电网侧储能电站关键部件并网技术要求及案例分析

电网侧储能电站关键部件并网技术要求及案例分析汇报目录123政策背景标准解析检测实例中心介绍4一、政策背景我国储能项目以抽水储能为主（占比99%），截止2017年底累计装机规模28.9GW，电化学储能占比约1.3%，同比增长45%，新增规划和在建装机705.3MW。备注：数据来源《储能产业研究白皮书2018

》一、政策背景储能产业在多个领域应用前景光明，是极具发展前景的能源产业！Ø

用户侧储能微电网电费管理（电量电费、容量电费）、峰

谷价差套利，减少供电容量需求和减缓配电网投资Ø

集中式可再生能源并网平抑新能源发电功率波动，发电优化Ø

电力辅助服务电网调峰、网荷互动、火电厂辅助调频2017年中国新增投运电化学储能项目应用分布一、政策背景各个行业和部门从能源规划、装备制造、电力改革等层面以及能源互联、新能源开发、电动汽车等多个领域制定了系列政策，驱动储能产业快速发展。2017年10月11日，国家发改委、财政部、科技部、工信部、能源局联合发布我国储能产业首个指导性政策：发改能源〔2017〕1701号《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》，瞄准现阶段我国储能技术与产业发展过程中存在的政策支持不足、研发示范不足、技术标准不足、统筹规划不足等问题，明确储能在各领域中的重要价值，提出我国储能产业和技术在未来10年的发展目标和重点任务！2017年11月22日，国家能源局在《完善电力辅助服务补偿（市场）机制工作方案》的通知中指出：按需扩大电力辅助服务提供主体，鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务，允许第三方参与提供电力辅助服务。一、政策背景2017年12月25日，南方监管局发布《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则(试行)》，本细则适用于南方区域地市级及以上电力调度机构直接调度的并与电力调度机构签订并网调度协议的容量为

2MW/0.5

小时及以上的储能电站。储能电站根据电力调度机构指令进入充电状态的，按其提供充电调峰服务统计，对充电电量进行补偿，具体补偿标准为

0.05

万元/兆瓦时。部分储能参与电力辅助服务市场规章制度2018年4月30日印发《关于鼓励电储能参与山西省调峰调频辅助服务有关事项的通知》2018年4月1日起执行2017年9月25日印发2017年8月21日印发2017年7月26日印发2017年5月31日印发《甘肃省电力辅助服务市场运营规则(试行)》《新疆电力辅助服务市场运营规则(试行)》《山西省电力辅助服务市场化建设试点方案》《福建省电力辅助服务(调峰)交易规则(试行)》《山东电力辅助服务市场运营规则(试行)》一、政策背景2017年分布式光伏新增19GW，其中主要的贡献来自工商业项目及扶贫项目。一、政策背景2018年4月13日，国家能源局综合司组织起草了《关于完善光伏发电建设规模管理的意见》和《分布式光伏发电项目管理办法》。国家对于分布式光伏发电项目的态度正向减少补贴、鼓励自发自用及纳入规模管理的方向转变。《管理办法》针对户用以外的工商业分布式光伏项目被取消了全额上网的权限，除6MW及以下小型光伏发电系统项目可以选择不超过50%的剩余电量上网(且超出部分不可享受补贴)外，其余项目则只能选择全部自用模式。未来，随着储能设备进一步推广应用，工商业分布式光伏可与储能相结合，工业级的光伏储能将成为趋势。光伏发电输出波动加储能系统后光伏发电平稳输出～

－光伏发电储存和释放蓄电池的能量来保持光伏发电的输出稳定电力系统储能系统一、政策背景Ø

镇江电网侧大规模电化学储能工程高端电网需要•

推动大规模“源网荷储”协调发展；提高可再生能源消纳水平和高渗透率地区新能源外送能力；提升电网友好互动灵活运行能力能源服务转型•

实现向综合能源服务的深度转型，助力公司构建现代能源综合服务体系缓解电网压力•

缓解镇江地区电网迎峰度夏供电压力，提高电网削峰填谷能力和局部电网供电能力；储能电站具有建设周期短、布点灵活的优势一、政策背景Ø

镇江电网侧大规模电化学储能工程一、政策背景Ø

镇江电网侧大规模电化学储能工程序号

所属地区工程名称站址位置建设规模12镇江大港镇江大港镇江大港丹阳大港储能电站北山储能电站五峰山储能电站建山储能电站丹阳储能电站长旺储能电站新坝储能电站三跃储能电站110kV大港变旁空地35kV北山变外空地五峰山路仓库外空地110kV建山变内空地220kV丹阳变旁空地已退役35kV长旺变110kV新坝变旁空地已退役35kV三跃变16MW/32MWh16MW/32MWh24MW/48MWh5MW/10MWh12MW/24MWh8MW/16MWh10MW/20MWh10MW/20MWh101MW/202MWh345丹阳6扬中7扬中8扬中总计一、政策背景大型微电网典型架构Ø

