征求意见《构网型风光储一体化电站设计要求》

T/CAEEXXX-20262构网型风光储一体化电站设计要求本文件规定了构网型风光储一体化电站（以下简称“电站”）的系统设计、电气设计、安全设计、环境保护、性能评价及验收等方面的要求。本文件适用于新建、扩建的构网型风光储一体化电站的设计、建设及验收工作。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，仅所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/T36547-2024储能电站设计标准GB50797-2024光伏电站设计规范GB51096-2015风电场设计标准IEEE1547.1-2020分布式电源与电力系统接口标准第1部分:技术要求IEC61400-27-1:2022风力发电机组第27-1部分:基于构网型控制的风力发电机组技术要求IEC62933-1:2021储能系统第1部分:构网型储能系统的性能要求33.术语和定义构网型技术grid-formingtechnology具备自主建立和维持电网电压与频率稳定的能力，可为电力系统提供惯性响应、阻尼支撑、电压调节等功能的技术。3.2风光储一体化电站wind-PV-storageintegratedpowerstation将力发电、光伏发电与储能系统在电气、控制、运行层面进行协同集成，实现多能互补、平滑出力、提升并网性能的电站。3.3构网型风光储一体化电站grid-formingwind-PV-storageintegratedpowerstation采用构网型控制策略，具备主动支撑电网能力的光储一体化电站。4基本规定4.1站址选择要求如下：a)站址应具备充足的风能、太阳能资源，资源评估应符合GB51096-2015、GB50797-2024相关要求；b)站址应靠近电网接入点，满足电网规划要求，具备良好的电网接入条件，降低输电损耗；c)站址选择应避开生态保护区、基本农田、地质灾害易发区等限制区域，符合国土空间规划及环保要求；d)站址应具备适宜的地形、地质条件，便于总平面布置及工程施工，降低建设成本。4.2总平面布置要求如下：a)总平面布置应遵循“紧凑合理、功能分区明确、运输便捷”的原则，统筹规划风电区、光伏区、储能区、控制中心、辅助设施区等功能区域；b)风电区布置应考虑风机间距、盛行风向等因素，避免风机间相互干扰；光伏区布置应保证光伏组件的采光条件，优化阵列间距及倾角；c)储能区应与其他功能区域保持安全距离，满足消防安全及设备运行要求；控制中心应布置在交通便利、环境适宜的区域，便于运行管理；T/CAEEXXX-20264d)总平面布置应符合消防、环保、安全等相关规范，设置合理的道路、排水、绿化等设施。4.3容量配置要求如下：a)容量配置应基于风光资源评估结果、电网接纳能力及负荷需求，采用技术经济分析方法确定合理的风电、光伏、储能容量；b)储能容量应根据风光出力波动性、电网调峰需求及电站构网性能要求确定，确保电站输出的稳定性及电网支撑能力，储能容量匹配系数应不低于相关技术要求；c)电站总装机容量应符合电网接入规划，避免对电网安全稳定运行造成影响，必要时应进行电网接入适应性评估。4.4系统接入方式要求如下：a)系统接入应符合电网规划及相关技术标准，明确接入电压等级、接入点及接线方式；b)接入系统应配置相应的变压器、开关设备、无功补偿装置等设备，确保电站与电网的安全稳定互联，满足电压质量、频率调节等要求；c)接入系统应具备完善的保护配置及测控功能，实现电站与电网的协调控制，保障故障情况下的安全隔离及快速恢复。