跟蹤時(shí)間百分比pPSTT。PeSTT=Track/Tdunation×100%…………式中：Ttrack信號跟蹤時(shí)間長度，單位為小時(shí)(h);Tduration——風(fēng)電能源穩(wěn)定典型工作周期持續(xù)時(shí)間，單位為小時(shí)(h)。5.2.6典型工作周期充放電效率測試按適用于風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場景的工作周期對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充放電。典型工作周期充放電效率的相關(guān)測試結(jié)果，應(yīng)記錄于附錄A。風(fēng)電能源穩(wěn)定場景的典型工作周期充放電效率測試步驟如下：a)儲能系統(tǒng)應(yīng)按照制造商的技術(shù)規(guī)定以額定功率向儲能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲能系統(tǒng)的電壓不變，持續(xù)10min～30min;b)根據(jù)風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場景典型工作周期的設(shè)定工況，進(jìn)行充放電循環(huán)測試；c)每個(gè)工作周期測試結(jié)束后，給儲能系統(tǒng)充電或放電使其恢復(fù)到初始SOE;d)典型工作周期充放電效率計(jì)算，由儲能系統(tǒng)的輸出能量除以輸入能量來確定。8(資料性)根據(jù)所做測試，測試報(bào)告應(yīng)提供足夠準(zhǔn)確、清晰和客觀的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析與評價(jià)。報(bào)告應(yīng)包含所有的測試數(shù)據(jù)。A.2測試報(bào)告內(nèi)容根據(jù)5.2關(guān)于儲能系統(tǒng)性能測試的描述，對儲能能量、充放電效率、能量穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和爬坡率、參考信號跟蹤能力、典型工作周期充放電效率的具體測試內(nèi)容記錄于表A.1。表A.1儲能系統(tǒng)風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用性能測試內(nèi)容記錄表測試類型額定功率下的周期循環(huán)1循環(huán)2循環(huán)3循環(huán)5不同功率水平下功率水平