《儲能系統(tǒng)變流器涉網(wǎng)性能硬件在環(huán)檢測規(guī)范》

ICS國際標(biāo)準(zhǔn)分類號

CCS中國標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類號

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CESXXX-XXXX

儲能系統(tǒng)變流器涉網(wǎng)性能硬件在環(huán)檢測

規(guī)范

Theprocedureforhardwareinthelooptestingofenergystorageconverter

grid-relatedperformance

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電工技術(shù)學(xué)會發(fā)布

T/CESXXX—XXXX

儲能系統(tǒng)變流器涉網(wǎng)性能硬件在環(huán)檢測規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了電化學(xué)儲能系統(tǒng)變流器硬件在環(huán)檢測準(zhǔn)備、檢測平臺、檢測項目和步驟、模型參數(shù)驗

證檢測工況等要求。

本文件適用于額定功率在100kW及以上且儲能時間不低于15min的電化學(xué)儲能系統(tǒng)變流器涉網(wǎng)性能

和模型參數(shù)驗證等，其他功率等級和儲能時間的電化學(xué)儲能系統(tǒng)可參照執(zhí)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/T34120電化學(xué)儲能系統(tǒng)儲能變流器技術(shù)規(guī)范

GB/T36547電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36548電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測試規(guī)范

GB/T40581電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計算規(guī)范

GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

實時數(shù)字仿真器realtimedigitalsimulator

具備實時數(shù)字仿真能力的計算機硬件與軟件的總稱。

3.2

實時信號接口realtimesignalinterface

實時數(shù)字仿真器與實際物理裝置的交互接口。

3.3

儲能變流器硬件在環(huán)檢測系統(tǒng)hardwareinthelooptestingsystemforstoragesystem

實時數(shù)字仿真器與儲能變流器控制器通過實時信號接口連接，構(gòu)成數(shù)字仿真器模型與儲能變流器控

制器的閉環(huán)系統(tǒng)，并實時交互運行的過程。

4總體要求

4.1儲能系統(tǒng)變流器涉網(wǎng)性能硬件在環(huán)檢測應(yīng)基于電磁暫態(tài)仿真環(huán)境，通過硬件在環(huán)檢測平臺連

接被測儲能系統(tǒng)變流器控制器，開展儲能變流器硬件在環(huán)仿真檢測。

4.2儲能變流器硬件在環(huán)檢測前，應(yīng)編制檢測方案，明確檢測場景，模擬儲能變流器接入系統(tǒng)的

場景應(yīng)符合GB/T40581的規(guī)定，模擬儲能變流器接入近區(qū)存在串聯(lián)補償裝置的場景應(yīng)符合GB38755

要求。

4.3儲能變流器硬件在環(huán)檢測項目應(yīng)包括低電壓故障穿越、高電壓穿越故障、電網(wǎng)適應(yīng)性檢測等。

4.4當(dāng)儲能變流器通過型式試驗，但發(fā)生下列變化時，應(yīng)開展儲能變流器涉網(wǎng)性能評價檢測：

a）儲能變流器硬件電路參數(shù)不變，控制器軟件版本發(fā)生變化；

b）采用經(jīng)過型式試驗的儲能變流器作為單元功率模塊，多個單元功率模塊并聯(lián)組成一臺儲能變流

器。

4.5當(dāng)儲能變流器通過型式試驗，需對比同型號另一臺儲能變流器與其并網(wǎng)性能是否一致時，開展

儲能變流器一致性核查檢測。

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4.6儲能變流器硬件在環(huán)仿真檢測系統(tǒng)應(yīng)具備與現(xiàn)場電路參數(shù)一致的儲能變流器功率電路仿真模

型。

4.7被測儲能變流器控制器，應(yīng)具備運行控制算法和程序、模擬信號采樣、輸出驅(qū)動和控制信號的

功能，應(yīng)具備人機接口及通信接口，并能通過人機交互界面對控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

