DB31-T 1146.5-2021 智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范 第5部分：風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用

storagesysteminsmartgrid-Part5上海市市場(chǎng)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(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)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(qǐng)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(shí)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(huì)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(huì)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(dòng)工具研究所(集團(tuán))有限公司、上?？睖y(cè)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智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范第5部分：風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用本文件規(guī)定了儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試本文件適用于與電力系統(tǒng)中各電壓等級(jí)電網(wǎng)相連的儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)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，注日期的引用文本文件。GB/T34120電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范GB/T34131電化學(xué)儲(chǔ)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(chǔ)能用鋰離子電池GB/T36547電化學(xué)儲(chǔ)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DL/T1040電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則NB/T33016電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測(cè)試規(guī)程IEC62933-2-1儲(chǔ)能系統(tǒng)第2-1部分：單位參數(shù)及測(cè)試方法一般要求[Electricalenergystorage(EES)systems-Part2-1:Unitparametersandtestingmethods--Generalspecific3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。儲(chǔ)能系統(tǒng)energystoragesystem;ESS輔助負(fù)載auxiliaryloads支撐儲(chǔ)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工作周期dutycycle與儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)的特定充放電循環(huán)工作時(shí)間段。儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的電能量，為儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率與在額定功率下可持續(xù)放電池電量狀態(tài)stateofenergy;SOE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)batterymanageme充放電效率roundtripenergyefficienc規(guī)定運(yùn)行條件下，儲(chǔ)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)功率首次達(dá)到額定功率的90%的時(shí)間。儲(chǔ)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(hào)源的輸出信號(hào)，并能以某種方式對(duì)采集的量值進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(hào)的能力。額定功率下儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)電系統(tǒng)的公共連接處進(jìn)行測(cè)試。典型工作周期按圖1規(guī)定為24h內(nèi)儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率相對(duì)于額3DB31/T1146.5—20測(cè)試時(shí)，初始SOE設(shè)置為50%,并在每個(gè)典型工作周期測(cè)試結(jié)束后，下一個(gè)典型工作周期開始之前，將儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOE恢復(fù)至初始狀態(tài)。儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)測(cè)試條件應(yīng)符合GB38755、DL/T1040、NB/T33016和IEC62933-2-1的規(guī)定。測(cè)試結(jié)果可作為儲(chǔ)能系統(tǒng)性能的基準(zhǔn)，用于評(píng)估隨時(shí)間推移儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用狀況和應(yīng)用性能的變化情況。所有測(cè)量的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流等參數(shù)，應(yīng)按第4章規(guī)定的采樣間隔在同一時(shí)間分辨率上采集，系統(tǒng)溫度、環(huán)境條件(相對(duì)濕度)等參數(shù)參照實(shí)時(shí)的系統(tǒng)溫度、環(huán)境條件，同時(shí)適用于儲(chǔ)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(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。所有測(cè)量的參數(shù)應(yīng)記錄在儲(chǔ)能系統(tǒng)信息報(bào)告中，用于進(jìn)一步分析、確定儲(chǔ)能系統(tǒng)性能。風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)景下性能測(cè)試應(yīng)包括但并不局限于儲(chǔ)能能量測(cè)試、充放電效率測(cè)試、響應(yīng)時(shí)間和爬坡率測(cè)試、參考信號(hào)跟蹤能力測(cè)試、典型工作周期充放電效率測(cè)試。儲(chǔ)能能量測(cè)試旨在確定儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定功率下存儲(chǔ)的能量。