电化学储能电站并网与控制技术规范 第 7 部分：惯量支撑与阻尼控制

ICS

备案号：

中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXX—XXXX

电化学储能电站并网与控制技术规范

第7部分：惯量支撑与阻尼控制

Technicalspecificationforgrid-connectionandcontrolofelectrochemicalenergy

storagestation

Part7:Inertiasupportanddampingcontrol

（征求意见稿）

20XX-X-X发布XXXX-X-X实施

国家能源局发布

DL/TXXXX-XXXX

前言

DL/TXXXX《电化学储能电站并网与控制系统技术规范》分为九个部分：

——第1部分：；

——第2部分：；

——第3部分：；

——第4部分：；

——第5部分：；

——第6部分：；

——第7部分：惯量支撑与阻尼控制

——第8部分：；

——第9部分：。

本部分为DL/TXXXX的第7部分。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本部分依据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》给出的规则编

写。

本标准由全国电网运行与控制标准化技术委员会（SAC/TC446）归口。

本标准起草单位：中国电力科学研究院有限公司、广东电网有限责任公司、国家电网有限公司

国家电力调度控制中心、国网河北电力有限公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司电力科

学研究院、国网河南省电力公司电力科学研究院、网江苏省电力有限公司盐城供电分公司、国网河

南省电力公司、国网浙江省电力有限公司、深圳市禾望电气股份有限公司、国网湖南省电力有限公

司电力科学研究院

本标准主要起草人：

本标准首次发布。

本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路

二条一号，100761）。

1

DL/TXXXX-XXXX

电化学储能电站并网与控制系统技术规范第7部分：惯量支撑与

阻尼控制

1范围

本标准规定了电化学储能电站在惯量支撑、阻尼控制和参与一次调频的技术规范。

本标准适用于额定功率不小于500kW且额定能量不小于500kWh的电化学储能系统，其他功率

等级和储能时间的电化学储能系统可参照执行。

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/T12325电能质量供电电压偏差

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T15945电能质量电力系统频率偏差

GB/T36549-2018电化学储能电站运行指标及评价

GB/T36547-2018电化学储能系统接入电网技术规定

GB/T36548-2018电化学储能系统接入电网测试规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电化学储能电站electrochemicalenergystoragestation

采用电化学电池作为储能元件，可进行电能存储、转换及释放的电站，由若干个不同或相同类

型的电化学储能系统组成。

注：除储能系统外，还包括并网、维护和检修灯设施。

[GB/T36549-2018]