4.8儲能變流器硬件在環(huán)檢測完成后，按照GB/T19963.1、GB/T36995、GB/T36994的要求對

低電壓故障穿越、高電壓穿越故障、電網(wǎng)適應(yīng)性檢測結(jié)果進(jìn)行判定，并出具檢測報告。

5檢測準(zhǔn)備

5.1檢測環(huán)境條件

檢測環(huán)境應(yīng)滿足以下要求：

a)環(huán)境溫度：-20～50℃；

b)相對環(huán)境濕度：≤90%。

5.2資料收集

檢測前應(yīng)收集以下儲能變流器資料：

a)一次電路拓?fù)浼瓣P(guān)鍵元器件參數(shù)；

b)交直流側(cè)電壓、電流允許范圍；

c)交直流側(cè)保護參數(shù)；

d)實時仿真器與被測控制器之間輸入/輸出的信號類型、信號來源、信號電平范圍和信號變比；

e)軟件版本號。

5.3待測樣品要求

儲能變流器控制器樣品，應(yīng)具備運行控制算法和程序、模擬信號采樣、輸出驅(qū)動和控制信號的功能，

應(yīng)具備人機接口及通信接口，并能通過人機交互界面對控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

6檢測平臺

6.1檢測平臺功能要求

檢測平臺與被測儲能變流器控制器典型連接方式見圖1。檢測平臺應(yīng)滿足以下要求：

a)實時數(shù)字仿真器應(yīng)基于CPU、FPGA等處理器開展模型計算，仿真檢測系統(tǒng)所有內(nèi)核的總處理器

利用率宜小于60%。

b)實時數(shù)字仿真器應(yīng)基于FPGA處理器捕獲數(shù)字脈沖信號。

c)實時數(shù)字仿真器應(yīng)能配置仿真規(guī)模和仿真步長，運算步長應(yīng)依據(jù)儲能變流器功率器件開關(guān)頻率

確定。

d)實時數(shù)字仿真器軟件應(yīng)具備儲能系統(tǒng)的一次設(shè)備模型和二次控制保護模型，具備檢測數(shù)據(jù)記錄

和分析功能。

e)信號接口應(yīng)滿足儲能變流器控制器與仿真模塊之間信號傳輸及交互的要求，應(yīng)能正確體現(xiàn)傳輸

信號的物理狀態(tài)，可采用模擬/數(shù)字信號連接或者通信協(xié)議連接方式。

f)信號接口中各通道應(yīng)是相互隔離的，無電路上的連接。

6.2模型要求

模型應(yīng)滿足以下要求：

a)電池模型應(yīng)具備典型環(huán)境因素（環(huán)境溫度、濕度等）下的電池運行特性模擬功能；

b)儲能變流器功率電路模型應(yīng)采用電力電子開關(guān)模型，具備儲能變流器電氣特性和保護特性模擬

功能。當(dāng)儲能變流器為兩級式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且前級DC/DC并聯(lián)模塊數(shù)量影響處理器利用率時，DC/DC模塊

并聯(lián)數(shù)量可等效減少，等效前后的儲能變流器功率電路模型電氣和保護特性需保持一致。

c)檢測裝置模型應(yīng)包括低電壓故障發(fā)生裝置模型、高電壓故障發(fā)生裝置模型和電網(wǎng)模擬裝置模型。

低電壓故障發(fā)生裝置模型、高電壓故障發(fā)生裝置模型和電網(wǎng)模擬裝置模型的模擬功能應(yīng)滿足GB/T36548

中檢測設(shè)備要求；

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d)電網(wǎng)模型應(yīng)具備電網(wǎng)阻抗特性模擬功能，能夠模擬儲能變流器接入電網(wǎng)典型場景；應(yīng)能模擬公

用電網(wǎng)的電壓和頻率擾動。

圖1儲能涉網(wǎng)性能硬件在環(huán)檢測典型連接示意圖

7檢測項目與步驟

7.1檢測項目

儲能系統(tǒng)變流器涉網(wǎng)性能硬件在環(huán)檢測項目應(yīng)包括故障穿越和電網(wǎng)適應(yīng)性，故障穿越檢測應(yīng)包括低