高效灵活、适合于多种可再生能源发电系统；Ø

交流母线连接，便于集中管理；Ø

供电半径宽，易于扩容，适合长线传输。备注：图源自阳光电源官网一、政策背景小型微电网典型架构Ø

直流母线连接，配置灵活；备注：图源自阳光电源官网Ø

光伏和储能解耦设计，控制简单；Ø

并离网无缝切换；Ø

可设置成市电优先、微网优先和并行运行等模式。报告提纲123政策背景标准解析检测实例中心介绍4二、标准解析储能变流器是储能系统与外部连接的枢纽元件，其性能好坏直接影响电网稳定运行和用户用电安全。国内储能变流器标准体系如下：1.

企业标准：Q/GDW676-2011《储能系统接入配电网测试规范》Q/GDW1564-2014《储能系统接入配电网技术规定》2.

行业标准：NB/T33014-2014《电化学储能系统接入配电网运行控制规范》NB/T33015-2014《电化学储能系统接入配电网技术规定》NB/T33016-2014《电化学储能系统接入配电网测试规程》3.

国家标准：GB/T34120-2017《电化学储能系统储能变流器技术规范》GB/T34133-2017《储能变流器检测技术规程》二、标准解析国标电化学储能系统储能变流器技术规范储能变流器检测技术规程开展储能变流器国标测试可有效保障电网侧储能项目安全稳定运行开展储能变流器国标测试可有效保障电网侧储能项目安全稳定运行二、标准解析国标主要测试项目_1运行模式序号功能和性能要求并网√√离网√并离网12效率损耗√√√√√√√√√√√345678910过载能力电流总谐波畸变率直流分量电压波动和闪变功率控制精度功率因数稳流精度与电流纹波稳压精度与电压纹波√√√√√√√√√二、标准解析国标主要测试项目_2运行模式离网序号功能和性能要求并网并离网11121314151617181920电网适应能力低电压穿越充放电切换时间电压偏差电压总谐波畸变率电压不平衡度动态电压瞬变范围温升√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√噪声环境二、标准解析电能质量Ø

额定并网运行条件下，交流侧电流总谐波畸变率应满足GB/T14549的规定；Ø

额定功率并网运行时，储能变流器交流侧电流中的直流电流分量应不超过其输出电流额定值的0.5%；Ø

接入电网运行时产生的电压波动和闪变应满足GB/T12326的规定；Ø

功率因数：并网运行模式下，不参与系统无功调节时，储能变流器输出大于其额定输出的50%时，平均功率因数应不小于0.98（超前或滞后）。Ø

电压偏差：在空载和额定阻性负载(平衡负载)条件下，储能变流器交流侧输出电压幅值偏差应不超过额定电压的±5%，相位偏差应小于3°。Ø

电压不平衡度：储能变流器输出电压不平衡度应小于2%，短时不超过4%。Ø

电压总谐波畸变率：在空载和额定阻性负载(平衡负载)条件下，储能变流器交流侧输出电压总谐波畸变率应不超过3%。二、标准解析低电压穿越Ø

储能变流器并网点电压跌至0时，储能变流器能够保证不脱网连续运行0.15s；Ø

储能变流器并网点电压跌至曲线以下时，储能变流器可以从电网切出；Ø

对电力系统故障期间没有切出的储能变流器，其有功功率在故障清除后应能快速恢复，自故障清除时刻开始，以至少30%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值；Ø

低电压穿越过程中储能变流器宜提供动态无功支撑。二、标准解析电网适应能力-电压响应Ø

储能变流器应检测并网点电压，在电压异常时断开与电网的电气连接，此处不包括对电压支撑有特殊要求的储能变流器。二、标准解析电网适应能力-频率响应Ø

并入380V配电网：当接入点频率低于49.5Hz时，应停止充电；当接入点频率高于50.2Hz时，应停止向电网送电；Ø

并入10(6)kV及以上电压等级：具备一定的耐受系统频率异常能力。二、标准解析稳流精度与电流纹波储能变流器在恒流工作状态下，输出电流的稳流精度应不超过±5%；电流纹波应不超过5%。稳压精度与电压纹波储能变流器在恒压工作状态下，输出电压的稳压精度应不超过±2%；电压纹波应不超过2%。功率控制储能变流器输出大于其额定功率的20%时，功率控制精度应不超过5%。二、标准解析充放电切换储能变流器的充放电切换时间应不大于100ms。并离网切换储能变流器应具有并离网切换功能。过载能力储能变流器交流侧电流在110%额定电流下，持续运行时间应不少于10min，储能变流器交流侧电流在120%额定电流下，持续运行时间应不少于1min。二、标准解析防孤岛保护并网运行模式下，储能变流器应具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力，防孤岛保护动作时间应不大于2s，且防孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。动态电压瞬变范围在阻性负载(平衡负载)条件下，负载从20%上升至100%，或从100%下降至20%突变时，储能变流器输出电压瞬变值应小于10%。报告提纲123政策背景标准解析检测实例中心介绍4三、检测实例国标测试问题汇总Ø

