2023风力发电机组具备储能功能的变流器技术规范

风力发电机组具备储能功能的变流器技术规范目 次前 言 II1范引文件 1语定义 1术求 4产形和要数 4使条件 4功和能求 4验法 6试平台 6试仪器 6检及验 7验则 9类型 9试项目 9志包、存输 9标志 97.2 包装 107.3 贮存 107.4 运输 10附 录 A 11I风力发电机组具备储能功能的变流器技术规范本文件规定了风力发电机组具备储能功能的变流器（简称“风储变流器”）的技术要求、试验方法及试验规则等。本文件适用于风力发电机组具备储能功能的变流器，即机侧变流器、网侧变流器和储能侧变流器在公共直流环节耦合的三端口电力电子变流器。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。GB/T34133—2017 NB/T31014—2018NB/T31015—2018NB/T31014—2018和NB/T31015—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。风储变流器energystorageintegratedconverter用于风力发电机组的可连接储能单元的三端口变流器，由机侧变流器、网侧变流器、储能侧变流器组成，三侧变流器在公共的直流环节进行耦合，以实现发电机、电网和储能单元之间能量流动和转换，支持风力发电机组运行控制功能。注：参见图1。1风储变流器直流环节机侧变流器直流环节机侧变流器网侧变流器储能侧直流输出端口储能侧变流器连接储能单元图1风储变流器结构示意图储能单元energystorageunit连接于储能侧变流器并装配有所必需功能装置的储能设备。储能侧直流输出端口energystoragesideDCoutputterminal由储能侧变流器引出，用以与储能单元连接的直流连接端口。储能单元荷电状态（SOC）stateofchargeofenergystorageunit储能单元剩余能量（储存能量）占其额定容量（能量）的百分比。电池管理系统batterymanagementsystem用于监控和管理储能单元（电池）运行状态的系统。储能侧系统energy-storagesidesystem由风储变流器中储能侧变流器及其所连接的储能单元构成的子系统。风储变流器额定运行条件ratedoperationconditionofenergystorageintegratedconverter在电网额定电压、额定频率条件下，发电机以额定转速和额定功率运行，储能单元不进行充放电时，风储变流器所处的工作条件。2风储变流器典型运行条件typicaloperationalconditionofenergystorageintegratedconverter在电网额定电压、额定频率条件下，发电机以额定转速和额定功率运行，储能单元以额定功率充电或放电时，风储变流器所处的工作条件。风储变流器效率efficiencyofenergystorageintegratedconverter风储变流器总输出有功功率与总输入有功功率的比值，用百分数表示。风储变流器效率公式为：式中：

Pout100%Pin

(1)Pout Pin 储能侧变流器效率efficiencyofenergystorage-sideconverter储能侧变流器输出有功功率与输入有功功率的比值，用百分数表示。稳流精度precisionofstabilizedcurrent至100%稳压精度precisionofstabilizedvoltage风储变流器中的储能侧系统在恒压充电状态下，储能侧直流输出端口输出电流在其额定值范围内变化，输出电压在可调节范围内的任一数值上保持稳定时，其输出电压最大波动值与设定值之间的比值。直流电压纹波系数DCvoltageripplecoefficient直流电压中交流分量的有效值与直流电压平均值的比值。直流电流纹波系数DCcurrentripplecoefficient直流电流中交流分量的有效值与直流电流平均值的比值。3充放电转换时间transfertimebetweenchargeanddischarge储能侧系统在充电状态和放电状态之间切换所需要的时间。一般指从90%额定功率充电状态转换到90%额定功率放电状态和从90%额定功率放电状态转换到90%额定功率充电状态所需时间的平均值。风储变流器应符合NB/T31014—20184.1NB/T31015—20184.1NB/T31014—20184.2.14.2.2NB/T31015—20184.2.14.2.2、4.2.3对正常使用环境条件、正常试验环境条件、运输时的环境温度的规定。一般要求风储变流器应符合NB/T31014—2018中4.2.4和NB/T31015—2018中4.2.4对正常使用电气条件的规定。储能侧系统电压范围储能侧直流输出端口工作电压应与风储变流器公共直流母线电压和储能单元工作点电压相匹配。在储能侧直流输出端口允许的电压范围内时，储能侧变流器应能正常工作。当储能侧直流输出端口电压超出正常范围时，储能侧变流器应停止工作。在储能侧直流输出端口电压恢复到正常范围内后，储能侧变流器应能恢复正常运行。风储变流器应符合NB/T31014—2018中4.3和NB/T31015—2018中4.3对性能要求的规定。风储变流器应符合NB/T31014—20184.3.2和NB/T31015—20184.3.2风储变流器适配的储能单元应具有直流端口，包括但不限于电化学储能和电磁储能等储能形式。储能单元的功率和容量宜按相关国家及地方政策进行配置，允许通过并联方式扩容，网侧变流器容量应根据机侧变流器容量和储能单元容量进行配置。4NB/T31014—2018NB/T31015—2018风储变流器实现风力发电机组机侧、网侧控制和储能单元的充放电控制，应满足如下要求：风储变流器效率在风储变流器额定运行条件下，风储变流器效率应不低于97%。注：当用户有特殊要求时，由用户与制造商协商确定。储能侧变流器效率在风储变流器典型运行条件下，储能侧变流器效率根据其电气隔离类型，作以下要求：97%；94%。注1：储能侧直流-直流变流器，根据电气隔离方式，可分为“非隔离型”和“隔离型”。注2：当用户有特殊要求时，由用户与制造商协商确定。储能侧变流器的充放电转换时间应不大于100ms。稳流精度与电流纹波5%。稳压精度与电压纹波2%。5风储变流器应符合NB/T31014—2018中4.3.13和NB/T31015—2018中4.3.13规定的保护功能。同时，风储变流器应能对储能侧直流输出端口的电压和电流进行检测，具备储能侧系统保护功能：——储能侧直流输出端口极性反接保护；——储能侧直流输出端口过/欠压保护；——储能侧直流输出端口短路保护；在风储变流器发生故障时，应具备故障分级保护的能力，并报送故障信息至风力发电机组主控制系统，故障信息应准确展示。此外，风储变流器的保护应与风力发电机组的主控制系统以及储能单元的电池管理系统相配合，根据储能单元电池管理系统报送的故障信息或风力发电机组主控制系统下发的指令，触发对应的报警信息和执行保护动作。注：当用户有特殊要求时，由用户与制造商协商确定。当储能侧系统故障后，若故障不可复位或暂时无法修复，风储变流器应具备储能侧系统故障隔离功能。此时风储变流器剩余部分仍应满足NB/T31014—2018和NB/T31015—2018中规定的风力发电机组正常并网运行要求。风储变流器应满足NB/T31014—20184.3.20和NB/T31015—20184.3.20此外，风储变流器宜具备与储能单元电池管理系统的通讯功能，在通讯协议中宜包含储能单元的温度、SOC等状态参数以及储能单元的当前可充/放电电流、可充/放电功率等控制参数。A试验中使用的测量仪器、仪表、传感器应符合NB/T31014—2018中5.2和NB/T31015—2018中试验中使用的电网模拟装置应符合GB/T34133—2017中5.2的规定。6试验中使用的储能单元模拟装置应符合GB/T34133—2017中5.5的规定。试验中使用的负载模拟装置应符合GB/T34133—2017中5.7的规定。风储变流器应参照NB/T31014—2018中5.3和NB/T31015—20185.3在风储变流器额定运行状态下，分别下发储能单元额定功率充、放电指令，测量储能侧变流器是否按照指令控制储能单元进行充放电，并测量储能侧直流输出端口的稳定充、放电功率。注1：风储变流器应以跟网模式运行。风储变流器在构网模式下的试验，由用户与制造商协商确定。注2：在储能单元充、放电时，如网侧变流器功率超过允许上限，则应依据网侧变流器实际功率能力确定储能单元在试验中的充、放电功率。(2)1。1=Po1100%1

