DB31-T 1146.4-2021 智能電網儲能系統(tǒng)性能測試技術規(guī)范 第4部分：光伏出力平滑應用

智能電網儲能系統(tǒng)性能測試技術規(guī)范第4部分：光伏出力平滑應用2021-12-22發(fā)布2022-04-01實施I本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件為DB31/T1146《智能電網儲能系統(tǒng)性能測試技術規(guī)范》的第4部分。DB31/T1146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；——第4部分：光伏出力平滑應用；——第5部分：風電能源穩(wěn)定應用；——第6部分：電壓暫降治理應用；——第7部分：微電網孤網運行應用。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由上海市經濟和信息化委員會提出并組織實施。本文件由上海市能源標準化技術委員會歸口。本文件起草單位：上海電力大學、國網上海市電力公司、上海市能效中心、華東電力試驗研究院有限公司、杭州市電力設計院有限公司、上?？臻g電源研究所、上海電動工具研究所(集團)有限公司、上海勘測設計研究院有限公司、國網新疆電力有限公司電力科學研究院、上海發(fā)電設備成套設計研究院有限責任公司。1智能電網儲能系統(tǒng)性能測試技術規(guī)范第4部分：光伏出力平滑應用本文件規(guī)定了儲能系統(tǒng)在光伏出力平滑應用場景下的典型工作周期、應用性能測試內容和測試本文件適用于與電力系統(tǒng)中各電壓等級電網相連的儲能系統(tǒng)在光伏出力平滑應用場景下的性能2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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電化學儲能系統(tǒng)儲能變流器技術規(guī)范GB/T34131電化學儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術規(guī)范GB/T36276電力儲能用鋰離子電池GB/T36547電化學儲能系統(tǒng)接人電網技術規(guī)定GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則DL/T1040電網運行準則NB/T33016電化學儲能系統(tǒng)接入配電網測試規(guī)程IEC62933-2-1儲能系統(tǒng)第2-1部分：單位參數及測試方法一般要求[Electricalenergystorage(EES)systems—Part2-1:Unitparametersandtesting光伏出力平滑PVpowersmoothing通過向光伏發(fā)電系統(tǒng)出力補充功率或吸收功率以平滑光伏出力，減輕光伏發(fā)電系統(tǒng)在太陽輻照度變化期間產生的功率波動。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)所必需的冷卻系2與儲能系統(tǒng)應用場景相關的特定充放電循環(huán)工作時間段。電池實際(剩余)可放出的瓦時容量與額定瓦時容量的比值。規(guī)定運行條件下，儲能系統(tǒng)在一個充放電周期內有效的輸出能量除以輸人能量的比值，用百分數功率首次達到額定功率的90%的時間。爬坡率ramprate儲能系統(tǒng)吸收或釋放功率單位時間變化值與額定功率的比值。數據采集添統(tǒng)dataacquisitionsystem;DAS能接收來自傳感器、變送器及其他信號源的輸出信號，并能以某種方式對采集的量值進行數據存儲能系統(tǒng)在光伏出力平滑應用的典型工作周期期間響應參考信號的能力。額定功率下儲能系統(tǒng)從SOE上限到SOE典型工作周期用于測試在特定充放電循環(huán)工作時間段儲能系統(tǒng)光伏出力平滑的應用性能。使用310h內的偏差信號E定義作為充放電功率標幺值Pa變化的度量標準，包括低偏差信號(E∈[0,0.4])、中偏差信號(E∈[0.4,0.8])和高偏差信號(E∈[0.8,1])。滑典型工作周期依次由兩個低偏差信號、一個高偏差信號、一個中偏差信號、一個高偏差信號、四個中偏差信號和一個低偏差信號組成。0a)1h低偏差信號0-10b)1h中偏差信號4時間/h時間/h圖1儲能用于光伏出力平滑場景的典型工作周期(續(xù))5應用性能測試內容與方法儲能系統(tǒng)并網測試條件應符合GB38755、DL/T1040、NB/T33016和IEC62933-2-1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。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。所有測量的參數應記錄在儲能系統(tǒng)信息報5.2測試內容與方法光伏出力平滑應用場景下性能測試應包括但并不局限于儲能能量測試、充5儲能能量測試旨在確定儲能系統(tǒng)在額定功率下存儲的能量。測試前，將儲能系統(tǒng)放電至放電終止條件。儲能系統(tǒng)在充放電過程中的功率應按4.2規(guī)定的采樣間隔和5.2.2.2規(guī)定的測試步驟記錄，以提在選定的功率下，測試儲能系統(tǒng)儲能能量，并按照5.2.2.1記錄測試結果。對于儲能能量測試步驟如下。放電時間和該SOE值。儲能系統(tǒng)放電過程中輸出的能量記為Whp,根據放電期間的功率測量結果計算并記錄。充電時間和該SOE值。儲能系統(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)重復步驟a)~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)達到其充電終止條件之后，步驟a)~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輸入能量的比值。