Q GDW 10769-2017 电化学储能电站技术导则.pdf
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1、 电化学储能电站技术导则 Technical guides for electrochemical energy storage station 2018 - 01 - 02发布 2018- 01 - 02 实施 ICS 29.240 Q/GDW 国家电网公司 企业标 准 Q/GDW 10769 2017 代替 Q/GDW/Z 01769 2012 国家电网公司 发布 Q/GDW 10769 2017 II 目 次 前 言 .III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总体要求 . 3 5 站址选择与布置 . 3 6 电站设备 . 5 7 土建 . 7 8
2、 验收 . 8 9 运行维护 . 9 10 运输、贮存及回收处理 . 10 附录 A(资料性附录) 电化学储能电站的典型应用模式 . 11 编制说明 . 113 Q/GDW 10769 2017 III 前 言 为有效指导电池储能电站运行维护相关工作, 进一步满足新形势下电化学储能电站的建设需求,制定本标准 。 本标准代替 Q/GDW/Z 01769 2012,与 Q/GDW/Z 01769 2012相比 , 主要技术性差异如下: 修改标准名称为“电化学储能电站技术导则” 修改了电池储能电站的功率和容量等级; 增加了规范性引用文件; 修改了 部分术语和定义; 修改了电池储能电站的总体要求,包括
3、功能、与公用电网连接、 电站 安全、自动化; 增加了电池储能电站的选址原则、容量配置和接入方案; 增加了储能电池管理系统功能,储能变流器和监控系统 ; 增加了资料性附录 A。 本标准由指导性技术文件 电池储能电站技术导则 ( Q/GDW/Z 01769 2012) 转化。 本标准 由国家电网公司全球能源互联网办公室提出并解释 。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位: 国网 上海市电力公司、中国电力科学研究院、华东电力试验研究院有限公司、上海电气钠 硫储能技术有限公司。 本标准主要起草人:张宇、叶季蕾、薛金花、杨波、刘舒、陶琼、 方陈、王德顺、王皓靖、陶以彬 、 王伟 、 刘宇、王
4、晓清 、沈珮 、高一鸣 本标准 2012年 12月 首次发布, 2017年 6月 第一次修订。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。Q/GDW 10769 2017 1 电化学储能电站技术导则 1 范围 本标准 规定了电化学储能电站的总体要求、站址选择与布置、电站设备、土建、施工和验收、运行维护、运输、贮存及回收处理。 本标准适用于以电化学形式为储能载体,实现电能转换、存储及供给的 额定功 率不小于 500kW且 储能时间不小 于 15min的 并网型电 化学 储能电站 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本 文件 的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适
5、用于本文件 。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件 。 GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差 GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波 GB 15258 化学品安全标签编写规定 GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡 GB/T 18287 锂离子电池标准主要测试项目及指标 GB/T 30137 电压暂降与短路中断 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50140 建
6、筑灭火器配置设计规范 GB 50260 电力设施抗震设计规范 GB 51048 电化学储能电站设计规范 DL/T 5149 变电所计算机监控系统设计技术规程 DL/T 634.5104 远动设备及系统 第 5-104 部分:传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问 DL/T 596 电力设备预防性试验规程 GA 587 建筑消防设施的维护管理 NB/T 33015 电化学储能系统接入配电网技术规定 Q/GDW 696 储能系统接入配电网运行控制规范 Q/GDW 1884 储能电池组及管理系统技术规范 国家发展和改革委员会 2014年 14号令 电力监控系统安全防护规定
