ICS27.010CCSF01智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范第7部分：微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用上海市市場監(jiān)督管理局DB31/T1146.7—2022 I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用典型工作周期 25應(yīng)用性能測試內(nèi)容與方法 附錄A(資料性)測試報告 參考文獻 IDB31/T1146.7-2022本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)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。本文件是DB31/T1146《智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范》的第7部分。DB31/T1146分為以下幾個部分：——第1部分：削峰填谷應(yīng)用；——第2部分：風電出力平滑應(yīng)用；——第3部分：頻率調(diào)節(jié)應(yīng)用；——第4部分：光伏出力平滑應(yīng)用；——第5部分：風電能源穩(wěn)定應(yīng)用；——第6部分：電壓暫降治理應(yīng)用；———第7部分：微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用。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。本文件由上海市經(jīng)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(shù)委員會歸口。本文件起草單位：國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院、上海電力大學、華東電力試驗研究院有限公司、南京工業(yè)大學、復(fù)旦大學、寧德時代新能源科技股份有限公司、上海奧威科技開發(fā)有限公司、上海空間電源研究所。本文件主要起草人：時珊珊、魏新遲、張宇、王育飛、葉季蕾、王皓靖、方陳、薛花、孫耀杰、魏志立、DB31/T1146.7—2022ⅡDB31/T1146《智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范》分為7個部分。—-第1部分：削峰填谷應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在削峰填谷應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法?！?部分：風電出力平滑應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在風電出力平滑應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法?！?第3部分：頻率調(diào)節(jié)應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在頻率調(diào)節(jié)應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法。—-第4部分：光伏出力平滑應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在光伏出力平滑應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法。第5部分：風電能源穩(wěn)定應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在風電能源穩(wěn)定應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法?！?部分：電壓暫降治理應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在電壓暫降治理應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法。——第7部分：微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用。目的在于指導(dǎo)智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法。本文件為DB31/T1146的第7部分。1DB31/T1146.7—2022智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)性能測試技術(shù)規(guī)范第7部分：微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用本文件規(guī)定了智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景下的典型工作周期、應(yīng)用性能測試內(nèi)容和測試方法。本文件適用于與電力系統(tǒng)中各電壓等級電網(wǎng)相連的儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景下的性能測試。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(yīng)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/T15945電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T36548電化學儲能系統(tǒng)接人電網(wǎng)測試規(guī)范GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則DL/T1040電網(wǎng)運行準則IEC62933-2-1電力儲能系統(tǒng)第2-1部分：設(shè)備參數(shù)及測試方法一般要求(Electricalenergystorage(EES)systems-Part2-1:Unitparametersandtestingmethods—Generalspecification)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1儲能系統(tǒng)energystoragesystem;ESS以電化學電池為儲能載體，通過變流器進行可循環(huán)電能存儲與釋放的設(shè)備系統(tǒng)。[來源：GB/T34120—2017,3.1,有修改]3.2微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行microgridisolatedoperation微電網(wǎng)與公用電網(wǎng)分離，實現(xiàn)電能自發(fā)自用、功率平衡，并維持內(nèi)部電壓和頻率的穩(wěn)定。[來源：GB/T51341—2018,2.0.3,有修改]3.3輔助負載auxiliaryloads支撐儲能系統(tǒng)正常運行所必需的輔助設(shè)施的負載。3.4與儲能系統(tǒng)應(yīng)用場景相關(guān)的特定充放電循環(huán)工作時間段。2DB31/T1146.7--2022儲能能量energyofenergystorage儲能系統(tǒng)存儲的電能量。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(tǒng)batterymanagementsystem;BMS監(jiān)測電池的狀態(tài)(溫度、電壓、電流、荷電狀態(tài)等),為電池提供通信接口和保護的系統(tǒng)。充放電效率roundtripefficiency;RTE在規(guī)定運行條件下，儲能系統(tǒng)在一個充放電周期內(nèi)的有效輸出能量與輸人能量的比值，用百分數(shù)表示。