電壓穿越、高電壓穿越，電網(wǎng)適應(yīng)性檢測應(yīng)包括電壓適應(yīng)性、頻率適應(yīng)性。

7.2故障穿越檢測步驟

儲能系統(tǒng)變流器故障穿越硬件在環(huán)檢測步驟如下：

a)按照圖2建立儲能變流器控制器檢測的仿真模型，模型中開關(guān)S3和S4閉合；

b)選擇電網(wǎng)模擬場景，設(shè)置電網(wǎng)模型和參數(shù);

c)調(diào)節(jié)仿真模型中電池仿真模塊參數(shù)，使儲能變流器模型分別運行在10%PN～30%PN、70%PN～

100%PN、-30%PN～-10%PN、-100%PN～-70%PN四種工況下；

d)調(diào)節(jié)低電壓故障發(fā)生裝置模型、高電壓故障發(fā)生裝置模型進(jìn)行低電壓穿越檢測、高電壓穿越檢

測，依據(jù)圖3、圖4規(guī)定的考核曲線，按照表1、表2設(shè)置電壓故障，分別在三相對稱電壓故障和三相

不對稱電壓故障情況下檢測；

e)記錄儲能變流器模型交流側(cè)電壓、電流和功率波形，記錄應(yīng)包含電壓故障前5s到電壓恢復(fù)正

常后5s之內(nèi)的數(shù)據(jù)。

注：PN為變流器額定功率，UN為變流器額定電壓。

儲能系統(tǒng)故障穿越檢測的有功功率、動態(tài)無功支撐能力等應(yīng)滿足GB/T36547、GB/T34120的要求。

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圖2仿真檢測回路示意圖

圖3儲能系統(tǒng)低電壓穿越要求

圖4儲能系統(tǒng)高電壓穿越要求

表1儲能系統(tǒng)低電壓穿越并網(wǎng)點電壓跌落規(guī)格

序號殘壓幅值故障持續(xù)時間

電壓跌落波形

p.u.ms

10%UN≤U≤5%UN依據(jù)圖3計算

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220%UN≤U≤25%UN依據(jù)圖3計算

325%UN≤U≤50%UN依據(jù)圖3計算

450%UN≤U≤75%UN依據(jù)圖3計算

575%UN≤U≤90%UN依據(jù)圖3計算

表2儲能系統(tǒng)高電壓穿越并網(wǎng)點電壓跌落規(guī)格

序號殘壓幅值故障持續(xù)時間

電壓升高波形

p.u.ms

1110%UN<U<120%UN依據(jù)圖4計算

2120%UN<U<125%UN依據(jù)圖4計算

7.3電網(wǎng)適應(yīng)性檢測步驟

儲能系統(tǒng)變流器電網(wǎng)適應(yīng)性硬件在環(huán)檢測步驟如下：

a)按照圖2建立儲能變流器控制器檢測的仿真模型，模型中開關(guān)S2閉合；

b)選擇電網(wǎng)模擬場景，設(shè)置電網(wǎng)模型和參數(shù)；

c)調(diào)節(jié)仿真模型中電池仿真模塊參數(shù)，使儲能變流器模型分別運行在充電和放電工況下；

d)調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置模型參數(shù)，使輸出電壓在標(biāo)稱頻率條件下，按照表3設(shè)定電壓幅值進(jìn)行檢測；

e)觀察變流器模型運行狀態(tài)，記錄被測控制器模型交流側(cè)電壓和功率的波形。

f)調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置模型參數(shù)，模擬電網(wǎng)電壓頻率變化，按照表4設(shè)定頻率進(jìn)行檢測；

g)觀察變流器模型運行狀態(tài)，記錄被測變流器模型交流側(cè)頻率和功率的波形。

表3電壓適應(yīng)性檢測內(nèi)容

設(shè)定電壓幅值持續(xù)時間

序號儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)備注

p.u.min

186%Un1

2109%Un1

3充電86%Un<U<109%Un1若干個點

4U<86%Un1

5U>110%Un1

686%Un1

7109%Un1

8放電86%Un<U<109%Un1若干個點

9U<86%Un1

10U>110%Un1

表4頻率適應(yīng)性檢測內(nèi)容

儲能系統(tǒng)運設(shè)定頻率持續(xù)時間

序號備注

行狀態(tài)Hzs

1充電49.5260

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250.1860

349.52<f<50.1860若干個點

449.324380V接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

549.484380V接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

649.32<f<49.484380V接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，若干個點

750.224

850.484

950.22<f<50.484

1048.02410（6）kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

1149.48410（6）kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

10（6）kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，若干

1248.02<f<49.484

個點

1350.524

1447.984

1549.5260

1650.1860

1749.52<f<50.1860若干個點

1849.324380V接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

1949.484380V接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

2049.32<f<49.484380V接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，若干個點

2150.224

22放電50.484

2350.22<f<50.484

2448.02410（6）kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

2549.48410（6）kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)

10（6）kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，若干

2648.02<f<49.484