DB31∕T 1146.1-2019 智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范 第1部分 削峰填谷應(yīng)用

2019-02-28發(fā)布2019-06-01實(shí)施IDB31/T1146《智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范》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。本部分為DB31/T1146的第1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(jì)和信息化委員會(huì)提出并組織實(shí)施。本部分由上海市能源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)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。1智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范1范圍DB31/T1146的本部分規(guī)定了儲(chǔ)能系統(tǒng)在削峰填谷應(yīng)用場(chǎng)景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測(cè)試內(nèi)本部分適用于與電力系統(tǒng)中各電壓等級(jí)電網(wǎng)相連的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)在削測(cè)試。下列文件對(duì)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DL755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IEEE1547分布式資源與電力系統(tǒng)的互連標(biāo)準(zhǔn)StandardforinterconnectingdistributedresourceswithelectricpowersysIEEE1547.1帶電力系統(tǒng)的設(shè)備互連配電資源的合格試驗(yàn)程序StandardforconformancetestsproceduresforequipmentinterconnectingdistributedresourceIEEE1679固定應(yīng)用設(shè)施中的新興儲(chǔ)能技術(shù)特性描述和評(píng)估Recommendedpracticeforthecharacterizationandevaluationofemergingenergystoragetechnologiesi3術(shù)語(yǔ)和定義削峰填谷peakshaving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2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放電時(shí)間的乘積。荷電狀態(tài)stateofcharge;SOC電池實(shí)際或剩余可放出的瓦時(shí)容量與額定的可放出最大瓦時(shí)容量的比值。電池管理系統(tǒng)batterymanagementsystem;BMS充放電效率roundtripenergyefficiency;RTE常規(guī)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入能量的百分比。能量穩(wěn)定性capacitystability由測(cè)試時(shí)的儲(chǔ)能能量除以儲(chǔ)能額定能量的比值確定，用于描述儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)能量的變化情況。響應(yīng)時(shí)間responsetime表示儲(chǔ)能系統(tǒng)從響應(yīng)充或放電指令開始到充或放電功率首次達(dá)到額定功率的100%所需的時(shí)間。爬坡率ramprate儲(chǔ)能系統(tǒng)吸收或釋放的功率單位時(shí)間變化值與額定功率的比值。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)dataacquisitionsystem;DAS能測(cè)量來自傳感器、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)測(cè)到的量值進(jìn)行數(shù)據(jù)存日待機(jī)能量損失率dailystandbyenergylossrate自放電和其他所有系統(tǒng)組件，如電池管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)以及準(zhǔn)備運(yùn)行所需要的其他輔助負(fù)載等每天消耗的能量，占初始測(cè)定能量的比率。當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)與負(fù)載之間保持開路狀態(tài)，除了使儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入永久退出運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)每天損失能量占初始測(cè)定能量的比率。按照典型工作周期充/放電曲線工作，期間儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出的能量除以輸人到儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量。4削峰填谷應(yīng)用典型工作周期典型工作周期用于測(cè)試儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的應(yīng)用性能，采用充、放電時(shí)間窗，使典型工作周期曲線適用于不同的技術(shù)條件，無(wú)需考慮系統(tǒng)的大小、類型、使用年限和使用條件。用于確定系統(tǒng)性能的典型工作周期應(yīng)符合圖1和4.1～4.3的具體規(guī)定。3削峰填谷的一個(gè)典型工作周期包括充電時(shí)間窗、放電時(shí)間窗和浮充時(shí)間窗。以24h為一個(gè)工作周間不同分為削峰填谷典型工作周期類型A(2h放電)和削峰填谷典型工作周期類型B(4h放電),如圖1所示。放電時(shí)間窗放電時(shí)間窗充電時(shí)間窗充電放電放電時(shí)間窗放電時(shí)間窗充電時(shí)間窗放電充電0圖1儲(chǔ)能用于削峰填谷場(chǎng)景的典型工作周期類型統(tǒng)制造商的技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明使儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC維持在規(guī)定范圍內(nèi)。涓流充電),以維持充電設(shè)定點(diǎn)的狀態(tài)。儲(chǔ)能系統(tǒng)在浮充時(shí)間窗不向外部負(fù)載放電。電按照制造商規(guī)定的恒功率方式進(jìn)行，使儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC達(dá)到制造商規(guī)定的削峰填谷應(yīng)用時(shí)的最低為儲(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，應(yīng)滿足4IEEE1679的要求。儲(chǔ)能能量測(cè)試旨在確定儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定電功率下存儲(chǔ)的能量。測(cè)a)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定功率下充電到指定SOC的上限，由電池記錄該SOC值。b)根據(jù)技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電后和放電前需在熱待機(jī)狀態(tài)下保持靜置，持續(xù)c)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定功率下放電到指定SOC的下限，由電池管理系統(tǒng)記錄放電時(shí)間和該SOC值。