[來源：GB/T362762018,3.1.21,有修改]熱備用狀態(tài)下，儲能系統(tǒng)自收到控制信號起，從熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)成充電或放電，直到充電功率或放電功率首次達到額定功率的90%的時間。[來源：GB/T36547-2018,3.6,3.8,有修改]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(shù)據(jù)采集系統(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(shù)據(jù)存參考信號跟蹤能力referencesignaltrackingability儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用的典型工作周期期間響應(yīng)參考信號的能力。持續(xù)時間duration額定功率下儲能系統(tǒng)從SOE上限到SOE下限的放電時間。4微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用典型工作周期4.1ESS作為主電源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)在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行的應(yīng)用性能。當ESS作為主電源運行時，典型工作周期按圖1規(guī)定為24h時間段內(nèi)相對于儲能系統(tǒng)額定功率的標幺化充放電有功功率值Pa和無功功率值Qp.u。其中，正值表示儲能系統(tǒng)充電，負值表示儲能系統(tǒng)放電。DB31/T1146.7—202230.10.080.060.0400.10.080.060.040.020-0.02-0.04-0.06-0.08-0.10-0.2-0.4-0.6-0.8123456789101112131415161718192021222324時間/h圖1ESS作為主電源運行時的典型工作周期4.2ESS作為輔助電源當ESS作為輔助電源運行時，典型工作周期按圖2規(guī)定為24h時間段內(nèi)相對于儲能系統(tǒng)額定功率的標幺化充放電有功功率值Pp.u。其中，正值表示儲能系統(tǒng)充電，負值表示儲能系統(tǒng)放電。0.40.2k-0.2-0.4-1荷持續(xù)供電，并由ESS平抑可再生能源出力的波動。圖2ESS作為輔助電源運行時的典型工作周期5應(yīng)用性能測試內(nèi)容與方法儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試條件應(yīng)符合GB38755、DL/T1040和IEC62933-2-1的規(guī)定。測試結(jié)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(yīng)用性能的變化情況。所有測量的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、系統(tǒng)溫度、環(huán)境條件等參數(shù)，應(yīng)在同一時間分辨率上采集，同時適用于儲能系統(tǒng)應(yīng)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(shù)應(yīng)記錄在儲能系統(tǒng)信息報告中，用于進一步分析、確定儲能系統(tǒng)性能。4DB31/T1146.7—20225.2測試內(nèi)容與方法微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景下性能測試應(yīng)包括但不限于儲能能量測試、充放電效率測試、響應(yīng)時間和爬坡率測試、參考信號跟蹤能力測試、典型工作周期充放電效率測試。儲能能量測試旨在確定儲能系統(tǒng)在額定電功率下存儲的能量。測試前，將儲能系統(tǒng)放電到放電終止條件。儲能系統(tǒng)在充放電過程中的功率應(yīng)按規(guī)定的時間間隔和步驟記錄，以提供具有統(tǒng)計意義的分辨率，儲能系統(tǒng)的相關(guān)能量輸人和輸出由記錄的功率計算。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(jié)果。對于不同的放電(充電)時間和最終的SOE值，測試需要在多個放電(充電)功率水平下重復(fù)進行。儲能能量測試步驟如下。a)按照儲能運行要求，儲能系統(tǒng)在額定功率下充電至充電終止條件，由電池管理系統(tǒng)記錄該SOE值。b)按照儲能運行要求，儲能系統(tǒng)充電后需在熱待機狀態(tài)下保持靜置，持續(xù)30min。c)按照儲能運行要求，儲能系統(tǒng)在額定功率下放電至放電終止條件，由電池管理系統(tǒng)記錄放電時間和該SOE值。儲能系統(tǒng)放電過程中輸出的能量記為Whp,根據(jù)放電期間的功率測量結(jié)果計算并記錄。d)按照儲能運行要求，儲能系統(tǒng)放電后需在熱待機狀態(tài)下保持靜置，持續(xù)30min。e)按照儲能運行要求，儲能系統(tǒng)在額定功率下充電至充電終止條件，由電池管理系統(tǒng)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，在充電過程中直接測量，并記錄儲能系統(tǒng)的充電能量。f)重復(fù)步驟a)~e)4次，性能測試值為每個周期步驟c)中的放電能量Wh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(guān)的標準偏差也應(yīng)計算和報告在內(nèi)。g)在使儲能系統(tǒng)達到其充電終止條件之后，步驟a)~e)應(yīng)以75%、50%和25%的額定功率水平重復(fù)測試。功率水平調(diào)節(jié)應(yīng)滿足GB/T36548的要求。記錄測量的充電和放電能量值見附錄A。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(yīng)結(jié)合5.2.2進行測試。儲能系統(tǒng)的充放電效率應(yīng)在3個額定功率下充放電循環(huán)測試完成后，根據(jù)測試數(shù)據(jù)進行計算，具體5DB31/T1146.7—2022測試步驟按5.2.2.2中的步驟a)~f)。充放電效率7x-按式(1)計算。由于測試過程中難以保持功率恒定，因此測試中使用平均功率?！街校篧hp-—額定功率下輸出的電能，單位為千瓦時(kW·h);Wha——額定功率下輸人的電能，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，充放電效率應(yīng)按式(2)計算：……式中：Auxpi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);Auxc——第i個循環(huán)充電期間輔助負載的能量損耗，單位為千瓦時(kW·h);AuxR——第i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(yīng)時間和爬坡率測響應(yīng)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。需提供微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用的額定功率，測試方法應(yīng)適用于所有儲能系統(tǒng)。測試數(shù)據(jù)記錄內(nèi)容見附錄A。響應(yīng)時間和爬坡率的測量按圖3規(guī)定，表示儲能系統(tǒng)從響應(yīng)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(nèi)所用的時間。