7、3 术语和定义 下列术语和定义适用于本 文件 。 Q/GDW 10769 2017 2 3.1 单体电池 cell 构成储能电池的最小单元,一般由正极、负极、电解质及外壳等组成,其标称电压为电化学偶的标 称电压。 3.2 电池模块 battery module 一组相连的单体电池的组合。 3.3 电池单元 battery units 由多个电池 模块 串并联和相关辅助电子设备(监测和保护电路、电气和通讯接口及热管理装置等)组合而成,与储能变流器连接并受监控系统监测和控制的电池部分。 3.4 电池系统 battery system 电化学电池及相配套的电池管理系统( BMS)、监测和保护等电子设
8、备的集合,由一个或多个电池单元组成。 3.5 储能单元 energy storage unit 电池组、电池管理系统及 其相连的功率变换系统组成的最小储能系统。 3.6 电 化学 储能电站 battery energy storage station 采用电池作为储能元件,可进行电能存储、转换及释放的电站。 3.7 电池管理系统 battery management system (BMS) 监测电池的状态(温度、电压、电流、荷电状态等),为电池提供管理及通信接口的系统。 3.8 荷电状态 state of charge (SOC) 电池实际(剩余)可放出的瓦时容量与标识的可放出最大瓦时容量的
9、比值。 3.9 功率变换系统 power conversion system (PCS) 与储能电池组配套,连接于电池组与电网之间,把电网电能存入电池组或将电池组能量回馈到电网的系统,主要由变流器及其控制系统构成。 3.10 监控系统 monitor and control system 储能系统中对电池系统、变流器等进行协调控制、保护、监测等软硬件单元的总称。 Q/GDW 10769 2017 3 4 总体要求 4.1 电化学 储能电站 应用 功能: 电化学 储能电站 应 具备 但不限于以下应用 功能 : a) 削峰填谷; b) 跟踪计划出力; c) 改善电能质量; d) 紧急电源支撑; e
10、) 需求响应。 4.2 与公用电网连接 4.2.1 电化学储能电站 接入电网的电压等级应符合 NB/T 33015有关规定。 4.2.2 接入电网的储能系统总容量应控制在电网上级变电站单台主变额定容量的 30%以内,超过该限额的储能 系统 如确需接入电网,应对方案进行充分论证,并经电网管理部门批准 。 4.2.3 电 化学 储能 电站 接入电网, 其运行与控制应与电网的运行控制相协调 。 4.2.4 电 化学 储能 电站 并网点的保护应与所接入配电网的保护协调配合,以确保配电网和设备的安全。 4.2.5 电化学储能电站 并网 点应 安装可闭锁、具有明显开断点、可实现接地功能的开断设备,具备开断
11、故障电流的能力,可就地或远方操作。 4.2.6 电化学储能电站接入电网的信息安全管理应满足国家发展和改革委员会 2014年 14号令的要求。 4.3 电能质量 4.3.1 电化学储能电站 所接 入公共连接点的谐波注入电流应满足 GB/T 14549的要求 。 4.3.2 电化学储能 电站 接入 后,所接 入公共连接点的电压偏差应 满足 GB/T 12325的 规定。 4.3.3 电化学储能 电站 接入后,所接入公共连接点的电压波动和闪变值应 满足 GB/T 12326和 GB/T 30137的要求。 4.3.4 电化学储能 电站 接入后,所接入公共连接点的电压不平衡度应满 足 GB/T 155
12、43的要求。 4.3.5 电化学储能 电站 接入后,向公共连 接点注入的直流电流分量不应超过其交流额定值的 0.5%。 4.4 自动化 4.4.1 接入 10kV及 以上 配电网的 电化学储能电站 ,应具备与电网调度部门之间进行双向数据通信的能力,电网调度部门应能对电池储能 电站 的运行状况进行监控。 4.4.2 接入 380V配 电网的 电化学储能电站 ,应 具备上网电量、下网电量和并网开断设备状态的上传功能。 5 站址选择与布置 5.1 一般规定 5.1.1 电站的选址方案应根据电力系统规划设计的网络结构、负荷分布、应用对象、应用位置 以及城乡规划、征地拆迁 等 要求进行,并应满足防火和防
13、爆要求,且应通过技术经济比较选择站址和配置形式。 5.1.2 电站内建、构筑物及设备的防火间距、安全防护应 满足 GB 51048的规定。 Q/GDW 10769 2017 4 5.1.3 电站应有继电保护、消防、通风、温度控制等安全方面的配套设施。 5.2 站区布置 5.2.1 站区内设备应加强集成,实现功能整合、资源信息共享。 5.2.2 站区内围墙、大门和站内 道路应满足运行、检修、消防和设备安装要求。 5.2.3 电站设备应根据安装环境、设备性能要求和当地实际情况确定,宜采用 室内 布置。 5.2.4 当电站户外敞开式布置时,电站设备应有防雨、防腐、密闭型防护措施。 5.2.5 电站的