3.2

转动惯量响应inertiaresponse

电化学储能电站借鉴传统同步机转子运动方程，使输出的有功功率响应于系统频率变化率的控

制特性。

3.3

1

DL/TXXXX-XXXX

转动惯量Jrotaryinertia

表征电化学储能电站模拟传统同步发电机转子惯性的特征参数，单位为kg•m2。

3.4

惯性时间常数TJinertiatimeconstant

表征电化学储能电站模拟传统同步发电机惯性时间常数的特征参数，可根据转动惯量计算得出。

3.5

阻尼系数Ddampingcoefficient

用于表征储能系统模拟同步机阻尼系统功率振荡能力的特征参数，单位为N•m•s/rad。阻尼系数

的取值应满足电化学储能电站控制系统稳定性和动态响应速度的要求。

3.6

有功调频系数activepower-frequencyregulatingcoefficient

在系统频率偏离额定频率时，电化学储能电站有功功率随频率变化的变化率，通常用电化学储

能电站有功功率变化量标么值（以电化学储能电站额定功率为基准值）与系统频率变化量标么值（以

系统额定频率为基准值）的比值。

3.7

一次调频启动时间primaryfrequencypick-uptime

从系统频率升高或降低超过一次调频死区开始，电化学储能电站实际输出有功功率变化量达到

有功目标值和初始值之差的10%所需的时间（见附录A）。

3.8

一次调频响应时间primaryfrequencysettlingtime

3.9从系统频率升高或降低超过一次调频死区开始，电化学储能电站实际输出有功功率变化量

达到有功目标值和初始值之差的10%所需的时间（见附录A）。

一次调频调节时间primaryfrequencysettlingtime

从系统频率升高或降低超过一次调频死区开始，电化学储能电站实际输出有功实测值与有功目

标值之差的绝对值始终不超过有功目标值和初始值之差5%的最短时间（见附录A）。

4基本规定

4.1电化学储能电站应具有惯量、阻尼特性和自主参与电力系统一次调频、电压/无功调节的能力，

并在动态响应过程能够满足本标准规定的相关技术要求。

4.2电化学储能电站通过保留有功备用，并利用相应的控制系统来实现惯量、阻尼特性、一次调频、

电压/无功调节相关功能。

5技术要求

5.1虚拟惯量

当系统频率偏差值大于±0.03Hz，电化学储能电站的有功出力大于20%PN时，电化学储能电站应

具有惯量特性，响应于快速频率变化，增加/降低其有功功率输出。

惯量响应时，虚拟同步发电机有功功率变化量应满足公式（1），最大有功功率增量不低于10%PN，

响应时间不大于500ms，有功功率误差不大于±2%PN，TJ应在4s～12s范围内。

TJdf

PPN…………(1)

fNdt

2

DL/TXXXX-XXXX

式中：

f——虚拟同步发电机并网点频率，单位：Hz。

5.2阻尼控制

电化学储能电站宜具有阻尼控制功能。当系统发生0.2~2.5Hz的低频振荡时，电化学储能电站的

有功出力大于20%PN时，应通过附加阻尼控制调节出力，抑制低频振荡，不应恶化系统阻尼。

阻尼控制响应时，储能消耗的振荡能量流Wij应大于零。

Wij=∫ΔP×2πΔfdt…………(2)

