智能電網儲能系統性能測試技術規范第5部分：風電能源穩定應用Technicalspecificationfortestingperformanceofelectricalenergy上海市市場監督管理局發布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則》的規定起草。本文件為DB31/T1146《智能電網儲能系統性能測試技術規范》的第5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：頻率調節應用；——第4部分：光伏出力平滑應用；——第5部分：風電能源穩定應用；——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、上海空間電源研究所、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、上海發電設備成套設計研究院有限責任公司。1本文件規定了儲能系統在風電能源穩定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中各電壓等級電網相連的儲能系統在風電能源穩定應用場景下的性能2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規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GB/T34120電化學儲能系統儲能變流器技術規范GB/T34131電化學儲能電站用鋰離子電池管理系統技術規范GB/T36276電力儲能用鋰離子電池GB/T36547電化學儲能系統接入電網技術規定GB38755電力系統安全穩定導則NB/T33016電化學儲能系統接入配電網測試規程IEC62933-2-1儲能系統第2-1部分：單位參數及測試方法一般要求[Electricalenergystorage(EES)systems—Part2-1:Unitparametersandtestin下列術語和定義適用于本文件。在所需的時間范圍內儲能系統用于補充風電支撐儲能系統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所必需的冷卻系2與儲能系統應用場景相關的特定充放電循環工作時間段。儲能系統存儲的電能量，為儲能系統的額定功率與在額定功率下可持續放電時間的乘積。電池實際(剩余)可放出的瓦時容量與額定瓦時容量的比值。電池管理系統batterymanagemen規定運行條件下，儲能系統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，用百分數響應時間responsetime功率首次達到額定功率的90%的時間。儲能系統吸收或釋放功率單位時間變化值與額定功率的比值。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在風電能源穩定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從SOE上限到SOE下限的放電時間。4風電能源穩定應用典型工作周期典型工作周期選擇在儲能系統與風電系統的公共連接處進行測試。典型工作周期按圖1規定為24h內儲能系統充放電功率標幺值，采樣間隔為5min。圖中縱坐標為儲能系統充放電功率相對于額3測試時，初始SOE設置為50%,并在每個典型工作周期測試結束后，下一個典型工作周期開始之圖1儲能用于風電能源穩定場景的典型工作周期儲能系統并網測試條件應符合GB38755、DL/T1040、NB/T33016和IEC62933-2-1的規定。測試結果可作為儲能系統性能的基準，用于評估隨時間推移儲能系統的使用狀況和應用性能的變化情況。能系統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信息儲能能量測試旨在確定儲能系統在額定功率下存儲的能量。測試前，將儲能系統放電至放電終止條件。儲能系統在充放電過程中的功率應按第4章規定的采樣間隔和規定的測試步驟記錄，以提供具有統計意義的分辨率，儲能系統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，測試儲能系統儲能能量，并按照記錄測試結果。對于不同的放電(充電)儲能能量測試步驟如下。4a)按照技術規定和運行說明，儲能系統在額定功率下充電至充電終止條件，由電池管理系統記錄b)根據技術規定和運行說明，儲能系統充電后需在熱待機狀態下保持靜置，持續30min。c)按照技術規定和運行說明，儲能系統在額定功率下放電至放電終止條件，由電池管理系統記錄放電時間和該SOE值。儲能系統放電過程中輸出的能量記為Wh,根據放電期間的功率測量結果計算并記錄。d)根據技術規定和運行說明，儲能系統放電后需在熱待機狀態下保持靜置，持續30min。e)按照技術規定和運行說明，儲能系統在額定功率下充電至充電終止條件，由電池管理系統記錄充電時間和該SOE值。