飞轮储能系统性能测试规范-征求意见稿

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团体标准

T/CNESAXXXX—XXXX

飞轮储能系统性能测试规范

Performancetestspecificationforflywheelenergystoragesystems

征求意见稿

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中关村储能产业技术联盟发布

本标准由中关村储能产业技术联盟自主编写、制定，因其产生的著作权等所有权利均归中

关村储能产业技术联盟所有。除事先得到中关村储能产业技术联盟的许可或国家现行法律法规

允许使用本标准外，任何机构或个人均不得以任何形式对本标准进行部分或全部地复制、使用。

如对本标准的权利或使用有疑问的，请联系中关村储能产业技术联盟！

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中关村储能产业技术联盟是中国社会组织5A级社团，是中国首个专注在储能领域的非营利性国际

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的健康有序发展。

中关村储能产业技术联盟聚集了优秀的储能技术厂商、新能源产业公司、电力系统以及相关领域的

科研院所和高校，覆盖储能全产业链各参与方。中关村储能产业技术联盟在协同政府主管部门研究制定

中国储能产业发展战略、倡导产业发展模式、确定中远期产业发展重点方向、整合产业力量推动建立产

业机制等工作中，发挥着举足轻重的先锋作用。

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中关村储能产业技术联盟提出。

本文件由中关村储能产业技术联盟归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

II

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飞轮储能系统性能测试规范

警示——使用本标准的人员应具有正规实验室工作的实践经验，本标准并未指出所有可能的安全

问题。使用者有责任采取充分的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

1范围

本文件规定了飞轮储能系统的测试条件、测试设备、测试项目、测试方法和测试报告要求。

本文件适用于固定地基和车载移动应用场景的飞轮储能系统。

2规范性引用文件

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/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温

GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温

GB/T3859.1半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB4824工业、科学和医疗射频设备骚扰特性的限值和测量方法

GB/T7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB17799.4电磁兼容通用标准工业环境中的发射

3术语和定义

T/CNESA1202界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

飞轮储能系统flywheelenergystoragesystem

实现电能与动能双向转化的储能装置，包括飞轮电动发电机组、飞轮电机变流器、储能变流器、辅

助设备和系统控制器组成的系统装置统称，装置的输入/输出接口有交流和直流两种模式，系统图见图

1。

1

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图1飞轮储能系统图

3.2

飞轮电动发电机组flywheelmotor/generatorunit

由飞轮转子、电动发电机、轴承、密封壳体等构成的飞轮储能系统的机电结构组件。

3.3

飞轮转子flywheelrotor

飞轮电动发电机组内部核心储能元件，通常是由高强度合金或纤维增强复合材料构成的轴对称旋

转体，对于外转子电机飞轮融合结构，飞轮转子还包括永磁材料结构。

3.4

电动发电机motor/generator

依靠电磁感应运行的电气装置，它具有能作相对旋转运动的部件，用于转换能量。

3.5

飞轮电机变流器flywheelconversionsystem

对电动发电机运行进行转速及转矩控制，直接或间接实现电源或负载电能与飞轮、电动发电机动能

双向转化的功率电子电力设备。

3.6

储能变流器powerconversionsystem

飞轮储能系统中，连接于飞轮储能系统电网（和/或负荷）之间实现电能双向转换的功率变换设备。

3.7

辅助设备auxiliaryequipment

为了维持储能变流器、飞轮电机变流器、飞轮电动发电机组内部温度要求所需的冷却装置、维持密

封壳体内真空度要求所需的真空装置以及监测设备。或者：飞轮储能系统中的冷却装置、真空装置、检

测设备的统称。

3.8

冷却装置coolingdevice

辅助设备中，用于储能变流器、飞轮电机变流器、飞轮电动发电机组中发热部件冷却，包括冷却设

备和冷却循环管路或风道。

3.9

真空装置vacuumdevice

辅助设备中，为飞轮电动发电机组提供真空运行环境的组件及其连接管路。

3.10

监测设备monitoringdevice

2

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对飞轮储能系统运行状态进行监测的装置，以及用于监测飞轮电动发电机组温度、真空度、振动量、