/圖3響應(yīng)時間和爬坡率5.2.4.2放電測試步驟儲能系統(tǒng)放電響應(yīng)時間和爬坡率測試步驟如下：6DB31/T1146.7—2022a)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(shù)據(jù)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(yīng)放電指令時，由數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?。e)重置數(shù)據(jù)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)。5.2.4.3放電響應(yīng)時間和爬坡率計算方法按式(3)計算儲能系統(tǒng)放電響應(yīng)時間：Tp=T?-T?……(3)式中：Tp——放電響應(yīng)時間，單位為秒(s);T?——儲能系統(tǒng)開始響應(yīng)放電指令的時間值，單位為秒(s);T?——儲能系統(tǒng)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)計算對放電斜率Rp進行計算，Rp單位為千瓦每秒(kW/s)。式中：PT?——儲能系統(tǒng)在時間T?時的功率輸出值，單位為千瓦(kW)。放電爬坡率通過每秒功率變化百分比Rpt描述，以%表示，按式(5)計算Rpet。式中：PR——儲能系統(tǒng)額定功率，單位為千瓦(kW)。5.2.4.4充電測試步驟儲能系統(tǒng)充電響應(yīng)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)開始接收充電指令時，由數(shù)據(jù)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(yīng)充電指令時，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?。d)當儲能系統(tǒng)輸入功率首次達到額定功率的90%時，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄時刻值為T?。e)重置數(shù)據(jù)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)。5.2.4.5充電響應(yīng)時間和爬坡率計算方法按式(6)計算儲能系統(tǒng)充電響應(yīng)時間：Tc=T?-T?………………(6)式中：Tc——充電響應(yīng)時間，單位為秒(s);T?——儲能系統(tǒng)開始響應(yīng)充電指令的時間值，單位為秒(s);T?—儲能系統(tǒng)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)計算對充電斜率Rc,單位為千瓦每秒(kW/s)。Rc=Pr?/(T?-T?)……………(7)式中：PTz—-儲能系統(tǒng)在時間T2時的功率輸入值，單位為千瓦(kW)。充電爬坡率通過每秒功率變化百分比Rpet描述，以%表示，按式(8)計算Rpct。6Re=Rc/PR×100%………………(8)7DB31/T1146.7—2022式中：PR—儲能系統(tǒng)額定功率，單位為千瓦(kW)。5.2.5參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)在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景下跟蹤參考信號的能力。在此期間，儲能系統(tǒng)有能力或無能力跟蹤參考信號都應(yīng)記錄，測試步驟按微電網(wǎng)孤網(wǎng)應(yīng)用場景的典型工作周期進行。參考信號跟蹤的相關(guān)測試結(jié)果記錄內(nèi)容見附錄A。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)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(yīng)按照制造商的技術(shù)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(jù)微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景典型工作周期的設(shè)定工況，進行充放電循環(huán)測試，記錄儲能系統(tǒng)響應(yīng)指令信號(P)時實際所吸收或釋放的功率(P)以及信號跟蹤時間長度(Tmm)。在儲能系統(tǒng)微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用典型工作周期持續(xù)時間內(nèi)，根據(jù)式(9)和式(10)分別計算指令信號P與儲能系統(tǒng)實際吸收或釋放功率P的均方差EMse以及平均絕對偏差EmAp并用其評估儲能系統(tǒng)跟蹤參考信號的能力。當(|Psi-P)/Pial1小于0.02時視為儲能系統(tǒng)能夠跟蹤參考信號。式中：PionL—指令信號，單位為千瓦(kW); P--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)微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用典型工作周期持續(xù)時間內(nèi)，按式(11)計算儲能系統(tǒng)信號跟蹤時間百分比pPSTT。ppsTT=Tack/Tduration×100%…………(11)式中：Ttrck——信號跟蹤時間長度，單位為小時(h);Tdion——微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行典型工作周期持續(xù)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微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)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(guān)測試結(jié)果記錄內(nèi)容見附錄A。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景的典型工作周期充放電效率測試步驟如下：7a)儲能系統(tǒng)應(yīng)按照制造商的技術(shù)規(guī)定以額定功率向儲能系統(tǒng)充、放一定的電能，使其SOE=8DB31/T1146.7—202250%±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(jù)微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景典型工作周期的設(shè)定工況，進行充放電循環(huán)測試；c)每個工作周期測試結(jié)束后，給儲能系統(tǒng)充電或放電使其恢復(fù)到初始SOE;d)典型工作周期充放電效率計算，由儲能系統(tǒng)的輸出能量除以輸人能量來確定。5.2.7典型工作周期頻率偏差測試按GB/T15945的規(guī)定，微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景的頻率偏差不超過士0.5Hz。典型工作周期頻率偏差的相關(guān)測試結(jié)果記錄內(nèi)容見附錄A。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景的典型工作周期頻率偏差測試步驟如下：a)根據(jù)微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行應(yīng)用場景典型工作周期的設(shè)定工況測量電網(wǎng)頻率，按時間間隔要求進行b)按式(12)計算典型工作周期頻率偏差，由t時刻的頻率實際值f.與標稱值之差表示；式中：f.——頻率實際值，單位為赫茲(Hz);f——電網(wǎng)頻率標稱值，單位為赫茲(Hz)。c)根據(jù)各時刻的頻率偏差，分析典型工作周期最大頻率偏差Max{△f?,△f?,…,△f.}。9DB31/T1146.7—2022(資料性)測試報告A.1概述提供足夠準確、清晰和客觀的數(shù)據(jù)來分析與評