部分型号储能变流器不具备低电压穿越功能，测试中发生跳机、参数指标不合格；Ø

部分型号储能变流器频率响应功能异常，与标准要求不符；Ø

部分型号储能变流器稳流精度指标超限；Ø

部分型号储能变流器充放电切换不成功或切换时间不满足标准要求；Ø

部分型号储能变流器离网模式下动态电压瞬变范围超限；三、检测实例LVRT三相轻载零穿发生跳机波形自上至下依次为三相电压、三相电流、直流电压电流三、检测实例LVRT测试无功电流响应时间超标无功响应时间不足三、检测实例放电工况下电网欠频（48.05Hz）时进入充电模式，与标准要求不符波形自上至下依次为三相电压、三相电流、直流电压电流、频率和触发信号三、检测实例恒流充电稳流精度超限测试中电流波动近20%，标准要求5%波形自上至下依次为三相电压、三相电流、直流电压（蓝）和电流（黄）三、检测实例充放电切换—时间超限波形自上至下依次为三相电压、三相电流、直流电压电流满功率充电转放电：161.28ms（时间不满足要求）三、检测实例电压动态瞬变范围超限标准要求值10%，实测加载时电压降低超25%，卸载时电压突升超10%波形自上至下依次为三相电压、三相电流、基波正序电压值报告提纲123政策背景标准解析检测实例中心介绍4四、中国电科院介绍l中国电力科学研究院有限公司（简称中国电科院）成立于1951年，是国家电网公司直属科研单位，是中国电力行业多学科、综合性的科研机构。主要从事超/特高压交直流输变电技术、电网规划分析及安全控制技术、输变电工程设计与施工技术、配用电技术以及新能源、新材料、电力电子、信息与通信、能效测评及节能等技术的研究，研究范围涵盖电力科学及其相关领域的各个方面。中国电科院拥有国家电网公司特高压交流试验基地、特高压直流试验基地、西藏高海拔试验基地、特高压杆塔试验基地，国家电网仿真中心、国家电网计量中心，构建了目前世界上功能最完整、试验能力最强、技术水平最高的特高压、大电网试验研究体系，并在大电网安全稳定经济运行、特高压交直流输电等方面发挥重大作用。建成了国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心和国家能源太阳能发电研发(实验)中心，具备完善的风电和太阳能发电试验检测能力。四、中国电科院介绍l“三中心，一基地”国家级研究检测中心国家重点实验室国家能源太阳能发电研发（实验）中心国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心国家能源智能电网技术研发（实验）中心新能源与储能运行控制国家重点实验室国家风光储输示范工程国际领先业内一流中国电科院参与建设与运营的“国家风光储输示范工程”，是我国唯一一个国际领先的大型综合可再生能源示范基地，总投资超过百亿元。36四、中心介绍检测资质l•

已具备的CNAS和CMA检测资质覆盖新能源领域的54项标准，共626个子项•

可开展光伏、光热、储能等领域关键装备和系统的全性能检测业务国家能源太阳能发电研发（实验）中心于2009年9月由国家能源局批复设立，2010年7月正式建成运营。中心由国家能源局会同有关部门管理，依托国家电网公司，并由国网电力科学研究院负责具体建设和日常管理。2012年3月，中心相关资质及人员整体划入中国电力科学研究院。同时，中心还是国家能源光伏发电装备评定中心的参与单位和新能源与储能运行控制国家重点实验室的重要组成部分。业务范围•

不同类型的光伏发电应用领域•

光伏电池组件•

逆变器•

储能元件等检测平台•

国内外检测容量最大的光伏发电产品并网检测平台•

世界首套光伏电站现场并网检测平台•

覆盖全寿命周期的光伏电站发电性能评估平台和光伏发电仿真试验平台四、中心介绍l

光伏电站发电性能评估平台中心自主研发了国内首套光伏电站工程质量验收平台、国内首套光伏电站组件现场检测平台与光伏电站综合性能评估检测平台，能够依据国内外相关标准要求，在电站设计、采购、建设、运营和交易等电站全寿命周期，为电站业主、投资方、银行、保险、融资租赁等提供全方位的咨询、检测、监督、评估以及电站评级等技术服务。电站设计阶段设备采购阶段电站建设阶段电站运营阶段电站交易阶段电站选址分析、光照资源分析、电站设计方案评估、电站设计方案优化设备选型咨询、设备供应商评审、设备驻厂监造、设备到货验收现场质量管理咨询、现场安全管理咨询、现场验收与培训业务范围电站效率测试、电站质量检查、电站智能运维解决方案、电站发电量提升咨询电站尽职调查、电站资产有效性评估、电站发电量精细化评估、电站交易风险评估四、中心介绍l