5系统设计5.1风力发电系统要求如下：a)风力发电机组应符合IEC61400-27-1:2022相关技术要求，具备构网控制功能，支持虚拟惯性、电压及频率调节等控制特性；b)风力发电机组的额定功率、轮毂高度、叶轮直径等参数应根据风资源条件及容量配置要求合理选择，确保发电效率及运行可靠性；c)风力发电机组应具备良好的环境适应性，能在当地极端气候条件下安全稳定运行，防护等级应不低于相关标准要求。5.2光伏发电系统要求如下：a)光伏组件应符合IEC62108:2018设计要求，光电转换效率应不低于当前行业先进水平，具备良好的耐久性及抗老化性能；b)光伏组件应具备宽电压输出范围及良好的温度特性，适应不同光照条件下的运行要求，确保发电效率的稳定性；c)光伏组件的选型应考虑安装环境，对于风沙、盐雾等特殊环境，应采取相应的防护措施，提高组件使用寿命。5.3储能系统要求如下：T/CAEEXXX-20265a)储能系统应符合IEC62933-1:2021性能要求，具备构网运行能力，支持快速充放电、电压/频率调节等功能；b)储能电池的循环寿命、充放电效率、能量密度等关键指标应满足电站运行要求，循环寿命不低于3000次，充放电效率（含BMS）不低于90%；c)储能变流器应具备构网控制能力，支持虚拟同步机控制模式，具备低电压穿越、高电压穿越能力，输出电能质量应符合相关标准要求；d)储能系统应配置完善的电池管理系统（BMS实现对电池状态的实时监测、保护及均衡控制，确保储能系统的安全可靠运行。5.4一体化协同控制系统5.4.1系统集成设计要求如下：a)系统集成应实现风电、光伏、储能系统的深度协同，确保各系统在控制指令、通信协议、运行状态等方面的兼容性；b)通信系统应采用可靠的通信协议及传输方式，实现控制中心与各组件、设备之间的实时数据传输及指令交互，通信延迟不超过100ms，通信可靠性不低于99.9%；c)监控系统应具备全面的监测功能，可实时采集风电、光伏、储能的运行参数、设备状态、环境数据等信息，实现数据的存储、分析及可视化展示；d)监控系统应具备故障诊断、报警及应急处理功能，及时发现设备故障及异常情况，并发出报警信号，支持远程控制及应急操作；e)系统集成应考虑设备的兼容性及扩展性，预留接口及扩容空间，便于后续技术升级及容量扩展。5.4.2构网控制策略要求如下：a)电站应具备独立的电压和频率调节能力，电压调节精度应满足±1%额定电压，频率调节范围应覆盖49.5Hz-50.5Hz，调节响应时间不超过200ms；b)电站应具备惯性响应能力，虚拟惯性时间常数应可调节，调节范围不小于0.5s-5s，确保电网频率波动时的快速响应；c)电站应具备故障穿越能力，在电网发生对称故障、不对称故障时，应能保持并网运行，故障清除后快速恢复正常输出，故障穿越期间的电流、电压特性应符合相关标准要求；d)构网控制策略应实现风光储协同控制，协调风电、光伏、储能的输出特性，确保电站整体构网性能的一致性及稳定性；e)控制系统应具备灵活的控制模式切换功能，可根据电网运行状态及调度要求，实现构网模式与并网模式的平滑切换。6电气设计6.1二次系统设计要求如下：6a)电站的保护系统应按分层、分区原则设计，设置电站级、设备级保护，构网型机组、储能系统应设置专用保护装置，具备故障快速识别、隔离能力，且保护定值应与电网保护定值协同整定；b)测控系统应实现对风、光、储设备的运行状态监测、参数采集、远程控制，采集数据应包括电压、电流、功率、频率、储能SOC等，数据传输应满足实时性、可靠性要求；c)通信系统应包括站内通信和站网通信，站内通信宜采用工业以太网，站网通信应满足电网调度要求，实现与电网调度系统的信息交互，通信协议应符合国家电网标准；d)同步相量测量装置（PMU）应布置在电站并网点，实现对电压、电流、相角、频率等电气量的同步测量，测量数据实时上传至电网调度系统，为电网稳定控制提供依据。