構(gòu)網(wǎng)儲能變流器測試規(guī)范

1構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器接入電網(wǎng)測試規(guī)范2規(guī)范性引用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/T12706.1額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第1部分：額定電壓1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)電纜GB/T12706.2額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第2部分：額定電壓6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)電纜電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波建筑物雷電防護(hù)裝置檢測技術(shù)規(guī)范電化學(xué)儲能系統(tǒng)儲能變流器技術(shù)要求儲能變流器檢測技術(shù)規(guī)程GB/T36547電化學(xué)儲能電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB/T36548電化學(xué)儲能電站接入電網(wǎng)測試規(guī)程GB/T38983.1虛擬同步機(jī)第1部分：總則GB/T40595并網(wǎng)電源一次調(diào)頻技術(shù)GB50150電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)DL/T474.4現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則DL/T620交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合DL/T621交流電氣裝置的接地電化學(xué)儲能系統(tǒng)中，連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)(和/或負(fù)荷)之間的實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器grid-formingpowerconversion2電網(wǎng)模擬裝置gridsimulator模擬電網(wǎng)輸出特性的可控交流電源。電池模擬裝置batterysimulator模擬電池輸出特性的可控直流電源。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器一次調(diào)頻primaryfrequencycontrolofGFM-PCS當(dāng)電力系統(tǒng)頻率偏離目標(biāo)頻率時，電源通過控制系統(tǒng)的自動反應(yīng)，調(diào)整有功出力減少頻率偏差的控制功能。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器一次調(diào)壓primaryvoltagecontrolofGFM-PCS當(dāng)電力系統(tǒng)電壓偏離目標(biāo)電壓時，電源通過控制系統(tǒng)的自動反應(yīng)，調(diào)整無功出力減少電壓偏差的控制功能。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器二次調(diào)頻secondaryfrequencycontrolofGFM-PCS通過調(diào)度下發(fā)指令調(diào)整構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器的有功功率輸出來維持系統(tǒng)的頻率恢復(fù)額定。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器二次調(diào)壓secondaryvoltagecontrolofGFM-PCS通過調(diào)度下發(fā)指令調(diào)整構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器的無功功率輸出來維持系統(tǒng)的電壓恢復(fù)額定。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器輸出頻率變化率rateofchangeoffrequencyofGFM-PCS描述構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器輸出頻率變化快慢的重要參數(shù)。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器慣量時間inertiatimeconstantofGFM-PCS物理意義上表示虛擬同步機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)矩作用下從靜止啟動到轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值所需的時構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器無功調(diào)壓系數(shù)reactivepower-voltageregulationcoefficientofGFM-PCS構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器無功功率隨電壓幅值變化的變化率。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器有功調(diào)頻系數(shù)activepower-frequencyregulationcoefficientofGFM-PCS構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器有功功率隨頻率變化的變化率。