儲能系統充電過程中輸人的能量記為Whc,包括輔助能量，在充電過程中直接測量，并記錄為儲能系統的充電能量。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WhD的平均值和步驟e)中的充電能量Whc的平均值，與每個測試相關的標準偏差也應計算和報告在內。g)在使儲能系統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。功率水平調節應滿足NB/T33016的要求。測試記錄記錄測量的充電和放電能量值，參見附錄A。5.2.3充放電效率測試充放電效率測試用來確定儲能系統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。測試步驟儲能系統的充放電效率應在三個額定功率下充放電循環測試完成后，根據測試數據進行計算，具體測試步驟按中的步驟a)～f)。式中：Whp額定功率下輸出的電能，單位為千瓦時(kW·h);Whc;-1)充電過程中輸入系統的交流電能，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供電時，充放電效率ηRET應按式(2)計算。式中：AuxDi第i個循環放電期間輔助負載的能量損耗，單位為千瓦時(kW·h);5響應時間和爬坡率是用來確定儲能系統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。需提供風電能源穩定應用的額定功率，測試方法應適用于所有儲能系統。測試數據記錄參見附錄A。響應時間的測量按圖2規定，表示儲能系統從響應充(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。儲能系統放電響應時間和爬坡率測試步驟如下：d)當儲能系統輸出功率首次達到額定功率的90%時，由數據采集系統采集并記錄時刻值為T?;按式(3)計算儲能系統放電響應時間TD。TD=T?一T?…………(3)式中：T?-—-儲能系統輸出功率首次達到額定放電功率90%的時間值，單位為秒(s)。按式(4)計算放電斜率Rp,Rp單位為千瓦每秒(kW/s)。Rp=PT?/(T?一T?)……6Rpet=Rp/PR×100d)當儲能系統輸入功率首次達到額定功率的90%時，由數據采集系統采集并記錄時刻值為T?;Tc=T?一T?…………(6)T?—-儲能系統輸入功率首次達到額定充電功率90%的時間值，單位為秒(s)。按式(7)計算充電斜率Rc,Rc單位為千瓦每秒(kW/s)。Rc=PTz/(T?—T?)…… (8)參考信號跟蹤能力用于評價儲能系統在風電能源穩定應用場景下平滑功率波動的能力。在此期周期進行。參考信號跟蹤的相關測試結果記錄于附錄A。a)儲能系統應按照制造商的技術規定以額定功率向儲能系統充、放一定的電能，使其SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲能系統的電壓不變，持續10min~30min。b)根據風電能源穩定場景典型工作周期的設定工況，進行充放電循環測試，記錄儲能系統響應7在儲能系統風電能源穩定應用典型工作周期持續時間內，按式(9)和式(10)分別計算指令信號Psigm與儲能系統實際吸收或釋放功率P.的均方誤差EMsE,以及平均絕對偏差EMAD并用其評估儲能系統跟蹤參考信號的能力。當|(PsigL-Pes)/Psigal<0.02時視為儲能系統能夠跟蹤參考信號。式中：Psigal一指令信號，單位為千瓦(kW);Pes儲能系統實際吸收或釋放功率，單位為千瓦(kW)。 (9) (10)在儲能系統風電能源穩定應用典型工作周期持續時間內，按式(11)計算儲能系統信號跟蹤時間百分比pPSTT。PeSTT=Track/Tdunation×100%…………式中：Ttrack信號跟蹤時間長度，單位為小時(h);Tduration——風電能源穩定典型工作周期持續時間，單位為小時(h)。5.2.6典型工作周期充放電效率測試按適用于風電能源穩定應用場景的工作周期對儲能系統進行充放電。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。風電能源穩定場景的典型工作周期充放電效率測試步驟如下：a)儲能系統應按照制造商的技術規定以額定功率向儲能系統充、放一定的電能，使其SOE=50%±5%,在該SOE下，保持儲能系統的電壓不變，持續10min～30min;b)根據風電能源穩定應用場景典型工作周期的設定工況，進行充放電循環測試；c)每個工作周期測試結束后，給儲能系統充電或放電使其恢復到初始SOE;d)典型工作周期充放電效率計算，由儲能系統的輸出能量除以輸入能量來確定。8(資料性)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關于儲能系統性能測試的描述，對儲能能量、充放電效率、能量穩定性、響應時間和爬坡率、參考信號跟蹤能力、典型工作周期充放電效率的具體測試內容記錄于表A.1。表A.1儲能系統風電能源穩定應用性能測試內容記錄表測試類型額定功率下的周期循環1循環2循環3循環5不同功率水平下功率水平