DB31∕T 1146.3-2019 智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術規(guī)范 第3部分：頻率調節(jié)應用

2019-02-28發(fā)布2019-06-01實施IDB31/T1146《智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術規(guī)范》分為以下幾個部分：——第1部分：削峰填谷應用；——第2部分：風電出力平滑應用；——第3部分：頻率調節(jié)應用。本部分為DB31/T1146的第3部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由上海市經(jīng)濟和信息化委員會提出并組織實施。本部分由上海市能源標準化技術委員會歸口。間電源研究所、上海電氣分布式能源科技有限公司、上海奧威科技開發(fā)有限公司。1DB31/T1146的本部分規(guī)定了儲能系統(tǒng)在頻率調節(jié)應用場景下的典型工作周期、應用性能測試內本部分適用于與電力系統(tǒng)中各電壓等級電網(wǎng)相連的電化學儲能系統(tǒng)在頻下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T15945電能質量電力系統(tǒng)頻率偏差DL755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則DL/T1040電網(wǎng)運行準則NB/T33016電化學儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測試規(guī)程IEC61000-4-30電磁兼容性(EMC)第4-30部分：試驗和測量技術-電能質量測量方法(Electro-magneticcompatibility-Part:4-30:Testingandmeasurementtechniques—PowerqualitymeasurementIEEE1547分布式資源與電力系統(tǒng)的互連標準(StandardforinterconnectingdistributedresourceswithelectIEEE1547.1帶電力系統(tǒng)的設備互連配電資源的合格試驗程(StandardforconformancetestsproceduresforequipmentinerconnectingdistributedresourcesIEEE1679固定應用設施中的新興儲能技術特性描述和評估(Recommendedpracticeforthecharacterizationandevaluationofemergingenergystoragetechnologiesinst支撐儲能系統(tǒng)正常運行所必須的輔助設施的負載，輔助設施包括運行和保護系統(tǒng)所必需的電池管2荷電狀態(tài)stateofcharge;SOC儲能系統(tǒng)從響應充或放電指令開始到充或放電功率首次達到額定功率的100%所需的時間。爬坡率ramprate能測量來自傳感器、變送器及其他信號源的輸出信號，并能以某種方式對測到的量值進行數(shù)據(jù)存儲能系統(tǒng)在風電出力平滑應用的典型工作周期期間響應參考額定功率下儲能系統(tǒng)從SOC上限到SOC下限的放電時間。典型工作周期充放電效率duty-cycleround-tripe3表1信號類型與參考值高偏差信號004.2典型工作周期典型工作周期選擇具有代表性的2h低偏差信號和2h高偏差信號表示，每個信號類型包括1800個數(shù)據(jù)，采樣間隔為4s。一個典型工作周期依次由3個2h低偏差信號、一個2h高偏差信號、3個2h低偏差信號、一個2h高偏差信號和4個2h低偏差信號組成。如圖1所示，圖中縱坐標為儲能系統(tǒng)充放電功率相對于額定功率的標幺值Pp,正值表示儲能系統(tǒng)充電，負值表示儲能系統(tǒng)放電。測試時，儲能系統(tǒng)的初始SOC值設置為50%,并在每個典型工作周期測試結束后和下一個工作周期開始之前，將儲能系統(tǒng)的SOC恢復至初始狀態(tài)。11o2圖1儲能用于頻率調節(jié)場景的典型工作周期41105應用性能測試內容與方法5.1一般規(guī)定儲能系統(tǒng)性能測試應符合GB/T15945-2008、DL755、DL/T1040、EC61000-4-30、IEEE1547和IEEE1547.1的規(guī)定。測試結果可作為儲能系統(tǒng)性能的基準，用于評估隨時間推移儲能系統(tǒng)的使用狀況和應用性能的變化情況，應滿足IEEE1679的要求。辨率上采集，同時適用于儲能系統(tǒng)應用性能和度量指標，并符合所采用的公認測量標準。所有測量的參數(shù)應記錄在儲能系統(tǒng)信息報告中，用于進一步分析、確定儲能系統(tǒng)性能。5.2測試內容與方法頻率調節(jié)應用場景下的性能測試應包括并不局限于儲能能量測試、充放電效率測試、儲能能量穩(wěn)定性測試、響應時間和爬坡率測試、參考信號跟蹤能力測試、典型工作周期充放電效率測試。5.2.2儲能能量測試儲能能量測試旨在確定儲能系統(tǒng)在額定電功率下存儲的能量。