新型電力系統(tǒng)儲能系統(tǒng)配置技術(shù)要求（征求意見稿）

1新型電力系統(tǒng)儲能系統(tǒng)配置技術(shù)要求本標準規(guī)定了新型電力系統(tǒng)儲能配置的基本技術(shù)要求。本標準適用于有電力系統(tǒng)儲能配置需求的企事業(yè)單位，以及相應(yīng)產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)、檢測及運行。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是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/T14549-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T24337-2009電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波GB/T12325-2008電能質(zhì)量供電電壓偏差GB/T12326-2008電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T15543-2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T19862-2016電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求GB/T33604-2017電力系統(tǒng)簡單服務(wù)接口規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1能量容量Energycapacity能量容量是指儲能系統(tǒng)能夠存儲的電能總量。3.2功率容量Powercapacity功率容量是指儲能系統(tǒng)能夠在單位時間內(nèi)充入或釋放電能的最大功率。4基本原則4.1當系統(tǒng)中有儲能配置需求時，宜評估儲能裝置的性能能否滿足相關(guān)規(guī)范要求。4.2儲能裝置的性能宜充分考慮儲能裝置的接入能量容量和功率容量。4.3儲能配置工作應(yīng)包括：儲能配置要求、儲能配置方法、儲能配置報告等步驟。5儲能系統(tǒng)配置因素5.1容量要求25.1.1能量容量要求儲能能量容量配置時宜充分考慮調(diào)峰需求、可再生能源消納需求、備用電源需求。5.1.1.1儲能在能量容量配置時應(yīng)充分考慮調(diào)峰需求，實現(xiàn)對電網(wǎng)負荷峰谷差的有效調(diào)節(jié)，在谷電時段存儲電能、峰電時段釋放電能，減少因峰谷差過大導(dǎo)致的電網(wǎng)運行問題，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量。5.1.1.2儲能在能量容量配置時應(yīng)充分考慮可再生能源消納需求，平滑可再生能源發(fā)電的間歇性和波動性，存儲其發(fā)電過剩時段的能量并在發(fā)電不足時釋放，減少棄風，提高可再生能源在電力系統(tǒng)中的利用比例。5.1.1.3儲能在能量容量配置時應(yīng)充分考慮備用電源需求，確保在外部電源故障時能為關(guān)鍵負荷（如數(shù)據(jù)中心等）提供足夠的電能，保障重要用戶供電的連續(xù)性，增強電力系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)狀況的應(yīng)急能力，降低停電帶來的損失和風險。5.1.2功率容量要求儲能系統(tǒng)功率容量配置時宜充分考慮調(diào)頻要求、無功功率調(diào)節(jié)要求、暫態(tài)穩(wěn)定性要求等。5.1.2.1儲能系統(tǒng)功率容量配置時，應(yīng)具備在系統(tǒng)頻率偏差超過規(guī)定范圍時，迅速提供或吸收有功功率，以恢復(fù)系統(tǒng)頻率至正常水平的快速響應(yīng)能力。同時，利用功率容量應(yīng)能精確地調(diào)節(jié)有功功率，以確保系統(tǒng)頻率穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。5.1.2.2儲能系統(tǒng)功率容量配置時，應(yīng)具備良好的動態(tài)響應(yīng)特性，能夠快速跟蹤系統(tǒng)的電壓變化，并提供相應(yīng)的無功功率支持。同時，利用功率容量應(yīng)能精確地調(diào)節(jié)無功功率，以確保系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。5.1.2.3儲能系統(tǒng)功率容量配置時，應(yīng)能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障或遭受大的擾動時，使儲能系統(tǒng)迅速提供暫態(tài)功率支持，以防止系統(tǒng)崩潰。5.1.3系統(tǒng)性能要求儲能系統(tǒng)配置時宜充分考慮充放電效率、自放電特性和循環(huán)壽命等。5.1.3.1儲能系統(tǒng)應(yīng)具備良好的充放電效率，實現(xiàn)電能高效存儲與釋放，在充放電過程中減少能量損耗，有效滿足電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求。5.1.3.2儲能系統(tǒng)應(yīng)具備良好的自放電特性，維持儲能期間電量穩(wěn)定，減少因自身因素導(dǎo)致的電能無端消耗，保障在儲能周期內(nèi)能夠可靠地提供電能調(diào)節(jié)服務(wù)。