火电耦合新型储能系统调频技术要求（征求意见稿）

1T/HDNY11-2025火电耦合新型储能系统调频技术要求本文件规定了火电与新型储能系统联合调频的系统环境条件、系统技术要求和设备技术要求。本文件适用于以调频为主要应用模式的电化学、超级电容、熔盐等储能形式与火电厂组成的联合调频系统的设计、制造、试验、检测、运行、维护和检修等工作。2规范性引用文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（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.1~150.4压力容器GB/T2894安全标志及其使用导则GB/T14050系统接地的型式及安全技术要求GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T17215.321电测量设备(交流)特殊要求第21部分:静止式有功电能表(A级、B级、C级、D级和E级)GB/T30370火力发电机组一次调频试验及性能验收导则GB/T31464电网运行准则GB/T34120电化学储能系统储能变流器技术规范GB/T34131电力储能用电池管理系统GB/T34133储能变流器检测技术规程GB/T34870.1-2017超级电容器第1部分：总则GB/T36276电力储能用锂离子电池GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则GB/T38755电力系统安全稳定导则GB/T42288电化学储能电站安全规程GB/T42716电化学储能电站建模导则GB/T42726电化学储能电站监控系统技术规范GB44240-2024电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求GB/T50057建筑物防雷设计规范GB/T50063电力装置电测量仪表装置设计规范GB/T50065交流电气装置的接地设计规范GB/T50217电力工程电缆设计规范GB/T51048电化学储能电站设计规范DL/T645多功能电能表通信协议DL/T698.45电能信息采集与管理系统第4-5部分:通信协议—面向对象的数据交换协议DL/T1210火力发电厂自动发电控制性能测试验收规程DL/T2080-2020电力储能用超级电容器2T/HDNY11-20253术语和定义3.1电厂侧储能系统powerplant-sideenergystoragesystem在发电厂关口计量点以内接入电网，与电厂作为同一调度对象、接受电网调度管理，可循环电能存储、转换及释放的系统。3.2火电储能联合调频系统thermalpowerandenergystoragecombinedfrequencyregulationsystem协同参与电网频率调节的火电机组与电厂侧储能系统组成的系统。3.3额定充电功率ratedchargingpower在规定条件下，新型储能系统可以持续工作的充电功率。3.4额定放电功率rateddischargingpower在规定条件下，新型储能系统可以持续工作的放电功率。3.5额定充电能量ratedchargingenergy在规定条件下，新型储能系统以额定充电功率充电至充电终止电压的充电能量。3.6额定放电能量rateddischargingenergy在规定条件下，新型储能系统以额定放电功率放电至终止放电电压的放电能量。4运行环境条件4.1工作环境条件4.1.1电化学储能系统应在以下环境条件中正常工作a)环境温度:-20℃~50℃。b)相对湿度:≤90%,无凝露。c)海拔高度:≤2000m;当海拔高度>2000m时,考虑介电强度的降低、器件的分断能力和空气冷却效果的减弱，系统需要参考标准GB/T51048-2023降容使用。d)对于应用在海洋性气候的电化学储能系统,满足耐腐蚀性要求。