6.2电能质量要求要求如下：a)电站并网点的电压偏差、频率偏差、谐波、间谐波、电压波动和闪变等电能质量指标，应符合GB/T14549、GB/T12326的要求；b)构网型机组的谐波含量应控制在较低水平，其并网运行时产生的总谐波畸变率应不超过标准限值，且应具备谐波抑制能力；c)电站有功功率、无功功率的快速调节应避免对电网电能质量造成影响，储能系统应配合风、光系统平抑出力波动，减少电压波动和闪变。7安全设计要求7.1电气安全要求如下：a)电站电气设备及系统的设计应符合电气安全相关标准，绝缘水平、接地方式、防雷保护等应满足安全要求，防止触电、电气火灾等事故发生；b)高压设备应配置完善的绝缘监测、过电压保护、过电流保护等装置，确保设备在正常运行及故障情况下的安全；c)电气接线应简洁可靠，避免出现电磁干扰、环流等问题，保障电能质量及设备运行安全；d)电缆敷设应符合相关规范，避免机械损伤、过热等情况，电缆防火、防水、防腐蚀措施应到位。7.2消防安全要求如下：a)电站消防安全设计应符合消防相关法规及标准，合理划分防火分区，设置充足的消防通道及安全出口；b)储能区、控制中心等关键区域应配置相应的消防设施，如火灾自动报警系统、自动灭火系统、灭火器等，消防设施应定期检测，确保完好有效；c)易燃、易爆物品的存放及使用应符合安全要求，与其他区域保持安全距离，制定严格的管理制度；7d)电站应制定火灾应急预案，定期开展消防演练，提高工作人员的消防安全意识及应急处置能力。7.3机械安全要求如下：a)风力发电机组、光伏支架、储能设备等机械结构的设计应符合机械安全相关标准，具备足够的强度、刚度及稳定性，能承受风荷载、地震荷载等外部作用；b)运动部件应设置防护装置，防止人员接触造成伤害，防护装置应牢固可靠，便于维护；c)设备的安装、调试及维护应制定安全操作规程，工作人员应具备相应的资质及技能，佩戴必要的安全防护用品。7.4网络安全要求如下：a)电站控制系统、监控系统等网络设施应具备完善的网络安全防护能力，采取防火墙、入侵检测、数据加密等安全措施，防止网络攻击及数据泄露；b)网络系统应划分安全区域，设置访问权限，实现分级授权管理，确保只有授权人员才能访问相关系统及数据；c)定期进行网络安全评估及漏洞扫描，及时发现并修复安全隐患，制定网络安全应急预案，应对网络安全事件。8环境保护要求要求如下：a)电站设计应减少对周边生态环境的影响，风机、光伏阵列的布置应优化，避免破坏地表植被，施工过程中应采取水土保持措施；b)电站的噪声、电磁辐射应符合国家现行标准，风机噪声应采取降噪措施，避免对周边居民生活造成影响；c)储能系统的电池废液、废旧电池应按国家环保要求进行收集、处理和回收，避免环境污染，站内生活污水、生产废水应经处理后达标排放或回用。9性能测试及验收9.1性能测试9.1.1构网性能测试9.1.1.1电压调节测试对电站在不同运行工况下的电压调节能力进行测试，记录电压调节精度及响应时间。9.1.1.2频率调节测试模拟电网频率波动，对电站的频率调节响应特性进行测试，记录频率调节范围及响应时89.1.1.3惯性响应测试通过扰动试验，对电站的虚拟惯性响应能力进行测试，验证虚拟惯性时间常数调节范围。9.1.1.4故障穿越测试模拟电网对称故障、不对称故障，对电站的故障穿越能力进行测试，验证故障期间的电流、电压特性及故障清除后的恢复性能。9.1.2系统性能测试要求如下：a)对风电、光伏、储能系统的协同运行性能进行测试，验证各系统在不同工况下的配合协调性；b)对控制系统的控制指令执行精度及响应速度进行测试，验证通信系统的可靠性及数据传输的实时性；c)对监控系统的监测功能、故障诊断功能及报警功能进行测试，记录系统运行情况。9.1.3电能质量测试测量电站并网点的电压偏差、频率偏差、谐波、间谐波、电压波动和闪变等电能质量指标参数。9.1.4安全性能测试9.1.4.1电气安全测试9.1.4.2消防安全测试对电站的火灾自动报警系统、自动灭火系统的响应性能进行测试，记录消防设施的运行情况。