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器低電壓故障穿越lowvoltageridethroughofGFM-PCS當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動引起變流器交流出口側(cè)電壓跌落時，在一定的電壓跌落范圍和時間間隔內(nèi)，構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器高電壓故障穿越highvoltageridethroughofGFM-PCS當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動引起變流器交流出口側(cè)電壓升高時，在一定的電壓升高范圍和時間間隔內(nèi)，構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。34測試條件4.1環(huán)境條件應(yīng)在下列環(huán)境中進(jìn)行測試：a)環(huán)境溫度：0°C~40°C;b)相對濕度：15%～75%;c)大氣壓強(qiáng)：86kPa～106kPa。4.2基本條件儲能變流器在并網(wǎng)測試前應(yīng)具備以下條件：a)儲能變流器的防雷接地裝置應(yīng)符合GB/T21431、GB50057和DL/T621中的規(guī)定；b)儲能變流器接人點(diǎn)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度應(yīng)符合GB50150的規(guī)定，接入點(diǎn)各回路交直流電纜絕緣應(yīng)c)儲能變流器接入點(diǎn)設(shè)備的耐壓應(yīng)滿足DL/T474.4和DL/T620的要求；d)當(dāng)儲能變流器并網(wǎng)點(diǎn)的電壓波動和閃變滿足GB/T12326、電壓諧波含有率滿足GB/T14549、三相電壓不平衡度滿足GB/T15543、電壓間諧波含有率滿足GB/T24337的限值要求時，儲能變流器應(yīng)能正常運(yùn)行。e)定制測試相關(guān)安全措施；f)完成現(xiàn)場調(diào)試后，方可接入電網(wǎng)進(jìn)行測試。g)進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性測試時宜采用模擬電網(wǎng)裝置，進(jìn)行故障穿越時宜采用電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置。h)應(yīng)采用于儲能并網(wǎng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足GB/T36548、GB/T34120等相關(guān)規(guī)定。5測試設(shè)備5.1測試儀器儀表測試儀器、儀表應(yīng)按量值傳遞原則檢驗(yàn)合格，并在有效期內(nèi)。5.2用于測試的模擬電網(wǎng)裝置性能模擬電網(wǎng)裝置應(yīng)能模擬公用電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位的變化，并符合以下技術(shù)要求：a)與儲能變流器連接側(cè)的電壓諧波應(yīng)小于GB/T34133中諧波允許值；b)與電網(wǎng)連接側(cè)的電流諧波應(yīng)小于GB/T34133中諧波允許值；c)在測試過程中，穩(wěn)態(tài)電壓變化幅度不得超過標(biāo)稱電壓的1%;d)電壓偏差應(yīng)小于標(biāo)稱電壓的0.2%;e)頻率偏差應(yīng)小于0.01Hz;f)三相電壓不平衡度應(yīng)小于1%,相位偏差應(yīng)小于0.5°;g)中性點(diǎn)不接地的模擬電網(wǎng)裝置，中性點(diǎn)位移電壓應(yīng)小于相電壓的1%;h)額定功率應(yīng)大于被測試電化學(xué)儲能系統(tǒng)的額定功率；i)具有在一個周波內(nèi)進(jìn)行士0.1%額定頻率的調(diào)節(jié)能力；j)具有在一個周波內(nèi)進(jìn)行士1%額定電壓的調(diào)節(jié)能力；k)階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)時間應(yīng)小于20ms;1)裝置應(yīng)能模擬三相對稱電壓跌落、相間電壓跌落和單相電壓跌落，跌落幅值應(yīng)包含0%~90%;4m)裝置應(yīng)能模擬三相對稱電壓抬升，抬升幅值應(yīng)包含110%~130%;n)電壓階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)時間應(yīng)小于20ms。6測試項(xiàng)目和方法QQAQ儲能C流負(fù)載)電網(wǎng)模擬裝置B6.2測試項(xiàng)目構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器全部測試項(xiàng)目如表1:構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器測試項(xiàng)目匯總。測試項(xiàng)目技術(shù)要求(章條號)123輸出頻率變化率檢測4穩(wěn)態(tài)無功控制5穩(wěn)態(tài)有功控制67動態(tài)有功檢測8動態(tài)無功檢測9相角突變耐受檢測電能質(zhì)量治理檢測并離網(wǎng)功能檢測電網(wǎng)強(qiáng)度適應(yīng)性檢測過載能力檢測低電壓故障穿越檢測高電壓穿越故障檢測56.3離網(wǎng)運(yùn)行檢測6.3.1一次調(diào)頻/調(diào)壓功能檢測a)按圖1連接檢測回路，閉合開關(guān)Q1,調(diào)節(jié)被測儲能變流器工作在構(gòu)網(wǎng)模式；b)設(shè)定儲能變流器有功、無功功率參考為0,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值；c)閉合Q3,接入阻性負(fù)載，負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值，并按照式(1)計(jì)算輸出電壓與頻率偏差；d)更換負(fù)載類型為阻容性負(fù)載，PF=0.7,負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值，并按照式(1)計(jì)算輸出電壓與頻率偏差；e)更換負(fù)載類型為阻感性負(fù)載，PF=0.7,負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值，并按照式(1)計(jì)算輸出電壓與頻率偏差；f)負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的66%與100%,重復(fù)步驟b)~e),測試結(jié)果記錄附錄A.1離網(wǎng)運(yùn)行檢測?！