4.1.2超级电容储能系统应在以下环境条件中正常工作a)环境温度:-40℃~65℃。b)相对湿度:≤95%,无凝露。c)海拔高度:≤2000m;当海拔高度>2000m时,考虑介电强度的降低、器件的分断能力和空气冷却效果的减弱d)对于应用在海洋性气候的超级电容储能系统,满足耐腐蚀性要求。4.1.3熔盐储能系统应在以下环境条件中正常工作T/HDNY11-20253a)环境温度：-50℃~60℃。b)相对湿度：不宜高于95%。c)海拔：5000m以下。d)风速：最大风速不宜高于30m/s。e)对于应用在海洋性气候等腐蚀性环境中的系统，其储罐、换热器、管道、换热器等结构的材质应满足耐腐蚀要求。f)系统运行区域应保持通风隔热良好，避免地基土因高温改变力学性能。4.2贮存环境条件4.2.1电化学储能系统应在以下环境条件贮存a)环境温度:-30℃~50℃;对于含有液体的储能设备,低温贮存时,采取防止液体凝固的有效措施。b)相对湿度:≤95%,无凝露。c)贮存环境防止日晒雨淋,保持清洁、干燥、通风,远离火源、热源、腐蚀性介质及重物隐患。4.2.2超级电容储能系统应在以下环境条件贮存a)环境温度:-40℃~70℃。b)相对湿度:≤95%,无凝露。c)贮存环境防止日晒雨淋,保持清洁、干燥、通风,远离火源、热源、腐蚀性介质及重物隐患。4.2.3熔盐储能系统应在以下环境条件贮存a)环境温度：系统内充有熔盐介质时，应通过配套保温及电伴热等措施，确保环境最高温度应低于熔盐介质分解温度30℃,最低工作温度应高于熔盐介质熔点50℃。b)贮存环境：应置于室内，防止日晒、雨淋，保持清洁、干燥与通风良好，并应远离火源、热源以及爆炸性、腐蚀性介质,贮存地点应无剧烈振动，地面平整坚固，并应避开可能造成冲击或挤压的重物隐患。熔融盐产品应按规格或等级、分类、分批存放于通风、阴凉干燥的库房内或有遮蓬的露天场所，防止受潮受热，不同产品应分区存放，严禁与产品可发生反应的物品接触。c)系统防护：长期贮存时，宜将熔盐介质从系统中排空，并对储罐、管道等内部空间进行充氮密封保护。5系统技术要求5.1一般要求5.1.1电化学储能系统主要包括储能电池、电池管理系统、储能变流器、监控系统、继电保护和安全自动装置、计量系统及相关辅助系统等设备；超级电容系统主要包括超级电容器、储能管理系统、储能变流器、监控系统、继电保护和安全自动装置、计量系统及相关辅助系统等设备；熔盐储能系统主要包括熔盐储热单元（含高温熔盐罐、低温熔盐罐）、熔盐-给水/蒸汽换热系统、电加热系统（可选）、熔盐泵、熔盐管道与阀门、仪表与控制系统、伴热与保温系统、以及配套的电气、监控、保护、计量和辅助系统等设备。5.1.2新型储能系统接入电网的电压等级应根据系统额定装机容量、应用功能及接入点电网网架结构等条件。5.1.3接入电网的新型储能系统应满足GB38755、GB/T31464的相关要求。5.1.4新型储能系统应能接收并执行远程或本地功率控制指令,具备四象限功率控制功能。T/HDNY11-202545.1.5新型储能系统涉网保护配置与整定应与所接入电网的保护协调配合。5.1.6接入调度自动化系统的新型储能系统的信息安全防护应符合GB/T36572的规定。5.1.7新型储能系统的接地方式应与所接入电网的接地方式相适应,防雷与接地应符合GB14050、GB50057和GB/T50065的相关规定。5.1.8通过6kV（根据火电厂具体情况含6kV或10kV）及以上电压等级接入火电厂的新型储能系统应按照GB/T42716的要求，建立电磁暂态、机电暂态和中长期动态仿真模型，对于熔盐储能系统，除建立电气仿真模型外，还应要求其建立精确的热力-电气耦合动态仿真模型，以分析其热惯性对调频性能的影响。仿真结果与实测结果的平均绝对偏差应小于10%。5.2功率控制5.2.1有功功率5.2.1.1新型储能系统响应就地有功功率控制指令时,充/放电响应时间应不大于200ms,充/放电调节时间应不大于2s,充电到放电转换时间、放电到充电转换时间应不大于200ms,有功功率控制偏差应不超过额定功率的±1%。