GB/T 43462-2023 電化學儲能黑啟動技術(shù)導則（正式版）

ICS27.180電化學儲能黑啟動技術(shù)導則國家標準化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標準化管理委員會IGB/T43462—2023 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 1 15黑啟動技術(shù)條件 2 3 48啟動發(fā)電設(shè)備 49恢復變電站黑啟動供電 5附錄A(資料性)典型黑啟動方式 6附錄B(資料性)黑啟動方案內(nèi)容 9ⅢGB/T43462—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國電力儲能標準化技術(shù)委員會(SAC/TC550)歸口。本文件起草單位：廣東電網(wǎng)有限責任公司、南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司、南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司、中國南方電網(wǎng)有限責任公司、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司、中國電力科學研究院有限公司、中國長江三峽集團有限公司、國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學研究院、云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院。1GB/T43462—2023電化學儲能黑啟動技術(shù)導則1范圍本文件規(guī)定了電化學儲能黑啟動的總體要求和技術(shù)條件，以及黑啟動準備、自啟動、啟動發(fā)電設(shè)備和恢復變電站黑啟動供電等黑啟動技術(shù)要求。本文件適用于具備黑啟動能力、可作為黑啟動電源的電化學儲能系統(tǒng)或電站的規(guī)劃、設(shè)計、試驗和運行。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，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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/T36558電力系統(tǒng)電化學儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB/T38334水電站黑啟動技術(shù)規(guī)范GB/T50064交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計規(guī)范GB51048電化學儲能電站設(shè)計規(guī)范DL/T2528電力儲能基本術(shù)語3術(shù)語和定義DL/T2528界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1電力系統(tǒng)大面積停電后，在無外接電源支持的情況下，通過系統(tǒng)中具有黑啟動能力的電化學儲能系統(tǒng)或電站，啟動與其相連的發(fā)電設(shè)備或恢復變電站設(shè)備供電的過程。從發(fā)電設(shè)備或變電站失去廠用電工作電源及備用電源，至發(fā)電設(shè)備或變電站具備對并網(wǎng)點恢復供電能力的時間。4總體要求4.1根據(jù)電化學儲能系統(tǒng)或電站的并網(wǎng)點、啟動對象和路徑，電化學儲能黑啟動可分為啟動發(fā)電設(shè)備和恢復變電站黑啟動供電兩種類型，典型黑啟動方式見附錄A。4.2黑啟動電化學儲能系統(tǒng)或電站的規(guī)劃和布點應與其接入電網(wǎng)的黑啟動電源布局和路徑規(guī)劃相銜接。