璘?——實(shí)際電壓，單位為伏特(V);6.3.2二次調(diào)頻/調(diào)壓功能檢測檢測按照以下步驟進(jìn)行：a)按圖1連接檢測回路，閉合開關(guān)Q1,調(diào)節(jié)被測儲能變流器工作在構(gòu)網(wǎng)模式；b)設(shè)定儲能變流器有功、無功功率參考為0,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值；c)閉合Q3,接入阻性負(fù)載，負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,儲能變流器有功參考設(shè)定值與負(fù)載功率相等，利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值，并按式(1)計(jì)算輸出電壓與頻率偏差；d)更換負(fù)載類型為阻容性負(fù)載，PF=0.7,負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,儲能變流器有功參考設(shè)定值與負(fù)載有功功率相等，無功參考設(shè)定值與負(fù)載無功功率相等，利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值，并按式(1)計(jì)算輸出電壓與頻率偏差；e)更換負(fù)載類型為阻感性負(fù)載，PF=0.7,負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,儲能變流器有功參考設(shè)定值與負(fù)載有功功率相等，無功參考設(shè)定值與負(fù)載無功功率相等，利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值，并按式(1)計(jì)算輸出電壓與頻率偏差；f)負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的66%與100%,重復(fù)步驟b)~e)。測試結(jié)果記錄附錄A.1離網(wǎng)運(yùn)行檢測。66.3.3輸出頻率變化率檢測a)按圖1連接檢測回路，閉合開關(guān)Q1,調(diào)節(jié)被測儲能變流器工作在構(gòu)網(wǎng)模式；b)設(shè)定儲能變流器有功、無功功率參考為0,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出電壓、頻率值；c)閉合Q3,接入阻性負(fù)載，負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的33%,利用測量裝置記錄儲d)負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率的66%與100%,重復(fù)步驟b)~c)。測試輸出頻率變化曲4f——輸出頻率變化值，單位為赫茲(Hz);△t——頻率改變所需時間，單位為秒(s);RoCoF——構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器輸出頻率變化率，單位為赫茲每秒(Hz/s6.4穩(wěn)態(tài)無功控制b)儲能變流器在放電額定功率狀態(tài)下運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置電壓為100%Un,測量c)儲能變流器在放電額定功率狀態(tài)下運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置電壓為95%Un,測量系d)儲能變流器在放電額定功率狀態(tài)下運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置電壓為90%Un,測量輸e)儲能變流器在充電額定功率狀態(tài)下運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置電壓為100%Un,測量f)儲能變流器在充電額定功率狀態(tài)下運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置電壓為95%Un,測量輸g)儲能變流器在充電額定功率狀態(tài)下運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置電壓為105%Un,測量Sn——額定容量，單位為伏特(kVA);6.5穩(wěn)態(tài)有功控制7a)閉合Q1,Q2,斷開Q3,儲能變流器并網(wǎng)運(yùn)行，設(shè)定給定有功、無功指令為0,運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置輸出頻率50Hz變化為49.6Hz,步進(jìn)為-0.01Hz/min,記錄每次步進(jìn)儲能變流器輸出有功數(shù)值；b)儲能變流器并網(wǎng)運(yùn)行，設(shè)定給定有功、無功指令為0,運(yùn)行至少3min,調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置輸出頻率50Hz變化為50.4Hz,步進(jìn)為0.01Hz/min,記錄每次步進(jìn)儲能變流器輸出有功數(shù)值；按△P——輸出有功偏差率，單位為千瓦(kW);Pn——額定有功容量，單位為千瓦(kW);4f-—輸出頻率偏差，單位為赫茲(Hz);fn——額定頻率，單位為赫茲(Hz);K——有功調(diào)頻系數(shù)，單位為千瓦每赫茲(kW/Hz)。