储热系统设备应具有在充热和放热过程中承受温度、压力和负荷波动的能力，变负荷运行能力不应低于每分钟10%的额定充热功率或放热功率。5.2.1.2通过6kV及以上电压等级接入火电厂的新型储能系统应具备自动发电控制(AGC)指令响应能力,功率调节速率和调节精度应满足电网调度机构的相关规定。5.2.1.3通过6kV及以上电压等级接入火电机组的电化学储能、超级电容器储能系统应具备紧急功率支撑的能力,应在100ms内达到最大可放电或可充电功率。熔盐储能系统的输出响应时间不应大于200ms。5.2.1.4参与电力市场的电化学储能系统,其控制方式、响应能力和响应性能应满足电力市场规则要求。5.2.2无功功率5.2.2.1新型储能系统应具有功率因数、无功功率和电压控制的控制模式,并具备在线切换控制模式的功5.2.2.2新型储能系统功率因数应在0.9(超前)~0.9(滞后)范围内连续可调。5.2.2.3通过6kV及以上电压等级接入火电机组耦合的新型储能系统应具备自动电压控制(AVC)指令响应能力,自动调节电化学储能系统无功功率,调节速率和控制精度应满足电网调度机构的相关规定。5.2.2.4新型储能系统的无功功率/电压调节功能优先级高于功率因数调节功能。5.2.2.5新型储能系统在无功功率可调节范围内,无功功率控制偏差应不超过额定功率的±3%5.3火电机组耦合储能系统调频并网技术要求5.3.1一般要求电厂侧储能系统可与电厂内不同机组连接构成联合发电单元的，每种接入方式应分别完成规定的储能联合机组试验项目；电厂在电厂侧储能系统并网试验结束后10个工作日内应向电网调度机构提交正式试验报告。5.3.2AGC试验技术要求AGC试验应符合下列要求：AGC变负荷试验：试验方法应满足DL/T1210的要求，变负荷指令响应过程中储能与机组响应特性应协同一致，电厂侧储能系统不发生反向调节和功率异常波动。T/HDNY11-20255连续调频试验：投入机组与储能联合AGC调节功能，AGC主站自动向机组下发连续调频指令，以测试AGC调节性能指标，机组和储能联合AGC调节性能指标应满足相关技术标准要求，并不低于机组独立调节指标。5.3.3一次调频测试技术要求一次调频试验应符合下列要求：频率阶跃扰动试验：试验方法应满足GB/T30370的要求，试验过程中储能与机组响应特性应协同一致，电厂侧储能系统不应发生反向调节和功率异常波动，机组和储能联合一次调频技术指标应满足相关技术标准要求，并不应低于机组独立调节指标。连续扰动试验：投入机组与储能联合一次调频功能，实际电网频率扰动超过死区次数不应少于3次，试验过程中电厂侧储能系统应正确动作，不发生反向调节和功率异常波动。5.4各类储能系统特殊技术要求5.4.1电化学储能系统电化学储能系统除满足第5章通用要求外，其特殊技术要求还应符合以下规定：a)系统性能与寿命1)充放电能量和功率不应低于额定充放电能量和额定功率。2)系统在额定功率下的充放电转换时间应不大于200ms。3)系统应能在指定的调频工况（如日等效满充满放次数、平均放电深度）下运行，其循环寿命与容量保持率不应低于设计保证值。b)电池管理系统（BMS）1)BMS应具备高精度的电池状态估算（SOC、SOH）功能，SOC估算误差应不大于5%。2)BMS应具备主动均衡或高效的被动均衡功能，以确保电池簇内单体电池间的一致性。c)安全与消防：1)系统采用的锂离子电池和电池组，其安全要求应满足GB44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》的规定。2)电池舱/室应配置自动灭火系统，灭火系统应具备就地和远程启动功能，且灭火剂应符合扑灭电气及电池类火灾（E类/D类）的要求。5.4.2超级电容储能系统超级电容储能系统除满足第5章通用要求外，其特殊技术要求还应符合以下规定：a)系统性能：1)系统应具备毫秒级的功率响应能力，从待机状态至额定功率的响应时间应不大于100ms。