式中：

ΔP为有功变化量，Δf为并网点频率变化量。

5.3一次调频

当系统频率偏差值大于±0.03Hz，电化学储能电站的有功出力大于20%PN时，电化学储能电站应

能调节有功输出，参与电网一次调频。具体要求如下：

a)当系统频率下降时，电化学储能电站应根据一次调频曲线增加有功输出，当有功调节量达

到10%PN时可不再继续增加；

b)当系统频率上升时，电化学储能电站应根据一次调频曲线减少有功输出，当有功调节量达

到20%PN时可不再继续减小；

c)有功调频系数Kf应在5～20范围内，推荐为20，一次调频曲线如图1所示；

d)一次调频的启动时间应不大于3秒，响应时间应不大于12秒，调节时间应不大于30s，有

功功率调节控制误差不应超过±2%PN。

注：P0为电化学储能电站实际运行功率。

图1一次调频曲线图

6试验方法

6.1惯量特性

3

DL/TXXXX-XXXX

TJ在4s～12s范围内，推荐TJ为5s，当电化学储能电站有功功率输出分别在以下范围内时，测试

电化学储能电站对频率波动时的惯量响应特性：

a）大功率输出，0.7PN≤P≤0.9PN；

b）小功率输出，0.3PN≤P≤0.4PN。

测试步骤如下：

a)关闭电化学储能电站一次调频功能，连接电化学储能电站和相关测试、测量设备；

b)调节电网模拟装置在标称电压下输出频率按照图2的曲线变化，在t0~t1、t2~t3、t4~t5、t6~t7

内频率变化率保持为0.5Hz/s，t4-t3≥2min、t6-t5=t2-t1=1min；

c)通过数据采集装置分别记录频率变化区间和稳态区间中电化学储能电站交流侧电压与电流

的数据，以每20ms为一点计算响应于惯量的有功功率平均值；

d)计算响应于惯量的有功功率响应时间和变化量，详见附录A。

图2惯量响应特性测试曲线

6.2一次调频

参照图1所示一次调频曲线，利用测试装置在测试点产生要求的频率波动，测试电化学储能电站

在系统频率波动时对电网自主有功一次调频的能力。当电化学储能电站有功功率输出分别在以下范

围内时，测试电化学储能电站对频率波动时的响应特性：

a）大功率输出，0.7PN≤P≤0.9PN；

b）小功率输出，0.3PN≤P≤0.4PN。

测试步骤如下：

a）打开电化学储能电站一次调频功能，连接电化学储能电站和相关测试、测量设备；

b）调节电网模拟装置在标称电压下输出频率按照表1设置频率，频率保持时间不应小于30s；

c）通过数据采集装置记录稳态区间中电化学储能电站交流侧电压与电流的数据，以每20ms为

一点计算一次调频响应的有功功率平均值；

d）计算一次调频的启动时间、响应时间、调节时间、有功功率稳态均值，详见附录A；

e）根据机端频率的实际测量值，按照公式（2）计算有功功率变化量。

表1一次调频测试点

序号机端频率（f,Hz）频率波动波形

148.5

4

DL/TXXXX-XXXX

249.0

349.8

449.9

550.1

650.2

750.4

851.0

6.3阻尼控制特性

电源侧储能电站的阻尼控制应开展现场试验，通过励磁电压阶跃扰动激发机组功率波动，现场

测量并计算储能消耗的振荡能量流Wij，应确保Wij>0。

同时，电源侧储能的阻尼控制应进行现场验证。储能阻尼控制使能投入前后，分别开展机组的

励磁电压阶跃扰动试验。在其他条件相同的情况下，储能阻尼控制使能投入，发电机功率波动的次

数应减少。

电网侧储能与用户侧储能宜结合入网测试开展仿真验证。

5

DL/TXXXX-XXXX

附录A惯量及一次调频测试参数说明

测试期间控制系统响应性能指标见图A.1：

符号：

P0——有功功率初始值；

P1——有功功率目标值；

t0——频率阶跃起始时间；

tp——启动时间；

tr——响应时间；

ts——调节时间；

图A.1惯量及一次调频测试参数说明

_____________________

1

DL/TXXXX-XXXX

目次

目次...............................................................................................................................................I

前言...............................................................................................................................................1

1范围.............................................................................................................................................1

2规范性引用文件.........................................................................................................................1

3术语和定义.................................................................................................................................1

4基本规定.....................................................................................................................................2

5技术要求.....................................................................................................................................2

6试验方法.....................................................................................................................................3

i

DL/TXXXX-XXXX

电化学储能电站并网与控制系统技术规范第7部分：惯量支撑与

阻尼控制

1范围

本标准规定了电化学储能电站在惯量支撑、阻尼控制和参与一次调频的技术规范。

本标准适用于额定功率不小于500kW且额定能量不小于500kWh的电化学储能系统，其他功率

等级和储能时间的电化学储能系统可参照执行。

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/T12325电能质量供电电压偏差

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T15945电能质量电力系统频率偏差

GB/T36549-2018电化学储能电站运行指标及评价

GB/T36547-2018电化学储能系统接入电网技术规定

GB/T36548-2018电化学储能系统接入电网测试规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电化学储能电站electrochemicalenergystoragestation

采用电化学电池作为储能元件，可进行电能存储、转换及释放的电站，由若干个不同或相同类

型的电化学储能系统组成。

注：除储能系统外，还包括并网、维护和检修灯设施。

[GB/T36549-2018]