6.6慣量時間測定構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器慣量時間測試按照以下步驟進(jìn)行：a)按圖1連接檢測回路，閉合開關(guān)Q1,調(diào)節(jié)被測儲能變流器工作在構(gòu)網(wǎng)模式；a)設(shè)定儲能變流器有功、無功功率為0;b)閉合Q3,接入阻性負(fù)載，負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率33%,利用測量裝置記錄儲能變流器輸出頻率、功率；c)將得到輸出頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行一階系統(tǒng)擬合，化簡為標(biāo)準(zhǔn)型式(5)得到時間常數(shù)T;d)依據(jù)有功調(diào)頻系數(shù)與時間常數(shù)T,結(jié)合式(6)得到轉(zhuǎn)動慣量J;e)由轉(zhuǎn)動慣量J,結(jié)合式(7)得到構(gòu)網(wǎng)儲能變流器時間常數(shù)Tj;f)負(fù)載功率設(shè)定為儲能變流器額定功率66%、100%,重復(fù)步驟b)~d),記錄數(shù)據(jù)填寫至附錄A.3慣量時間測試。 (5)J=K?T (6) (7)H(s)——擬合一階慣性系統(tǒng)傳遞函數(shù)；T——等效時間常數(shù)，單位為秒(s);J——構(gòu)網(wǎng)儲能變流器慣量，單位為千克平方米(kg*m^2);Pn——額定容量，單位為千瓦(kW);Kf——有功調(diào)頻系數(shù)，單位為千瓦每赫茲(kW/Hz);Tj——構(gòu)網(wǎng)儲能變流器時間常數(shù)，單位為秒(s);Wn——額定角頻率，單位為弧度每秒(rad/s);6.7動態(tài)有功測試a)閉合Q1,Q2,斷開Q3,設(shè)置儲能變流器并網(wǎng)運(yùn)行；8c)設(shè)置有功為額定數(shù)值，記錄儲能變流器輸出有功功率波形。6.8動態(tài)無功測試檢測應(yīng)按如下進(jìn)行：c)設(shè)置無功給定為額定數(shù)值，記錄儲能變流器輸出無功功率波形。6.9相角突變耐受構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器相角突變耐受測試按照以下步驟進(jìn)行：b)設(shè)置電網(wǎng)模擬器A相電壓相角突變值為5°;c)30s后電壓相角恢復(fù)；d)設(shè)定有功指令分別為50%Pn,100%Pn,無功指令為0,重復(fù)步驟a)~c);e)設(shè)定功率指令為有功80%Pn,無功60%Pn,重復(fù)步驟a)~c);f)A相電壓相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；g)B相電壓相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；h)C相電壓相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；i)設(shè)置A相、B相電壓相角突變值為5°,相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；j)設(shè)置B相、C相電壓相角突變值為5°,相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；k)設(shè)置C相、A相電壓相角突變值為5°,相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；1)設(shè)置三相電壓相角同時突變值為5°,相角步進(jìn)值為1°,重復(fù)步驟a)~e),記錄儲能變流器承受最大相角；m)測試結(jié)果記錄附錄A.4相角突變測試記錄表。6.10電能質(zhì)量治理6.10.1電壓諧波治理構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器應(yīng)具備在不增加額外傳感器的條件下，優(yōu)化輸出電壓質(zhì)量，以保證本地負(fù)載供電質(zhì)量。檢測應(yīng)按如下進(jìn)行：a)選擇阻性負(fù)載為80%Pn,非線性負(fù)載為5%Pn,閉合開關(guān)Q2,Q3;b)記錄輸出電壓波形與THD;c)閉合Q1,儲能變流器并網(wǎng)運(yùn)行，設(shè)定給定有功指令為100%Pn;d)記錄輸出電壓波形與THD;e)非線性負(fù)載步進(jìn)值5%Pn,直到20%Pn,重復(fù)步驟a)~d);f)測試結(jié)果記錄附錄A.5諧波治理測試記錄表。6.10.2電壓不平衡治理儲能變流器電壓不平衡治理測試按照以下步驟進(jìn)行：a)調(diào)節(jié)模擬電網(wǎng)，使電壓不平衡度為5%,不平衡度可按式(8)計(jì)算；9b)選擇阻性負(fù)載為50%Pn,閉合開關(guān)Q2,Q3;c)閉合Q1,儲能變流器并網(wǎng)運(yùn)行，設(shè)定給定有功指令為100%Pn;e)調(diào)節(jié)模擬電網(wǎng)使電壓不平衡度依次為7%,9%,11%,重復(fù)步驟b)~d);a)選擇阻性負(fù)載為50%Pn,閉合開關(guān)Q2,Q3,記錄系統(tǒng)電壓電流波形；a)調(diào)節(jié)模擬電網(wǎng)內(nèi)部輸出阻抗，營造SCR為2的工況，閉合開關(guān)Q2,模擬電網(wǎng)輸出阻抗計(jì)算公b)閉合開關(guān)Q1,儲能變流器有功、無功設(shè)定分別為100%Pn,0,并網(wǎng)運(yùn)行；b)設(shè)置構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器有功指令為1106.14低電壓故障穿越6.14.1對稱低電壓穿越儲能變流器低電壓對稱故障穿越測試按照以下步驟進(jìn)行：a)閉合Q1,Q2,斷開Q3,檢測應(yīng)按如下步驟進(jìn)行：b)對稱穿越檢測電壓點(diǎn)為0%Un、20%Un、50%Un、70%Un、90%Un,并按照圖2所示選取時間。c)記錄儲能變流器有功無功輸出波形，與輸出電壓電流波形。d)按照0%Pn,33%Pn,66%Pn,100%Pn,重復(fù)步驟a)與b);e)按照-33%Pn,-66%Pn,-100%Pn,重復(fù)步驟a)與b)。0圖2低電壓穿越曲線示意圖6.14.2不對稱低電壓穿越儲能變流器低電壓不對稱故障穿越測試按照以下步驟進(jìn)行：a)不對稱穿越檢測依次設(shè)置單相對地故障、兩相對地故障，以及相間短路故障，并按照圖2所示選取時間；b)記錄儲能變流器有功無功輸出波形，與輸出電壓電流波形；c)按照0%Pn,33%Pn,66%Pn,100%Pn,d)按照-33%Pn,-66%Pn,-100%Pn,重復(fù)步驟a)與b)。6.15高電壓故障穿越6.15.1對稱高電壓穿越儲能變流器高電壓對