5.1.3.3儲能系統(tǒng)應(yīng)具備良好的循環(huán)壽命性能，承受多次充放電循環(huán)，降低更新頻率，保障長時間穩(wěn)定為電力系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)支持，提升儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性與運行連續(xù)性。5.2接入系統(tǒng)配置要求5.2.1接入點選擇a)分析電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，確定電網(wǎng)的樞紐節(jié)點、負荷中心和電源集中接入點。選擇靠近這些節(jié)點的位置接入儲能系統(tǒng)，以減少線路損耗和對電網(wǎng)的沖擊。b)負荷的類型和特性，對于重要的敏感負荷（如數(shù)據(jù)中心等），將儲能系統(tǒng)接入靠近這些負荷的節(jié)點，以便在電網(wǎng)故障或電壓波動時提供快速的功率支持。c)計算電網(wǎng)各節(jié)點的短路容量，評估儲能系統(tǒng)接入后對電網(wǎng)短路電流水平的影響。選擇短路容量裕度較大的節(jié)點作為接入點，以確保儲能系統(tǒng)接入后不會使電網(wǎng)的短路電流超過保護裝置的額定短路耐受電流。35.2.2接入電壓等級a)根據(jù)儲能系統(tǒng)的功率容量大小來選擇接入電壓等級，對于功率容量較大（大于10MW）的儲能系統(tǒng)，考慮接入較高電壓等級（110kV及以上以減少線路損耗。對于功率容量較?。ㄐ∮?MW）的儲能系統(tǒng)，可以接入較低電壓等級，以降低接入成本。b)分析電網(wǎng)現(xiàn)有的電壓等級分布和相應(yīng)的電氣設(shè)備參數(shù)。根據(jù)儲能系統(tǒng)的接入要求（如功率容量、電流大小等），選擇與電網(wǎng)現(xiàn)有設(shè)備參數(shù)相匹配的接入電壓等級。5.2.3保護與控制配置a)對于保護配置，主要考慮過流保護、過壓保護、欠壓保護、短路保護、漏電保護等。b)對于控制配置，主要考慮有功功率控制、無功功率配置、電壓控制、充放電控制等。5.2.4通信與監(jiān)測配置a)對于通信配置，選擇合適的通信協(xié)議，如Modbus、DNP3等，以確保儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)之間的可靠通信。確定通信速率和數(shù)據(jù)傳輸量，以滿足實時監(jiān)測和控制的需求。考慮通信的安全性和抗干擾能力，采用加密、認證等措施保障通信的可靠性。b)對于監(jiān)測配置，需要監(jiān)測儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)、電池的荷電狀態(tài)與健康狀態(tài)、電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)、儲能系統(tǒng)性能指標等。6儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析6.1數(shù)據(jù)采集6.1.1電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)當包括：負荷數(shù)據(jù)、電源數(shù)據(jù)。6.1.1.1負荷數(shù)據(jù)負荷數(shù)據(jù)為電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的省級、地市級、區(qū)縣級歷史負荷數(shù)據(jù)，應(yīng)包括歷史負荷數(shù)據(jù)、歷史負荷管理數(shù)據(jù)、負荷損失數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、電源數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)可采用小時級或15分鐘級的數(shù)據(jù)格式。負荷數(shù)據(jù)宜通過終端或調(diào)度自動化系統(tǒng)自動采集，采集數(shù)據(jù)應(yīng)滿足GB/T33604-2017的要求，并可通過手動方式補充錄入。用戶負荷數(shù)據(jù)通過新型電力負荷管理、調(diào)度自動化等系統(tǒng)采集，可根據(jù)實際情況采用直采、擬合等方式獲取，應(yīng)包括來自電力用戶的、對用戶用電負荷有較大影響的用戶生成計劃數(shù)據(jù)。6.1.1.2電源數(shù)據(jù)電源數(shù)據(jù)包括傳統(tǒng)電源（如火力發(fā)電、水力發(fā)電）的發(fā)電功率、發(fā)電計劃以及靈活性情況?？稍偕茉矗ㄈ顼L電、光伏發(fā)電）的發(fā)電數(shù)據(jù)，包括發(fā)電功率曲線、資源評估數(shù)據(jù)，如風速、太陽輻射強度等。通過發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取傳統(tǒng)電源的相關(guān)數(shù)據(jù)。對于可再生能源電源的發(fā)電數(shù)據(jù)，除了從發(fā)電企業(yè)獲取外，還可以利用氣象部門的氣象數(shù)據(jù)來補充資源評估數(shù)據(jù)，通過在發(fā)電場安裝的功率監(jiān)測設(shè)備獲取發(fā)電功率曲線。6.1.2儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)當包括：基本技術(shù)參數(shù)、成本數(shù)據(jù)。