充放電效率應結合5.2.2進行測試。測試步驟按5.2.2.2中的步驟a)～f)。6式中：WhDi——額定功率下輸出的電能，單位為千瓦時(kW·h);Whc(i-1)——充電過程中輸入系統(tǒng)的交流電能，包括輔助能量，單位為千瓦時(kW·h)。當輔助負載不由儲能系統(tǒng)供電時，充放電效率nRET應按式(2)計算。式中：AuxDi——第i個循環(huán)放電期間輔助負載的能量損耗，單位為千瓦時(kW·h);AuXCi-1)——第(i-1)個循環(huán)充電期間輔助負載的能量損耗，單位為千瓦時(kWAuxRCi-1)——第(i-1)個循環(huán)待機時輔助負載的能量損耗，單位為千瓦時(kW·h)。5.2.4響應時間和爬坡率測試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。需提供光伏出力平滑應用的額定功率，測試方法應適用于所有儲能系統(tǒng)。測試數據記錄參見附錄A。響應時間的測量按圖2規(guī)定，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90%以內所用的時間。0圖2爬坡率和響應時間5.2.4.2放電測試步驟儲能系統(tǒng)放電響應時間和爬坡率測試步驟如下：a)儲能系統(tǒng)保持在熱待機狀態(tài)，使其SOE=50%±5%;b)當儲能系統(tǒng)開始接收放電指令時，由數據采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T。;c)當儲能系統(tǒng)開始響應放電指令時，由數據采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?;d)當儲能系統(tǒng)輸出功率首次達到額定功率的90%時，由數據采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?;e)重置數據采集系統(tǒng)到初始狀態(tài)，并使儲能系統(tǒng)保持初始熱待機狀態(tài)。7按式(3)計算儲能系統(tǒng)放電響應時間Tp。按式(4)計算放電斜率Rp,Rp單位為千瓦每秒(kW/s)。Rp=Pr?/(T?-T?)……………(4)Prz儲能系統(tǒng)在時間T?放電爬坡率通過每秒功率變化百分比RpcRpet=Rp/PR×100式中：d)當儲能系統(tǒng)輸入功率首次達到額定功率的90%時，由數據采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?;按式(6)計算儲能系統(tǒng)充電響應時間Tc。Tc=T?-T………………(T?——儲能系統(tǒng)輸人功率首次達到額定充電按式(7)計算充電斜率Rc,Rc單位為千瓦每秒(kW/s)。Rc=PT?/(T?-T?)……………充電爬坡率通過每秒功率變化百分比Rpt描述，Ret以%表示，按式(8)計算Rpet。Rpc=Rc/PR×100………………式中：85.2.5參考信號跟蹤能力測試參考信號跟蹤能力用于評價儲能系統(tǒng)在光伏出力平滑應用場景下平滑功率波動的能力。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，測試步驟按照光伏出力平滑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。5.2.5.2測試步驟光伏出力平滑應用場景的參考信號跟蹤能力測試步驟如下：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SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲能系統(tǒng)的電壓不變，持續(xù)10min～30min;b)根據光伏出力平滑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(Psigal)時實際所吸收或釋放的功率(PS)以及信號跟蹤時間長度Ttmck。5.2.5.3計算方法在儲能系統(tǒng)光伏出力平滑應用典型工作周期持續(xù)時間內，按式(9)和式(10)分別計算指令信號Psgm與儲能系統(tǒng)實際吸收或釋放功率Ps的均方誤差EMsE以及平均絕對偏差EMAD并用其評估儲能系統(tǒng)跟蹤參考信號的能力。當|(Psign-P)/PsiglI<0.02時視為儲能系統(tǒng)能夠跟蹤參考信號。 (9) (10)式中：Pes——儲能系統(tǒng)實際吸收或釋放功率，單位為千瓦(kW)。在儲能系統(tǒng)光伏出力平滑應用典型工作周期持續(xù)時間內，按式(11)計算儲能系統(tǒng)信號跟蹤時間百pPSTT=Ttrck/Tduration×100%…………(11)式中：Ttrck——信號跟蹤時間長度，單位為小時(h);Tduration——光伏出力平滑典型5.2.6典型工作周期充放電效率測試按適用于光伏出力平滑應用場景的工作周期對儲能系統(tǒng)進行充放電。典型工作周期充放電效率的相關測試結果，應記錄于附錄A。5.2.6.2測試步驟光伏出力平滑應用場景的典型工作周期充放電效率測試步驟如下：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SOE=950%±5%,在該SOE下，保持儲能系統(tǒng)的電壓不變，持續(xù)10m(資料性)測試報告根據所做測試，測試報告應提供足夠準確、清晰和客觀的數據來進行分析與評價。報告應包含所有的測試數據。A.2測試報告內容根據5.2關于儲能系統(tǒng)性能測試的描述，對儲能能