2)系统应能承受超高倍率的频繁充放电，其循环寿命不应低于50万次，且在整个寿命周期内容量衰减不应超过初始值的20%。b)电压特性与运行：1)系统应能在其额定电压至半额电压范围内正常进行放电操作。2)系统应具备低自放电特性，在浮充状态下能长期维持备用功率。c)安全要求：超级电容器模块的安全性能应满足GB/T34870.1-2017和DL/T2080-2020中关于过电压、短路等异常工况下的安全规定。5.4.3熔盐储能系统T/HDNY11-20256熔盐储能系统除满足第5章通用要求外，其特殊技术要求还应符合以下规定：a)系统性能：1)系统的额定储热容量和额定放热功率不应低于设计值。2)系统热-电转换（储/放热）效率不应低于设计保证值。3)系统应规定其冷态启动（从环境温度开始）和热备用状态启动至达到额定放热功率的最大允许时间，以满足调频响应需求。4)储热系统最大充热功率不宜小于110%的额定充热功率，最大放热功率不宜小于110%的额定放热功率。5)储热系统全寿命周期内完全充放热次数不应低于12000次。6)储热系统设计使用寿命不应低于25年。b)熔盐状态维持：系统必须配置可靠的保温与电伴热系统，其设备性能与安装要求应满足本标准6.4.6的规定。c)材料与防腐：系统所有与熔盐接触的部分，其材质耐腐蚀要求应满足本标准6.4.7的规定。6设备技术要求6.1一般要求6.1.1新型储能系统锂离子电池、液流电池、铅酸/铅炭电池、钠离子电池、超级电容器、电池管理系统、储能变流器等设备选型和配置应能满足储能系统应用功能需求。6.1.2新型储能系统相关设备在满足应用功能的情况下,应采用经济、环保、高效、安全、可靠、易于维护型设备。6.1.3新型储能系统储能设备、储能管理系统、储能变流器、熔盐储罐等设备应通过型式检验。6.1.4新型储能系统各舱室的温度、相对湿度等运行环境条件应满足设备设施的技术要求。6.1.5新型储能系统连接用交直流电缆选择与敷设应满足GB50217的要求。6.1.6新型储能设备设施应在明显位置放置禁止、警告、指令、提示等标志,标志样式应符合GB2894的相关规定。6.2锂离子电池锂离子电池在规定的试验方法下的外观、尺寸和质量、电性能、环境适应性、耐久性、安全性能等技术要求,以及编码、正常工作环境、检验规则、标志、包装、运输和贮存等应满足GB/T36276的相关要求。6.3超级电容器超级电容器分为双电层超级电容器和混合型超级电容器。超级电容器在规定的试验方法下的外观、尺寸和质量、电性能、环境适应性、耐久性、安全性能等技术要求,以及编码、正常工作环境、检验规则、标志、包装、运输和贮存等应满足GB/T34870的相关要求。双电层电容器采用高比表面积材料作为电极主要材料，通过极化电解液形成双电层来储能的一类超级电容器，无法拉第反应，在恒流充放电过程中其电压与时间的关系曲线近似于线性，最低可放电至0V。混合型超级电容器是一种电化学储能器件，性能介于物理电容器和蓄电池之间，至少有一个电极主要是通过电极/电解液界面形成的双电层电容或电极表面快速氧化还原反应形成的赝电容实现储能。6.4熔盐储能设备6.4.1一般要求T/HDNY11-20257熔盐储能系统设备主要包括熔盐储罐、电加热系统（可选）、熔盐泵、熔盐-给水/蒸汽换热系统、熔盐管道与阀门、仪表与控制系统、伴热与保温系统等设备。设备选型和配置应满足储热容量、放热功率及系统应用功能的需求。6.4.2熔盐储罐a)储罐设计应能承受熔盐的操作温度和工作压力，结构设计应符合GB/T150（《压力容器》）及相关压力容器规范的要求。b)储罐应具备高效的多层保温结构。c)熔盐储罐内应设置进盐均布装置、疏盐口、防泄漏扩散装置等。6.4.3电加热系统（如配置）a)电加热器应适用于高温熔盐工况，其功率应能满足系统储热要求，并具备可靠的温度控制和超温保护功能。b)其控制逻辑应与电网调度指令或厂内负荷需求相协调，以实现灵活、快速的响应。