14、防雷与接地应符 合 Q/GDW 696有关规定 。 5.3 电池及附属设备布置 5.3.1 电池及附属设备宜设置在独立的建筑物内或 集装箱 布置。 5.3.2 电站站房内不应贮存与电站系统无关的易燃易爆品、氧化剂、强还原剂、酸及碱类物品。 5.3.3 设有电池设备的场所,应按 GB 15258规定做好安全标识。 5.3.4 将电池设备设置在室内时,应满足电池的防火、防爆和通风要求。 5.3.5 钠硫电池设置条件 如下: a) 钠硫电池电站不应设置在人员密集场所内或紧挨人员密集场所; b) 钠硫电池宜靠外墙设置,与墙净距不应小 于 3m; c) 给排水管道不应穿越钠硫电池室; d) 站房应有防进
15、水措施。 5.3.6 液流电池设置条件 如下: a) 电池室内要有排泄漏液的地沟,非储罐区地面应该向排液沟微倾,并引至积液坑内 ; b) 电池室内的地面和墙壁应采取耐腐蚀层处理 ; c) 电池及附属设备应保持一定的离地高度,防止电解液泄漏产生腐蚀 ; d) 应有应急水源。 5.3.7 锂离子电池设置条件 如下: a) 锂离子电池宜靠外墙设置,与墙净距不小 于 1m; b) 站房应有防进水措施; c) 应设置记载必要事项的告示牌和安全标识; d) 应放置环境温度应控制在 5oC-40oC。 5.3.8 铅炭电池设置条件 如下: a) 宜以完全充电状态储存在环境温度为 5oC-40oC、相对湿度不
16、大于 75%的清洁、干燥及通风良好的室内 ; b) 不得倒置,并避免机械冲击和重压 ; c) 不 受阳光直射,应避免与腐蚀性物质接触,应远离火源及热源。 5.4 控制室布置 5.4.1 电站控制室应结合接线方式、设备形式及电站总体布置综合确定。 5.4.2 无人值班电站的控制及保护系统应采用自动控制技术,电站的 “ 四遥 ” (遥测、遥信、遥控、遥调) 信息 应引入控制室或控制人员驻地。 5.4.3 应 安装 消防报警和信号装置。 5.4.4 应 安装 通风和温度调节设备。 Q/GDW 10769 2017 5 5.5 选址原则 5.5.1 储能电站应优先安装在配电网的配变台区出线侧。 5.5
17、.2 根据 电网结构和负荷特性 ,储能电站 宜 优先安装在 以下 易 出现应急需求的节点: a) 根据配电网配电变压器的容量、负荷的历史数据和预测数值,储能电站应安装在易出现过载的配电变压器低压侧 ; b) 根据线路的载荷量,储能电站应安装在易出现过载的线路下游 ; c) 根据配电网的电源、网架和负荷进行计算,储能电站应安装在出现过电压和低电压问题的节点。 5.5.3 在无 特殊要求 时,储能电站 应 优先安装在电压灵敏度高的节点。 5.6 典型应用 容量配置 5.6.1 电 化学 储能电站的容量配置计算应考虑电池的寿命特性、充放电特性及最佳充放电区间和经济性 ,具体配置方法参照附录 A。 5
18、.6.2 用于削峰填谷的电 化学 储能电站,应根据负荷实际情况和储能的运行方式等进行设定。储能容量 宜 按照变压器容 量的 5%-20%配置 , 或经过计算后确定。 5.6.3 用于 跟踪计划出力 的电 化学 储能电站,应满足 调度计划 功率曲线要求。储能容量应根据 调度计划功率曲线、 风光资源的 历史 输出 特性和 输出功率的季节差异等因素综合确定。 5.6.4 用于 紧急支撑 电源的电 化学 储能电站,应满足重要负荷的供电需求。储能容量应根据重要负荷的功率和 持续 供电时间确定。 5.6.5 用于 需求响应 的电 化学 储能电站,应满足 下发的需求响 应功率和时间要求。储能容量应根据自身运
19、行策略、需求功率和时间、经济性综合确定。 5.7 接入方案 5.7.1 根据配置条件、选址布置和容量配置,提出 电化学储能电站 接入方案。 5.7.2 10kV及以 上几种接入方案 应 进行潮流计算、短路电流计算和电能质量计算 ,具体要求如下 : a) 针对设计水平年 电化学储能电站 满功率充、放电运行工况下的正常最大、最小负荷运行方式,检修运行方式,以及事故运行方式进行潮流计算,应避免出现线路功率越限 ; b) 对电 化学储能电站 并网点进行满功率充放电情况下的三相短路电流计算,为一 次设备选型、保护装置配置及定值整定和更换提供依据。 6 电站设备 6.1 储能电池 6.1.1 储能电池的选
20、型应符合下列要求: a) 电池应选择安全、可靠、环保型电池,应根据设置目的、输出功率和容量、充放电倍率、效率、循环寿命、系统电压和外部条件等进行综合技术经济比较后确定 ; b) 为 了便于储能电池的安装、维护、更换,考虑设备的标准化,储能电池应采用模块化设计。 6.1.2 储能电池安全性试验项目 如下 : a) 锂离子电池的试验项目及方法可参照 GB/T 18287执行 。 b) 液流电池安全性能 测试应包括下列项目: 1)电解液外泄试验:当电解液泄漏,漏液传感器应正确动作; Q/GDW 10769 2017 6 2)大电流充放电试验:电池以 120%额定电流值连续工作 5min,系统应无异常
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- GDW 10769 2017 电化学 电站 技术