6.1.2.1基本技術(shù)參數(shù)4不同儲能技術(shù)包含了不同的基本技術(shù)參數(shù)，例如電化學(xué)儲能中的鋰離子電池基本參數(shù)等，包括能量密度、功率密度、充放電效率、循環(huán)壽命、自放電率、響應(yīng)時間等。儲能系統(tǒng)組件（如電池組、儲能變流器、電池管理系統(tǒng)）也擁有相關(guān)參數(shù)，如電池管理系統(tǒng)中的監(jiān)測精度、均衡功能等參數(shù)。從儲能設(shè)備制造商的產(chǎn)品手冊和技術(shù)資料中獲取基本技術(shù)參數(shù)。對于實際應(yīng)用中的儲能系統(tǒng)組件參數(shù)，可以通過現(xiàn)場測試（如使用專業(yè)的電池測試設(shè)備測量電池內(nèi)阻和容量）和設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)（儲能變流器的監(jiān)控界面可以查看其運行參數(shù)）來獲取。6.2特性分析6.2.1技術(shù)特性分析a)能量存儲和釋放特性分析：根據(jù)儲能系統(tǒng)的充放電效率和能量密度，分析其在不同充放電倍率下的能量存儲和釋放能力。分析儲能系統(tǒng)的能量管理策略對能量存儲和釋放的影響，評估不同策略下的能量存儲和釋放效果，為儲能配置提供依據(jù)。b)功率特性分析：結(jié)合儲能系統(tǒng)的功率密度和響應(yīng)時間，分析其功率輸出和吸收能力以及在不同的功率調(diào)節(jié)場景下的適用性。研究儲能系統(tǒng)在不同功率指令下的動態(tài)響應(yīng)特性，通過建立儲能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，模擬和分析在電網(wǎng)頻率變化、功率波動等情況下儲能系統(tǒng)的功率響應(yīng)過程，評估其是否滿足電力系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)需求。6.2.2經(jīng)濟特性分析a)儲能系統(tǒng)的成本效益分析：計算儲能系統(tǒng)的全生命周期成本，包括初始投資成本、運行維護成本、設(shè)備更換成本等，同時考慮資金的時間價值（如采用凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率等方法）對成本效益進行評估分析。b)儲能系統(tǒng)的投資回收分析：根據(jù)儲能系統(tǒng)的收益和成本情況，計算投資回收期。同時，分析影響投資回收期的因素，如電價政策、儲能系統(tǒng)的性能衰減、市場需求變化等。通過敏感性分析，評估不同因素對投資回收期的影響程度，為儲能配置的投資決策提供參考。6.2.3環(huán)境特性分析a)碳排放分析：對于不同儲能技術(shù)，分析其在生產(chǎn)、運行和退役過程中的碳排放情況，并對比儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)調(diào)節(jié)資源（如燃氣輪機調(diào)峰）的碳排放，評估儲能系統(tǒng)在減少電力系統(tǒng)碳排放方面的貢獻。通過生命周期評估（LCA）方法，全面評估儲能系統(tǒng)的碳排放情況，為低碳電力系統(tǒng)建設(shè)提供參考。b)資源利用和環(huán)境影響分析：分析儲能系統(tǒng)對資源的利用情況，如電化學(xué)儲能中電池材料（鋰、鈷等）的資源稀缺性和回收利用潛力。同時，評估儲能系統(tǒng)在運行過程中對周圍環(huán)境的影響。7儲能系統(tǒng)配置要求7.1能量容量配置7.1.1根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰需求，分析電網(wǎng)負荷曲線的峰谷特性。依據(jù)調(diào)峰目標確定儲能系統(tǒng)應(yīng)填平峰谷差的程度，同時結(jié)合調(diào)峰時段特點與儲能充放電功率限制來確定能量容量，保證在低谷時段存儲足量能量用于高峰時段放電。7.1.2根據(jù)可再生能源消納需求，分析可再生能源發(fā)電功率曲線和當?shù)刎摵汕€的匹配情況。計算可再生能源發(fā)電過剩和不足時段的能量差值，以此為依據(jù)配置儲能系統(tǒng)能量容量，使儲能能存儲多余能量并在發(fā)電不足時釋放，以平滑可再生能源輸出功率。7.1.3根據(jù)備用電源需求，明確關(guān)鍵負荷的功率需求和備用供電時長。依據(jù)關(guān)鍵負荷特性和儲能系統(tǒng)的自放電、能量轉(zhuǎn)換效率等因素，合理確定能量容量，保障在外部電源故障時能為關(guān)鍵負荷可靠供電。7.2功率容量配置57.2.1根據(jù)電力系統(tǒng)的調(diào)頻要求，確定儲能系統(tǒng)需要提供的調(diào)頻功率容量與調(diào)頻系數(shù)。分析電力系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，考慮儲能系統(tǒng)的響應(yīng)時間和調(diào)節(jié)能力，確定儲能系統(tǒng)在不同頻率偏差下需要提供的功率支持。7.2.2根據(jù)電力系統(tǒng)故障清除時間的要求，確定儲能系統(tǒng)需要在短時間內(nèi)提供的功率支持，利用暫態(tài)能量函數(shù)分析電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，確定儲能系統(tǒng)在維持暫態(tài)穩(wěn)