儲(chǔ)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(cè)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(chǔ)能系統(tǒng)放電后和充電前需在熱待機(jī)狀態(tài)下保持靜置，持續(xù)e)按照技術(shù)規(guī)定和運(yùn)行說明，儲(chǔ)能系統(tǒng)在額定功率下充電到指定SOC的上限，由電池記錄充電時(shí)間和該SOC值。儲(chǔ)能系統(tǒng)充電過程中輸入的能量記為Whc,包括所有損失能量，f)重復(fù)步驟b)~e)四次，性能測(cè)試值為每個(gè)周期步驟e)中的放電能量Whp的平均值和步驟e)g)在使儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到其SOC上限之后，步驟b)~e)應(yīng)以75%、50%和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。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5率應(yīng)結(jié)合5.2.2進(jìn)行測(cè)試。儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電效率應(yīng)在3個(gè)額定功率下充放電循環(huán)周期測(cè)試完成后，根據(jù)5.2.2.2中測(cè)試的數(shù)i——充放電循環(huán)數(shù)；計(jì)算儲(chǔ)能能量穩(wěn)定性w如式(3)。w=(Wn/Ws)×100%…………………(3)w——儲(chǔ)能能量穩(wěn)定性；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6率到額定充電功率所需的時(shí)間。需提供削峰填谷應(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)量如圖2所示，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100%±2%以內(nèi)所用的時(shí)間。/0Rd)當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率首次達(dá)到額定功率的100%±2%時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時(shí)刻值RTp=T?-T?RTp——放電響應(yīng)時(shí)間，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100%±2%的時(shí)間值，單位為秒(s)。RRp=Pr?/(T?-T?)…………(5)7儲(chǔ)能系統(tǒng)充電響應(yīng)時(shí)間和爬坡率測(cè)試步驟如下：b)當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)開始接收充電指令時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時(shí)刻值為T。。c)當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)開始響應(yīng)充電指令時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時(shí)刻值為T?。d)當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)輸人功率首次達(dá)到額定功率的100%±2%時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時(shí)刻值e)重置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)到初始狀態(tài)，并使儲(chǔ)能系統(tǒng)保持初始熱待機(jī)狀態(tài)。5.2.5.5充電響應(yīng)時(shí)間和爬坡率計(jì)算方法放電響應(yīng)時(shí)間計(jì)算如式(7)。RTc=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(s);T?-—儲(chǔ)能系統(tǒng)輸人功率首次達(dá)到額定充電功率100%±2%的時(shí)間值，單位為秒(s)。通過式(8)對(duì)充電斜率RRc進(jìn)行計(jì)算，RRc單位為千瓦每秒(kW/s)。RRc=Pr?/(T?-T?)PT儲(chǔ)能系統(tǒng)在時(shí)間T?時(shí)的功率輸入值，單位為千瓦(kW)。充電爬坡率通過每秒功率變化百分比RR描述，RR以%表示，如式(9)所示： (9)式中：PR儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率，單位為千瓦(kW)。5.2.6典型工作周期充放電效率測(cè)試按適用于削峰填谷應(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相關(guān)測(cè)試結(jié)果記錄參見附錄A。用于削峰填谷的充放電效率測(cè)試需根據(jù)第4章描述的典型工作周期進(jìn)行，測(cè)試步驟如下：a)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)按照削峰填谷典型工作周期類型A進(jìn)行完全充電，使儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到SOC上限，并b)按照4.1~4.3典型工作周期描述的充放電循環(huán)進(jìn)行測(cè)試。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SOC。d)典型工作周期充放電效率由給定功率下儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出能量除以輸人能量來確定。e)對(duì)于削峰填谷典型工作周期類型B,重復(fù)步驟a)~b)進(jìn)行測(cè)試。5.2.7日待機(jī)能量損失率測(cè)試5.2.7.1測(cè)試步驟日待機(jī)能量損失率測(cè)試步驟如下：8a)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)充電至SOC上限。c)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)充電至SOC上限，溫度不變條件下靜置1周時(shí)間，在這段期間內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)與交流energylossrate),測(cè)試數(shù)據(jù)記錄參見附錄A。DSELR=(Whm-Whicc)/(Whmim×7)×100%………a)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)充電至SOC上限。c)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)充電至SOC上限，溫度不變條件下靜置1周時(shí)間，在這段期間內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)與交流使用步驟b)和步驟d)中記錄的值，根據(jù)式(11)計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)日自放電率DSDR(dailyself-dischargerate),測(cè)試數(shù)據(jù)記錄參見附錄A。DSDR=(Whmm-Whiwcb)/(Whimm×7)×100%………9(資料性附錄)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)應(yīng)用性能測(cè)試的描述，對(duì)儲(chǔ)能能量、充放電效率、儲(chǔ)能能量穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和爬坡率、典型工作周期充放電效率、日待機(jī)能量