(2)式中：1

Pi1Po1Pi1按照以下方案进行储能侧变流器效率试验：(3)2。2=Po2100%2

(3)式中：

Pi22 7Po2——储能侧直流输出端口输出功率；Pi2——直流环节流向储能侧变流器的功率。(4)3。3=Po3100%3

(4)式中：

Pi33 Po3——从储能侧变流器流向直流环节的功率；Pi3——储能侧直流输出端口输入功率。储能侧变流器充放电转换时间试验参照GB/T34133—2017中6.1.2节规定的方法进行充放电转换时间试验。稳流精度试验参照GB/T34133—2017中6.1.3.2规定的方法进行试验。电流纹波试验参照GB/T34133—2017中6.1.3.3规定的方法进行试验。稳压精度试验参照GB/T34133—2017中6.1.3.5规定的方法进行试验。电压纹波试验参照GB/T34133—2017中6.1.3.6规定的方法进行试验。参照NB/T31014—2018中5.3.13和NB/T31015—2018中5.3.13的要求开展保护功能试验，参照GB/T34133—2017中6.11的要求开展储能侧直流输出端口极性反接保护、过/欠压保护和短路保护。风储变流器的保护功能试验可采用以下方式进行：按4.3.10要求，风储变流器应能与风力发电机组主控制系统和电池管理系统正常通信。8若对风储变流器有上述检测项目未包括的其他要求时，由用户与制造商协商确定。类型当有下列情况之一时，应进行型式试验：（5进行型式试验的样品，应在经过出厂试验合格的一批中抽样，抽样的数量应不少于两台。型式试验项目应符合产品的技术规定，全部合格判定为合格；任有一项不合格，则判定该产品不合格。产品经型式试验不合格，则该产品应停产，直至查明并消除造成不合格的原因，再次进行型式试验合格后方能恢复生产。每台产品都应进行出厂试验，一台中有一项性能不符合要求，即为不合格，允许返修后复试，复试一次仍不合格，则为试验不合格。试验合格后，填写试验纪录并且出具合格证后产品方能出厂。除NB/T31014—2018中6.2和NB/T31015—2018中6.2的规定的试验项目外，风储变流器还应按表2的试验项目进行试验。表1风储变流器试验项目序号试验项目型式试验出厂试验技术要求条款试验方法1运行控制功能试验√√4.3.55.3.22效率试验√4.3.65.3.33储能侧变流器充放电转换时间试验√4.3.75.3.44储能侧直流输出端口控制试验√4.3.85.3.55保护功能试验√√4.3.95.3.66通信试验√√4.3.105.3.7标志9风储变流器的适当位置应有铭牌，内容如下：——额定容量（MW）；——风储变流器效率（%）；——储能侧变流器效率（%）；——网侧额定电压（V）；——网侧额定电流/标称电流（A）；——网侧额定频率（Hz）——机侧电压范围（V）；——机侧额定电流/标称电流（A）；——机侧频率范围（Hz）；——储能侧直流输出端口电压范围（V）；——储能侧额定电流/标称电流（A）；注：受铭牌尺寸限制，其他项目可在使用说明书中给出。风储变流器应满足NB/T31014—20187.1.2和NB/T31015—20187.1.2包装风储变流器应满足NB/T31014—2018中7.2和NB/T31015—2018中7.2包装的规定。贮存风储变流器应满足NB/T31014—2018中7.3和NB/T31015—2018中7.3贮存的规定。运输风储变流器应满足NB/T31014—2018中7.4和NB/T31015—2018中7.4运输的规定。10附