6.4.4熔盐泵a)熔盐储能系统应设置低温熔盐泵、高温熔盐泵、调温泵、疏盐泵等，并宜采用立式悬吊式泵，设有吊耳等满足起吊的结构或装置，以及必要的防凝装置、连接装置。b)熔盐泵的振动烈度应满足GB/T6075.7-2015中的相关要求，噪声限值应满足GB/T29529-2013中的相关规定。6.4.5熔盐-给水/蒸汽换热器实现能量转换的关键设备，其选材和性能应满足GB/T41087的要求，其设计应能承受高温、高压差，换热器进口端差和出口端差不宜高于10℃,换热面积宜选取10%的面积裕量。6.4.6伴热与保温系统系统的伴热与保温系统应满足以下要求：a)应配置可靠的电伴热系统或等效的主动保温措施，其功率与布置应能确保在任何运行或备用状态下，熔盐管路及设备内的介质温度始终高于其凝固点安全阈值。b)保温材料及结构的选择应满足设计温度下的长期使用要求，以最大限度减少散热损失。当单个储罐容积＜2000m3以下时，热盐罐温降≤8℃/天，冷盐罐温降≤5℃/天；当单个储罐容积≥2000m3且＜5000m3时，热盐罐温降≤5℃/天，冷盐罐温降≤3℃/天；当单个储罐容积≥5000m3且＜10000m3时，热盐罐温降≤3℃/天，冷盐罐温降≤2℃/天；当单个储罐容积≥10000m3时，热盐罐温降≤2℃/天，冷盐罐温降≤1.5℃/天。c)电伴热系统应具备独立的电源、控制和温度监测功能。6.4.7材料与防腐系统设备材料与防腐应满足以下要求：a)所有与熔盐接触的管道、阀门、储罐及设备材质，必须满足在设计工作温度及熔盐化学性质下的耐腐蚀性要求。b)宜优先选用低熔点、高分解温度、低成本、低腐蚀性的混合熔盐材料。6.5储能管理系统T/HDNY11-20258储能管理系统在规定的试验方法下的数据采集、通信、报警和保护、控制、能量状态估算、均衡、绝缘电阻检测、绝缘耐压、电气适应性、电磁兼容等技术要求,以及分类和编码、正常工作环境、检验规则、标志、包装、运输和贮存等应满足GB/T34131的相关要求。6.6储能变流器储能变流器应按照GB/T34133规定的试验方法,启停机、功率控制、并离网切换、报警和保护、绝缘电阻检测、通信、运行信息监测、统计、数据显示和存储等功能要求、电气性能和安全性能等性能要求,以及分类和编码、正常工作条件、外观和防护等级、电磁兼容、辅助系统、检验规则、标志、包装、运输和贮存等应满足GB/T34120的相关要求。6.7监控系统监控系统在规定的试验方法下的数据采集、数据处理、控制与调节、报警、事件顺序记录与事故追忆、通信、数据存储、人机接口、系统对时、系统负载率等技术要求,以及正常工作条件、系统架构、标志、包装、运输和贮存等应满足GB/T42726的相关要求。6.8保护6.8.1继电保护及安全自动装置功能应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求。6.8.2继电保护及安全自动装置功能,应符合GB/T14285的相关规定。6.8.3电池管理系统应具备电压越限、电流越限、温度越限等保护。6.8.4储能变流器应具备极性反接、交流进线相序错误、直流电压异常、过电流、过温、通信故障和冷却系统故障等保护。6.8.5通过10kV及以上电压等级接入的新型储能系统应配置故障录波装置。故障录波装置接入的模拟量及开关量应满足电网调度机构的要求,并具有足够的记录通道,能记录故障前10s到故障后60s的情况,录波信息应远传至电网调度机构。6.8.6新型储能系统应具备孤岛检测功能。当检测到非计划孤岛时,应在2s内将储能系统与电网断开,防孤岛保护应与电网侧线路保护和安全自动装置相配合。6.9计量6.9.1新型储能系统应在并网点设置具备双向有功、双向无功计量功能表。6.9.2参与电力市场的新型储能系统,电能计量应满足下列要求:a)分别在公共连接点、并网点设置计量点,电能表配置符合GB/T50063的规定;b)电能表技术性能符合GB/T17215.