【標(biāo)準】GB-T 43462-2023電化學(xué)儲能黑啟動技術(shù)導(dǎo)則

電化學(xué)儲能黑啟動技術(shù)導(dǎo)則Technicalguideforblack-startofelectrochemicalenergystorage國家標(biāo)準全文公開系統(tǒng)專用，此文本僅供個人學(xué)習(xí)、研究之用，未經(jīng)授權(quán)，禁止復(fù)制、發(fā)行、匯編、翻譯或網(wǎng)絡(luò)傳播等，侵權(quán)必究。國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準化管理委員會2規(guī)范性引用文件…………3術(shù)語和定義……………●5黑啟動技術(shù)條件 6黑啟動準備 。 8啟動發(fā)電設(shè)備 9恢復(fù)變電站黑啟動供電 附錄A(資料性)典型黑啟動方式 附錄B(資料性)黑啟動方案內(nèi)容 1 1 1 2 3 4 45 6 9本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)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(dān)識別專利的責(zé)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(biāo)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(zé)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(zé)任公司、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司、中國電力科學(xué)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(xué)研究院、云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院。電化學(xué)儲能黑啟動技術(shù)導(dǎo)則1范圍本文件規(guī)定了電化學(xué)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(fù)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(xué)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(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/T36558電力系統(tǒng)電化學(xué)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(xué)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。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(xué)儲能系統(tǒng)或電站，啟動與其相連的發(fā)電設(shè)備或恢復(fù)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(fù)供電能力的時間。4總體要求4.1根據(jù)電化學(xué)儲能系統(tǒng)或電站的并網(wǎng)點、啟動對象和路徑，電化學(xué)儲能黑啟動可分為啟動發(fā)電設(shè)備和恢復(fù)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(xué)儲能系統(tǒng)或電站的規(guī)劃和布點應(yīng)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(xué)儲能電站設(shè)計應(yīng)滿足GB51048和GB/T36558的要求。黑啟動過程中，電化學(xué)儲能電站黑啟動所需的功率配置應(yīng)滿足正常負荷和沖擊負荷需求總和，能量配置應(yīng)滿足各階段電量需求總和。4.4電化學(xué)儲能電站黑啟動時間宜不大于2h。4.5電化學(xué)儲能電站作為黑啟動電源時，正常運行期間應(yīng)預(yù)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(xué)儲能電站應(yīng)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(yīng)計算電化學(xué)儲能電站黑啟動范圍和恢復(fù)路徑，并制定電網(wǎng)黑啟動預(yù)案。4.8黑啟動儲能電站應(yīng)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(yīng)重新進行試驗。4.9黑啟動儲能電站應(yīng)每年組織黑啟動應(yīng)急預(yù)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(yù)案，4.10參與黑啟動的電化學(xué)儲能電站應(yīng)配置便攜式衛(wèi)星通話設(shè)備、對講機等應(yīng)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(xué)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)備安全時，應(yīng)立即停止，保障設(shè)備與人員安全。5黑啟動技術(shù)條件5.1.1電化學(xué)儲能電站應(yīng)具備離網(wǎng)穩(wěn)定運行、二次調(diào)頻、二次調(diào)壓、零起升壓功能。5.1.2離網(wǎng)運行模式下儲能變流器應(yīng)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)根據(jù)變流器允許的最高頻率而定48.5Hz≤f≤50.5Hz連續(xù)運行48.0Hz≤f<48.5Hz47.5Hz≤f<48.0Hz47.0Hz≤f<47.5Hz46.5Hz≤f<47.0Hz根據(jù)變流器允許的最低頻率而定5.1.3電化學(xué)儲能電站應(yīng)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(yīng)不小于1.2倍儲能電站廠用電功率，過載能力應(yīng)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(yīng)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(xué)儲能電站不間斷電源容量應(yīng)滿足自啟動儲能變流器控制系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)、儲能電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急照明、消防系統(tǒng)等重要負荷需求，且持續(xù)供電時間宜不小于2h。5.1.7電化學(xué)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(fù)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(yīng)小于儲能電站升壓變、站用變、零起升壓啟動電氣路徑中變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(xué)儲能電站啟動發(fā)電機組的功率配置應(yīng)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(xué)儲能電站容量配置應(yīng)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(xué)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(yīng)滿足GB/T38334的要求。