4.3電化學儲能電站設(shè)計應滿足GB51048和GB/T36558的要求。黑啟動過程中，電化學儲能電站黑啟動所需的功率配置應滿足正常負荷和沖擊負荷需求總和，能量配置應滿足各階段電量需求總和。2GB/T43462—20234.4電化學儲能電站黑啟動時間宜不大于2h。4.5電化學儲能電站作為黑啟動電源時，正常運行期間應預留黑啟動所需的放電能量。4.6通過黑啟動試驗、具備提供黑啟動服務(wù)的電化學儲能電站應與電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)簽訂黑啟動協(xié)議。4.7電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)應計算電化學儲能電站黑啟動范圍和恢復路徑，并制定電網(wǎng)黑啟動預案。4.8黑啟動儲能電站應制定電站黑啟動方案，方案內(nèi)容見附錄B,并定期進行黑啟動能力試驗，與黑啟動有關(guān)的設(shè)備在大修或技術(shù)改造后應重新進行試驗。4.9黑啟動儲能電站應每年組織黑啟動應急預案演練，熟悉各項操作，縮短黑啟動時間，并根據(jù)演練結(jié)果修訂預案。4.10參與黑啟動的電化學儲能電站應配置便攜式衛(wèi)星通話設(shè)備、對講機等應急通信設(shè)備，并定期進行試驗維護。4.11黑啟動過程中電化學儲能電站若出現(xiàn)能量不足、電氣或機械故障等情況，危及人身和設(shè)備安全5黑啟動技術(shù)條件5.1自啟動5.1.2離網(wǎng)運行模式下儲能變流器應具備表1所示頻率范圍內(nèi)運行的能力。表1離網(wǎng)模式下儲能變流器頻率運行范圍頻率(f)允許運行時間(t)f>51.5Hz根據(jù)變流器允許的最高頻率而定51.0Hz<f≤51.5Hzt≥30s50.5Hz<f≤51.0Hzt≥3min48.5Hz≤f≤50.5Hz連續(xù)運行48.0Hz≤f<48.5Hzt≥30min47.5Hz≤f<48.0Hzt≥60s47.0Hz≤f<47.5Hzt≥20s46.5Hz≤f<47.0Hzf<46.5Hz根據(jù)變流器允許的最低頻率而定5.1.3電化學儲能電站應設(shè)置用于自啟動的儲能單元或配置獨立外部電源。5.1.4用于自啟動的儲能單元或外部獨立電源的額定放電功率應不小于1.2倍儲能電站廠用電功率，過載能力應滿足儲能電站站用負荷啟動的沖擊電流要求，額定放電能量應不小于15min廠用電持續(xù)用電電量。5.1.5用于自啟動的儲能單元的儲能變流器控制系統(tǒng)及電池管理系統(tǒng)宜具備直流側(cè)自取電能力。5.1.6電化學儲能電站不間斷電源容量應滿足自啟動儲能變流器控制系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)、儲能電站5.1.7電化學儲能電站廠用電宜配置獨立母線，廠用電進線開關(guān)宜配置失電串聯(lián)切換、復電并聯(lián)切換功能，廠用電至自啟動儲能單元宜至少配置2路獨立供電路線。5.1.8用于零起升壓的儲能單元容量不應小于儲能電站升壓變、站用變、零起升壓啟動電氣路徑中變3GB/T43462—2023壓器的空載損耗及線纜損耗之和。5.2啟動同步發(fā)電機組5.2.1電化學儲能電站啟動發(fā)電機組的功率配置應滿足以下要求：a)儲能電站額定功率不小于發(fā)電機組黑啟動各階段必要的最大廠用負荷功率；b)儲能電站過載能力滿足啟動廠用最大沖擊負荷時的總功率；c)啟動廠內(nèi)最大功率單臺電動機時，孤網(wǎng)母線電壓不低于額定電壓的80%,暫態(tài)過程不低于額定電壓的70%,對于有特殊啟動電壓要求的電動機，滿足設(shè)備制造商的要求；d)啟動廠內(nèi)最大功率單臺電動機時，孤網(wǎng)母線頻率波動不超過±1Hz。5.2.2電化學儲能電站容量配置應滿足完成一次發(fā)電機組黑啟動全過程的電量需求。