光伏发电产品并网检测平台浦口实验室位于南京浦口高新技术开发区，于2010年7月建成投运，拥有1.25MW光伏逆变器检测平台。核心装备包括1.25MW光伏模拟电源、2MVA电网扰动发生装置、1.2MW孤岛检测装置和自主研发的阻抗分压式低电压穿越检测装置等，可开展有功/无功功率控制、电网适应性、低电压穿越、防孤岛、电能质量等全系列并网测试业务。实验室还建成小功率光伏逆变器并网检测平台，可开展100kW以下功率等级的光伏逆变器并网测试业务；建成微逆变器检测平台，可开展2kW及以下功率等级的微型逆变器并网测试业务。浦口实验室四、中心介绍l

光伏电站现场并网检测平台MW级光伏发电站移动检测平台高海拔光伏电站移动式并网性能检测平台分布式光伏发电系统移动检测平台Ø

能够实现对380V、200kWp及以下容量的分布式光伏发电系统开展并网性能一体化测试。Ø

该平台于2010年3月在河南财专屋顶光伏发电系统完成国内首次“金太阳示范工程”并网性能测试。能够实现对电压等级为Ø能够实现对海拔5000米、Ø10kV/20kV/35kV、1MWp及以下容量的光伏发电单元开展并网性能测试。10kV/35kV电压兼容以及匹配接入不同电网阻抗（0~10欧姆）的光伏电站开展并网性能测试。Ø该平台于2011年10月在青海乌兰黄河公司50MW光伏电站完成世界首次光伏电站现场并网性能测试。Ø

该平台于2015年9月在海拔4300米西藏羊八井国电龙源10MWp光伏电站完成首次投运。四、中心介绍l

光伏发电并网仿真试验平台中心自主研发了光伏发电并网全数字仿真平台、半实物仿真平台和新能源电力电子并网接口特性的动模仿真平台，自主开发的参数辨识及模型验证软件，可依据国内外相关标准，开展光伏发电模型参数测试和并网性能评估业务。u

全数字仿真平台基于PSD-BPA、PASASP、DIgSILENT/PowerFactory等全数字仿真平台，自主开发了光伏参数辨识及模型验证工具，可依据国内外标准开展光伏电站/光伏逆变器的模型参数辨识及模型验证业务。2016年2月，中心结合浙江湖州中利腾晖100MWp光伏电站在国内首次开展光伏电站/光伏逆变器模型参数测试工作。u

半实物仿真平台基于RT-LAB建立了半实物仿真平台，自主开发了适用于光伏电站AGC/AVC和SVG控制系统的硬件在环仿真模型，创建了面向于光伏电站场站级控制系统和大容量电力电子装备的实验室测试环境，可开展半实物仿真测试业务。2016年3月，中心在国内首次基于半实物仿真开展了用于光伏电站的15MvarSVG测试工作。u

新能源电力电子并网接口特性的动模仿真平台基于模块化双向直流源和线路阻抗模拟装置，自主开发了直流侧出力和电网端口特性可灵活定制的新能源动模仿真平台，具备新能源电力电子并网接口设备多机并联、多源互补协调控制、分布式电源及微网控制系统的动模仿真测试能力，可开展新能源无功/电压主动控制、虚拟同步控制及新能源储能联合发电控制能力的测试业务。四、中心介绍l

标准制定中心牵头建立了我国光伏发电并网标准体系，填补国内空白。近年先后承担IEC国际标准10项、国家标准20项、行业标准14项、国家电网公司企业标准5项，其中牵头编制并已颁布执行的IEC标准1项、国家标准10项、行业标准11项、国家电网公司企业标准5项。IECTS62910Testprocedure

of

Low

VoltageRide-Through

(LVRT)

measurement

forutility-interconnectedphotovoltaicinverterIEC

61724Ed.

2.0Photovoltaic

system

performancemonitoring

-

Guidelines

formeasurement,国际标准dataexchangeandanalysisIEC61727Photovoltaic(PV)Systems–CharacteristicsoftheUtilityInterfaceIEC61829CrystallineSiliconPhotovoltaic(PV)Array–On-siteMeasurementofI-VCharacteristicsIEC

62116Ed.

2.0

Test

procedure

of

islanding

prevention

measuresforutility-interconnectedphotovoltaicinverters……GB/T19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T29319-2012光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T30152-2013光伏发电系统接入配电网检测规程GB/T31365-2015光伏发电站接入电网检测规程GB/T34133-2017储能变流器检测技术规程……国家标准NB/T32005-2013光