5.2.4電化學(xué)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(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元5.3.1電化學(xué)儲能電站黑啟動風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元的功率配置應(yīng)滿足以下要求：a)儲能電站額定放電功率不小于風(fēng)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(fēng)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(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元的沖擊電流；d)啟動單臺風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元時，孤網(wǎng)頻率、電壓不超過風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元的頻5.3.2電化學(xué)儲能電站容量配置應(yīng)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(fēng)光資源波動性和不確定性。5.3.3電化學(xué)儲能電站、風(fēng)電場、光伏電站宜配置風(fēng)光儲聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)風(fēng)電、光伏預(yù)測和實際功率及儲能可用能量，合理分配風(fēng)光儲各子系統(tǒng)控制目標(biāo)，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(xué)儲能電站與風(fēng)電場或光伏電站的動態(tài)無功補償裝置控制策略應(yīng)協(xié)調(diào)一致，避免出現(xiàn)電壓異常波動或振蕩。5.3.5電化學(xué)儲能電站至所啟動風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元的短路阻抗應(yīng)滿足風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元運行的短路阻抗要求。5.3.6風(fēng)電場或光伏電站宜分析評估黑啟動工況下電化學(xué)儲能電站與風(fēng)電場或光伏電站的振蕩風(fēng)險，并考慮配置儲能變流器或風(fēng)電/光伏逆變器振蕩抑制功能。5.4恢復(fù)變電站黑啟動供電5.4.1電化學(xué)儲能電站恢復(fù)變電站黑啟動供電的功率配置應(yīng)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(fù)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(xué)儲能電站容量配置應(yīng)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(yīng)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(fù)電網(wǎng)運行。6.2黑啟動操作前應(yīng)確認儲能電站廠用電外部電源進線開關(guān)已分閘。6.3黑啟動操作前應(yīng)滿足以下條件：a)儲能電站當(dāng)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、控制系統(tǒng)、通信能正常工作。7.1滿足黑啟動條件后，應(yīng)先進行電化學(xué)儲能電站自啟動。7.2電化學(xué)儲能電站自啟動前，應(yīng)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(yīng)急照明、消防系統(tǒng)工作正常。7.3滿足自啟動條件后，可按以下步驟自啟動電化學(xué)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(fù)儲能電站空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)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(fù)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(xué)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變、站用變、黑啟動機組的廠用變、機組主變連接；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、主變零起升壓；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。8.1.2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(fù)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(fù)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/T50064的要求；g)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。8.2啟動風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元8.2.1接入風(fēng)電/光伏場站內(nèi)的電化學(xué)儲能電站自啟動后，可根據(jù)風(fēng)、光資源預(yù)測和儲能電站能量情況，選擇合適的時機啟動風(fēng)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(fēng)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(fēng)電場或光伏電站的廠用變、選定啟動的風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元箱變、集電線路、風(fēng)電場或光伏電站主變連接；d)儲能單元同步帶儲能電站升壓變、站用變、風(fēng)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(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元：a)按照黑啟動方案逐步恢復(fù)風(fēng)電場或光伏電站的廠用負荷；b)依次啟動選定的風(fēng)電機組或光伏發(fā)電單元；c)利用風(fēng)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(fù)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(xué)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；d)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、變電站主變、變電站母線連接；e)儲能單元同步帶儲能電站升壓變、站用變、變電站主變零起升壓；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(fù)變電站黑啟動供電：a)恢復(fù)變電站廠用電負荷；b)調(diào)整電化學(xué)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c)與電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)確認后，合閘變電站出線開關(guān)，完成對出線充電。(資料性)典型黑啟動方式電化學(xué)儲能電站需先完成自啟動(示意圖見圖A.1),再按啟動對象分為啟動發(fā)電設(shè)備(包括常規(guī)發(fā)電機組、海上風(fēng)電機組、陸上風(fēng)電機組和光伏單元，示意圖見圖A.2～圖A.4)和恢復(fù)變電站黑啟動供電(示意圖見圖A.5)兩類典型黑啟動方式。儲能升壓變壓器2儲能站不問斷電源電池單元1電池單元2電池單元n自啟動儲能變流器1白啟動儲能變流器2變壓器n變壓器1儲能站用負荷站用變儲能變流器n圖A.1電