5.2.3電化學儲能電站啟動的發(fā)電機組的控制及保護系統(tǒng)、廠區(qū)照明等應滿足GB/T38334的要求。5.2.4電化學儲能電站與發(fā)電機組的同期點宜選取發(fā)電機組原有的同期并網(wǎng)點。5.3啟動風電機組或光伏發(fā)電單元5.3.1電化學儲能電站黑啟動風電機組或光伏發(fā)電單元的功率配置應滿足以下要求：a)儲能電站額定放電功率不小于風電場或光伏電站廠用電負荷；b)儲能電站額定無功功率不小于所啟動風電機組或光伏發(fā)電單元至儲能系統(tǒng)的電氣路徑上所有線路的充電無功功率之和；c)儲能電站過載能力滿足所啟動的風電機組或光伏發(fā)電單元的沖擊電流；d)啟動單臺風電機組或光伏發(fā)電單元時，孤網(wǎng)頻率、電壓不超過風電機組或光伏發(fā)電單元的頻5.3.2電化學儲能電站容量配置應滿足孤網(wǎng)負荷穩(wěn)定運行的供電范圍和時間要求，宜考慮風光資源波動性和不確定性。5.3.3電化學儲能電站、風電場、光伏電站宜配置風光儲聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)風電、光伏預測和實際功率及儲能可用能量，合理分配風光儲各子系統(tǒng)控制目標，維持孤網(wǎng)頻率和電壓在合理范圍。5.3.4零起升壓過程中電化學儲能電站與風電場或光伏電站的動態(tài)無功補償裝置控制策略應協(xié)調(diào)一5.3.5電化學儲能電站至所啟動風電機組或光伏發(fā)電單元的短路阻抗應滿足風電機組或光伏發(fā)電單元運行的短路阻抗要求。5.3.6風電場或光伏電站宜分析評估黑啟動工況下電化學儲能電站與風電場或光伏電站的振蕩風險，并考慮配置儲能變流器或風電/光伏逆變器振蕩抑制功能。5.4恢復變電站黑啟動供電5.4.1電化學儲能電站恢復變電站黑啟動供電的功率配置應滿足以下要求：a)儲能電站額定無功功率大于變電站出線充電無功功率；b)儲能電站過載能力滿足線路充電和變電站內(nèi)最大負荷啟動的沖擊電流；c)恢復變電站內(nèi)最大負荷時，母線電壓和頻率波動滿足負荷運行要求。5.4.2電化學儲能電站容量配置應滿足孤網(wǎng)負荷穩(wěn)定運行的供電范圍和時間要求。6黑啟動準備6.1黑啟動操作前應與電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)確認系統(tǒng)處于全黑狀態(tài)，需黑啟動恢復電網(wǎng)運行。6.2黑啟動操作前應確認儲能電站廠用電外部電源進線開關(guān)已分閘。4GB/T43462—20236.3黑啟動操作前應滿足以下條件：a)儲能電站當前可用能量滿足黑啟動電量需求；b)儲能電站無異常報警，各分系統(tǒng)狀態(tài)正常；c)黑啟動相關(guān)設(shè)備無故障，具備正常工作及黑啟動能力；d)黑啟動對象的繼電保護裝置及二次控制回路正常供電，斷路器能正常分合閘，信號采集、控制7.1滿足黑啟動條件后，應先進行電化學儲能電站自啟動。7.2電化學儲能電站自啟動前，應確認儲能電站不間斷電源工作正常，儲能電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)、應7.3滿足自啟動條件后，可按以下步驟自啟動電化學儲能電站：a)設(shè)置儲能電站為離網(wǎng)運行模式；b)調(diào)整啟動對象相關(guān)的保護參數(shù)至黑啟動模式；c)合上自啟動儲能單元到廠用電供電線路的開關(guān)；d)啟動自啟動儲能單元；e)廠用電負荷供電由不間斷電源并聯(lián)切換至自啟動儲能單元；f)恢復儲能電站空調(diào)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等全部廠用電負荷；g)儲能電站自啟動完成，具備啟動發(fā)電設(shè)備或恢復變電站黑啟動供電的能力。