測試前，將儲能系統(tǒng)放電到SOC下限。儲能系統(tǒng)在充放電過程中的功率應按規(guī)定的時間間隔和步驟記錄，以提供具有統(tǒng)計意義的分辨率，儲能系統(tǒng)的相關能量輸入和輸出由記錄的功率計算。在選定的功率下，儲能系統(tǒng)測試儲能能量，并按照5.2.2.1記錄測試結果。對于不同的放電(充電)時間和最終的SOC值，測試需要在多個放電(充電)功率水平下重復進行。儲能能量測試步驟如下：5a)按照技術規(guī)定和運行說明，儲能系統(tǒng)在額定功率下充電到指定c)按照技術規(guī)定和運行說明，儲能系統(tǒng)在額定功率下放電到指定SOC的下限，由電池管理系統(tǒng)記錄放電時間和該SOC值。儲能系統(tǒng)放電過程中輸出的能量記為Whp,根據(jù)放電期間的功記錄充電時間和該SOC值。儲能系統(tǒng)充電過程中輸入的能量記為Wf)重復步驟b)~e)四次，性能測試值為每個周期步驟c)中的放電能量Whp的平均值和步驟e)g)在使儲能系統(tǒng)達到其SOC上限之后，步驟b)~e)應以75%、50%和25%的額定功率水平重復測試。功率水平調節(jié)應滿足NB/T33016的要求。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率應結合5.2.2進行測試。儲能系統(tǒng)的充放電效率應在3個額定功率下充放電循環(huán)周期測試完成后，根據(jù)5.2.2.2中測試的數(shù)6確定儲能系統(tǒng)能量穩(wěn)定性。計算儲能能量穩(wěn)定性w如式(3)。w=(WN/Ws)×100%………w——儲能能量穩(wěn)定性；響應時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間，或從零充電功率到額定充電功率所需的時間。需提供頻率調節(jié)應用的額定功率，測試方法應適用于所有儲能系統(tǒng)。測試數(shù)據(jù)記錄參見附錄A。響應時間的測量如圖2所示，表示儲能系統(tǒng)從響應充(放)電指令開始到充(放)電功率首次達到額定功率的100%±2%以內所用的時間。07d)當儲能系統(tǒng)輸出功率首次達到額定功率的100%±2%時，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值RTp——放電響應時間，單位為秒(s);T?——儲能系統(tǒng)輸出功率首次達到額定放電功率100%±2%的時間值，單位為秒(s);RRp=Pr?/(Te-T?)d)當儲能系統(tǒng)輸人功率首次達到額定功率的100%±2%時，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?。RTc=T?-T?RTc——充電響應時間，單位為秒(s);T?——儲能系統(tǒng)輸人功率首次達到額定充電功率100%±2%的時間值，單位為秒(s);8RRpet=RRc/PR×100%參考信號跟蹤能力用于評價儲能系統(tǒng)頻率響應的能力。在此期間，儲能系統(tǒng)有能力或無能力跟蹤參考信號都應記錄，測試步驟按照頻率調節(jié)應用場景的典型工作周期進行。參考信號跟蹤的相關測試結果記錄于附錄A。a)儲能系統(tǒng)應按照制造商的技術規(guī)定以額定功率向儲能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOC=b)根據(jù)頻率調節(jié)應用場景典型工作周期的設定工況，進行充放電循環(huán)測試，記錄儲能系統(tǒng)響應指令信號Pigl時實際所吸收或釋放的功率P以及信號跟蹤時間長度Ttmck。根據(jù)式(10)和式(11)分別計算指令信號PsigaL與儲能系統(tǒng)實際吸收或釋放功率P的均方差和 (10) (11)在頻率調節(jié)應用典型工作周期持續(xù)時間內，儲能系統(tǒng)信號跟蹤時間百分比PSTT(percentofPSTT=Tweck/Tduraton×100%Tvack——信號跟蹤時間長度[當|(Psigmml-P)/按適用于頻率調節(jié)應用場景的工作周期對儲能系統(tǒng)進行充放電。典型工9用于頻率調節(jié)的周期充放電效率測試需根據(jù)4.2描述的典型工作周期進行，測試步驟如下：a)儲能系統(tǒng)應按照制造商的技術規(guī)定以額定功率向儲能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOC=50%,在該SOC下，保持儲能系統(tǒng)的電壓不變，持續(xù)10min~30min。b)儲能系統(tǒng)按照4.2的典型工作周期描述的充放電循環(huán)進行測試。c)每個工作周期測試結束后，給儲能系統(tǒng)充電或放電使其恢復到初始SOC。d)典型工作周期充放電效率計算，由儲能系統(tǒng)的輸出能量除以輸入能量來確定。(資料性附錄)A.1概述根據(jù)所做測試，測試報告應提供足夠準確、清晰和客觀的數(shù)據(jù)來進行分析與評價。報告應包含所有的測試數(shù)據(jù)。A.2測試報告內容根據(jù)5.2關于儲能系統(tǒng)應用性能測試的描述，對儲能能量、充放電效率、儲能能量穩(wěn)定性、響