3.2

转动惯量响应inertiaresponse

电化学储能电站借鉴传统同步机转子运动方程，使输出的有功功率响应于系统频率变化率的控

制特性。

3.3

1

DL/TXXXX-XXXX

转动惯量Jrotaryinertia

表征电化学储能电站模拟传统同步发电机转子惯性的特征参数，单位为kg•m2。

3.4

惯性时间常数TJinertiatimeconstant

表征电化学储能电站模拟传统同步发电机惯性时间常数的特征参数，可根据转动惯量计算得出。

3.5

阻尼系数Ddampingcoefficient

用于表征储能系统模拟同步机阻尼系统功率振荡能力的特征参数，单位为N•m•s/rad。阻尼系数

的取值应满足电化学储能电站控制系统稳定性和动态响应速度的要求。

3.6

有功调频系数activepower-frequencyregulatingcoefficient

在系统频率偏离额定频率时，电化学储能电站有功功率随频率变化的变化率，通常用电化学储

能电站有功功率变化量标么值（以电化学储能电站额定功率为基准值）与系统频率变化量标么值（以

系统额定频率为基准值）的比值。

3.7

一次调频启动时间primaryfrequencypick-uptime

从系统频率升高或降低超过一次调频死区开始，电化学储能电站实际输出有功功率变化量达到

有功目标值和初始值之差的10%所需的时间（见附录A）。

3.8

一次调频响应时间primaryfrequencysettlingtime

3.9从系统频率升高或降低超过一次调频死区开始，电化学储能电站实际输出有功功率变化量

达到有功目标值和初始值之差的10%所需的时间（见附录A）。

一次调频调节时间primaryfrequencysettlingtime

从系统频率升高或降低超过一次调频死区开始，电化学储能电站实际输出有功实测值与有功目

标值之差的绝对值始终不超过有功目标值和初始值之差5%的最短时间（见附录A）。

4基本规定

4.1电化学储能电站应具有惯量、阻尼特性和自主参与电力系统一次调频、电压/无功调节的能力，

并在动态响应过程能够满足本标准规定的相关技术要求。

4.2电化学储能电站通过保留有功备用，并利用相应的控制系统来实现惯量、阻尼特性、一次调频、

电压/无功调节相关功能。

5技术要求

5.1虚拟惯量

当系统频率偏差值大于±0.03Hz，电化学储能电站的有功出力大于20%PN时，电化学储能电站应

具有惯量特性，响应于快速频率变化，增加/降低其有功功率输出。

惯量响应时，虚拟同步发电机有功功率变化量应满足公式（1），最大有功功率增量不低于10%PN，

响应时间不大于500ms，有功功率误差不大于±2%PN，TJ应在4s～12s范围内。

TJdf

PPN…………(1)

fNdt

2

DL/TXXXX-XXXX

式中：

f——虚拟同步发电机并网点频率，单位：Hz。

5.2阻尼控制

电化学储能电站宜具有阻尼控制功能。当系统发生0.2~2.5Hz的低频振荡时，电化学储能电站的

有功出力大于20%PN时，应通过附加阻尼控制调节出力，抑制低频振荡，不应恶化系统阻尼。

阻尼控制响应时，储能消耗的振荡能量流Wij应大于零。

Wij=∫ΔP×2πΔfdt…………(2)

式中：

ΔP为有功变化量，Δf为并网点频率变化量。

5.3一次调频

当系统频率偏差值大于±0.03Hz，电化学储能电站的有功出力大于20%PN时，电化学储能电站应

能调节有功输出，参与电网一次调频。具体要求如下：

a)当系统频率下降时，电化学储能电站应根据一次调频曲线增加有功输出，当有功调节量达

到10%PN时可不再继续增加；

b)当系统频率上升时，电化学储能电站应根据一次调频曲线减少有功输出，当有功调节量达

到20%PN时可不再继续减小；

c)有功调频系数Kf应在5～20范围内，推荐为20，一次调频曲线如图1所示；

d)一次调频的启动时间应不大于3秒，响应时间应不大于12秒，调节时间应不大于30s，有

功功率调节控制误差不应超过±2%PN。

注：P0为电化学储能电站实际运行功率。

图1一次调频曲线图

6试验方法

6.1惯量特性

3

DL/TXXXX-XXXX

TJ在4s～12s范围内，推荐TJ为5s，当电化学储能电站有功功率输出分别在以下范围内时，测试

电化学储能电站对频率波动时的惯量响应特性：

a）大功率输出，0.7PN≤P≤0.9PN；

b）小功率输出，0.3PN≤P≤0.4PN。

测试步骤如下：

a)关闭电化学储能电站一次调频功能，连接电化学储能电站和相关测试、测量设备；

b)调节电网模拟装置在标称电压下输出频率按照图2的曲线变化，在t0~t1、t2~t3、t4~t5、t6~t7

内频率变化率保持为0.5Hz/s，t4-t3≥2min、t6-t5=t2-t1=1min；

c)通过数据采集装置分别记录频率变化区间和稳态区间中电化学储能电站交流侧电压与电流

的数据，以每20ms为一点计算响应于惯量的有功功率平均值；

d)计算响应于惯量的有功功率响应时间和变化量，详见附录A。

图2惯量响应特性测试曲线

6.2一次调频

参照图1所示一次调频曲线，利用测试装置在测试点产生要求的频率波动，测试电化学储能电站

在系统频率波动时对电网自主有功一次调频的能力。当电化学储能电站有功功率输出分别在以下范

围内时，测试电化学储能电站对频率波动时的响应特性：

a）大功率输出，0.7PN≤P≤0.9PN；

b）小功率输出，0.3PN≤P≤0.4PN。

测试步骤如下：

a）打开电化学储能电站一次调频功能，连接电化学储能电站和相关测试、测量设备；

b）调节电网模拟装置在标称电压下输出频率按照表1设置频率，频率保持时间不应小于30s；

c）通过数据采集装置记录稳态区间中电化学储能电站交流侧电压与电流的数据，以每