8啟動發(fā)電設(shè)備8.1啟動發(fā)電機組8.1.1接入發(fā)電廠廠用變壓器低壓側(cè)的電化學儲能電站自啟動后，可按以下步驟操作儲能電站帶孤網(wǎng)零起升壓：a)確認發(fā)電機組具備啟動條件；b)退出儲能變流器欠壓保護；c)調(diào)整運行方式，使零起升壓的儲能單元僅與儲能電站升壓組主變連接；d)上述儲能單元同步帶儲能電站升壓變、站用變、黑啟動機組廠用變e)升至額定電壓后，投入儲能變流器欠壓保護，依次投入其他儲能單元。8.1.2孤網(wǎng)電壓穩(wěn)定后，儲能電站廠用電負荷供電可由自啟動儲能單元并聯(lián)切換至站用變壓器，自啟動儲能單元可重新并入儲能電站升壓變低壓側(cè)母線。8.1.3儲能電站廠用電負荷轉(zhuǎn)為正常供電方式后，可按以下步驟啟動發(fā)電機組：a)按照黑啟動方案逐步恢復必要的電廠廠用電負荷；b)啟動黑啟動機組至全速空載狀態(tài)；c)啟動機組與儲能電站的同期合閘；d)將儲能電站控制模式切換至并網(wǎng)運行模式；e)穩(wěn)定運行后，逐步恢復電廠其他廠用電負荷；f)調(diào)整并網(wǎng)點電壓，確保對電廠出線充電時線路末端工頻過電壓和操作過電壓滿足GB/T50064g)與電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)確認后，合閘電廠出線開關(guān)，完成對電廠出線充電。5GB/T43462—20238.2啟動風電機組或光伏發(fā)電單元8.2.1接入風電/光伏場站內(nèi)的電化學儲能電站自啟動后，可根據(jù)風、光資源預測和儲能電站能量情況，選擇合適的時機啟動風電機或光伏發(fā)電單元，可按以下步驟操作儲能電站帶孤網(wǎng)零起升壓：a)確認選定的風電機組或光伏發(fā)電單元具備啟動條件；b)退出儲能變流器欠壓保護；c)調(diào)整運行方式，使零起升壓的儲能單元僅與儲能電站升壓變、站用變、風電場或光伏電站的廠d)儲能單元同步帶儲能電站升壓變、站用變、風電場或光伏電站主變、箱變和集電線路零起升壓；e)升至額定電壓后，投入儲能變流器欠壓保護，依次投入其他儲能單元。8.2.2孤網(wǎng)電壓穩(wěn)定后，儲能電站廠用電負荷供電可由自啟動儲能單元并聯(lián)切換至站用變壓器，自啟動儲能單元可重新并入儲能電站升壓變低壓側(cè)母線。8.2.3儲能電站廠用電負荷轉(zhuǎn)為正常供電方式后，可按以下步驟啟動風電機組或光伏發(fā)電單元：a)按照黑啟動方案逐步恢復風電場或光伏電站的廠用負荷；b)依次啟動選定的風電機組或光伏發(fā)電單元；c)利用風電、光伏維持儲能電站合理能量，儲能電站維持孤網(wǎng)穩(wěn)定運行；d)調(diào)整并網(wǎng)點電壓，確保對場站出線充電時線路末端工頻過電壓和操作過電壓滿足GB/T50064的要求；e)與電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)確認后，合閘場站出線開關(guān)，完成對場站出線充電。9恢復變電站黑啟動供電9.1接入變電站低壓側(cè)或獨立的電化學儲能電站自啟動后，儲能電站帶孤網(wǎng)零起升壓，可按以下步驟操作：a)投入或退出變電站內(nèi)與黑啟動相關(guān)的保護壓板；b)投入與黑啟動相關(guān)的變電站內(nèi)自動控制裝置；c)退出儲能變流器欠壓保護；f)升至額定電壓后，投入儲能變流器欠壓保護，依次啟動其他儲能單元。9.2孤網(wǎng)電壓穩(wěn)定后，儲能電站廠用電負荷供電可由自啟動儲能單元并聯(lián)切換至站用變壓器，自啟動儲能單元可重新并入儲能電站升壓變低壓側(cè)母線。9.3儲能電站廠用電負荷轉(zhuǎn)為正常供電方式后，可按以下步驟恢復變電站黑啟動供電：a)恢復變電站廠用電負荷；b)調(diào)整電化學儲能電站電壓，確保對變電站出線充電時線路末端工頻過電壓和操作過電壓滿足GB/T50064的要求；c)