測(cè)試前，將儲(chǔ)能系統(tǒng)放電至放電終止條件。儲(chǔ)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5.2.2.2規(guī)定的測(cè)試步驟記錄，以提供具有統(tǒng)計(jì)意義的分辨率，儲(chǔ)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(cè)試儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能能量，并按照5.2.2.1記錄測(cè)試結(jié)果。對(duì)于不同的放電(充電)時(shí)間和最終的SOE值，測(cè)試需要在多個(gè)放電(充電)功率水平下重復(fù)進(jìn)行。儲(chǔ)能能量測(cè)試步驟如下。4a)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定功率下充電至充c)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定功率下放電至放電終止條件，由電池管放電時(shí)間和該SOE值。儲(chǔ)能系統(tǒng)放電過程中輸出的能量記為Whp,根據(jù)放電期間的功率測(cè)量結(jié)果計(jì)算并記錄。e)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)充電過程中輸入的能量記為Whc,包括輔助能量，在充電過f)重復(fù)步驟a)~e)四次，性能測(cè)試值為每個(gè)周期步驟c)中的放電能量Whp的平均值和步驟e)中的充電能量Whc的平均值，與每個(gè)測(cè)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(chǔ)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%利25%的額定功率水平重復(fù)測(cè)試。功率水平調(diào)節(jié)應(yīng)滿足NB/T33016的要求。記錄測(cè)量的充電和放電能量值，參見附錄A。5.2.3充放電效率測(cè)試充放電效率測(cè)試用來確定儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出能量相對(duì)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(cè)試。測(cè)試步驟按5.2.2.2中的步驟a)～f)。5響應(yīng)時(shí)間和爬坡率是用來確定儲(chǔ)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(cè)試方法應(yīng)適用于所有儲(chǔ)能系統(tǒng)。測(cè)試數(shù)據(jù)記錄參見附錄A。響應(yīng)時(shí)間的測(cè)量按圖2規(guī)定，表示儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)放電響應(yīng)時(shí)間和爬坡率測(cè)試步驟如下：b)當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)開始接收放電指令時(shí)，由d)當(dāng)儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)放電響應(yīng)時(shí)間TD。T?儲(chǔ)能系統(tǒng)開始響應(yīng)放電指令的時(shí)間值，單位為秒(s);T?-—-儲(chǔ)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×100…………(d)當(dāng)儲(chǔ)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?;按式(6)計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)充電響應(yīng)時(shí)間Tc。Tc=T?-T?式中：T?——儲(chǔ)能系統(tǒng)開始響應(yīng)充電指令的時(shí)間值，單位為秒(T?—儲(chǔ)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)。Rc=PTz/(T?-T?)…………充電爬坡率通過每秒功率變化百分比R描述，Rpe以%Rpet=Rc/PR×100…………(8)5.2.5參考信號(hào)跟蹤能力測(cè)試參考信號(hào)跟蹤能力用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)景下平滑功率波動(dòng)的能力。在此期周期進(jìn)行。參考信號(hào)跟蹤的相關(guān)測(cè)試結(jié)果記錄于附錄A。風(fēng)電能源穩(wěn)定場(chǎng)景的參考信號(hào)跟蹤能力測(cè)試步驟如下：a)儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲(chǔ)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(chǎng)景典型工作周期的設(shè)定工況，進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試，記錄儲(chǔ)能系統(tǒng)響應(yīng)指令信號(hào)(Prg)時(shí)實(shí)際所吸收或釋放的功率(P)以及信號(hào)跟蹤時(shí)間長度Twrack。7在儲(chǔ)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(hào)Pc與儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際吸收或釋放功率P的均方誤差Ewse,以及平均絕對(duì)偏差EMAD并用其評(píng)估儲(chǔ)能系統(tǒng)跟蹤參考信號(hào)的能力。當(dāng)|(Psigm-Ps)/PimaLI<0.02時(shí)視為儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠跟蹤參考信號(hào)。 (9) (10)Pignal指令信號(hào)，單位為千瓦(kW);在儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)信號(hào)跟蹤時(shí)間百PpsTT=Tvrck/Tduntio按適用于風(fēng)電能源穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)景的工作周期對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充放電。典型工作周期充放電效率的a)儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓不變，持續(xù)10min～30min;c)每個(gè)工作周期測(cè)試結(jié)束后，給儲(chǔ)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(chǔ)8(資料性)測(cè)試報(bào)告根據(jù)所做測(cè)試，測(cè)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(píng)價(jià)。報(bào)告應(yīng)包含所有的測(cè)試數(shù)據(jù)。A.2測(cè)試報(bào)告內(nèi)容根據(jù)5.2關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)試的描述，對(duì)儲(chǔ)能能量、充放電效