压力等的仪器仪表。

3.11

系统控制器systemcontroller

与监测设备、飞轮电机变流器、储能变流器通信，可以对飞轮储能系统进行启动/停机控制、运行

方式设置、功率控制、转速控制，能够控制飞轮储能系统内部开关、接触器、飞轮电机等执行机构的装

置。

3.12

热备状态hotstandbystate

飞轮电动发电机转速处于工作转速区间，飞轮电机变流器随时可接受系统控制器指令进行充放电

操作的状态。

3.13

充（放）电响应时间charge（discharge）responsetime

热备状态下,飞轮储能系统自收到控制信号起,从热备用状态转成充/放电状态，直到充/放电功率

上升至90%额定功率所用的时间，如图2所示。

图2充（放）电响应时间

3.14

充电过程chargeprocess

飞轮电动发电机组作为负载以电动机方式运行且转速升高，将电能通过飞轮电机变流器转化为动

能储存在飞轮电动发电机组内的过程。

3.15

放电过程dischargeprocess

飞轮电动发电机组作为电源以发电机方式运行且转速下降，将动能通过飞轮电机变流器和/或储能

变流器转化为电能输出到电网或负荷的过程。

3.16

最高工作转速maximumspeedofrevolution

飞轮储能系统按额定功率持续充电时电动发电机能达到的最高转速值。

3.17

最低工作转速minimumspeedofrevolution

飞轮储能系统按额定功率持续放电时电动发电机能达到的最低转速值。

3.18

充放电循环效率charge-dischargecycleefficiency

在规定的试验条件和试验方法下，飞轮储能系统放电能量与充电能量的比值，用百分数表示。

3.19

热备待机功耗hotstandbypowerconsumption

3

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飞轮储能系统处于热备状态时所需的有功功率。

注：一般包括飞轮电机变流器、储能变流器、系统控制器和辅助设备功耗。

3.20

飞轮储能自放电率self-dischargerateofflywheelenergystorage

飞轮储能变流器、飞轮电机变流器处于停机状态，飞轮电动发电机组由最高工作转速自由降速至最

低工作转速过程中的平均损耗功率与额定功率的比值，用百分比表示。

3.21

可用储能量availableenergystorage

飞轮储能系统以额定功率从最高工作转速降为最低工作转速时释放的电能。

3.22

额定输入/输出功率ratedinput/outputpower

飞轮储能系统在充/放电状态下可以持续稳定工作的最大输入/输出功率。

3.23

充放电频次charginganddischargingfrequency

在规定的试验条件和试验方法下，飞轮储能系统每小时能够完成的充放电过程次数。

3.24

充电调节时间regulationtimeforcharging

热备状态下,飞轮储能系统自收到控制信号起,从热备状态转成充电状态,直到充电功率达到额定功

率PN且功率偏差始终控制在额定功率PN的±2%以内的起始时刻的时间。见图3。

图3充电调节时间

3.25

放电调节时间regulationtimefordischarging

热备状态下,飞轮储能系统自收到控制信号起,从热备状态转成放电状态,直到放电功率达到额定功

率PN且功率偏差始终控制在额定功率PN的±2%以内的起始时刻的时间。见图4。

4

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图4放电调节时间

4总则

4.1飞轮储能系统测试前应编制测试方案并采取相应的安全措施。

4.2飞轮储能系统测试内容包括性能、电气安全、飞轮强度、故障保护、监控、电磁兼容性和环境影

响。

4.3测试结果应满足T/CNESA1202飞轮储能系统通用技术条件的要求，并形成相应的测试报告。

5测试条件

测试应在以下环境条件下进行：

——环境温度：5℃～40℃；

——相对湿度：≤90%；

——环境气压：86kPa～106kPa。

6测量装置

测量设备仪器应满足以下要求：

a)测量设备仪器应检验合格，并在有效期内；

b)测量设备仪器的准确度等级应至少满足表1的要求；

c)电压互感器应满足GB/T20840.3的要求，电流互感器应满足GB/T20840.2的要求，传感器

响应时间不应大于100μs；

d)数据采集装置的采样频率不应小于10kHz，带宽不应小于10kHz。

表1测量设备仪器准确度要求

序号设备仪器准确度等级备注

1电压传感器0.2级FS（满量程）

2电压互感器0.2级FS（满量程）

3电流传感器0.2级FS（满量程）

4电流互感器0.2级FS（满量程）

5温度巡检仪±0.1℃

6湿度计±3%相对湿度

7数据采集装置0.2级测量有功功率、无功功率、电能等

8旋转变压器<10角分

5

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9旋变解码器≥1024线

10振动传感器±5％

11声级计1级

12真空计<1pa

13转速计±10rpm

7测试项目及方法

7.1性能

7.1.1可用储能量

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)飞轮储能系统以额定功率从最高工作转速放电至最低工作转速；

b)使用数据采集装置测量飞轮储能系统对外接口处的电压和电流，记录本次放电过程中的放电

能量为Ed1；

c)将飞轮储能系统运行至最高工作转速，重复a）～c）步骤两次，记录每次放电能量为Edn；

d)按式（1）计算其平均值，记Ed为飞轮储能系统的可用储能量。

퐸=·······································································(1)

式中：

Edn——第n次放电过程的放电能量，单位为kWh。

7.1.2额定输入/输出功率

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)飞轮储能系统以额定功率从最低工作转速充电至最高工作转速，记录本次充电过程的时间为

∆Tc1；

b)使用数据采集装置测量飞轮储能系统对外接口处的电压和电流，记录本次充电过程的充电能

量为Wc1；

c)飞轮储能系统以额定功率从最高工作转速放电至最低工作转速；记录本次放电过程的时间为

∆Td1；

d)使用数据采集装置测量飞轮储能系统对外接口处电压和电流，记录本次放电过程的放电能量

为Wd；

e)依据飞轮储能系统充放电频次，重复a）～d）充放电循环步骤直到温升达到稳定，且其各测

试点最高允许工作温度及温升限值应满足产品要求；

f)记录每次充电能量Wcn、充电周期∆Tcn和放电能量Wdn、放电周期∆Tdn；

g)按式（2）和式（3）计算其平均值，记录Pc和Pd为飞轮储能系统的额定输入功率和额定输出

功率。

⋯

푃=∆∆∆····································································(2)

⋯

푃=∆∆∆···································································(3)

式中：

Pc——飞轮储能系统充电过程的额定输入功率，单位为kW；

Pd——飞轮储能系统放电过程的额定输出功率，单位为kW；

Ecn——第n次充电过程的充电能量，单位为kWh；

∆Tcn——第n次充电过程的时间，单位为h；

Edn——第n次放电过程的放电能量，单位为kWh；

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∆Tcn——第n次放电过程的时间，单位为h。

图5额定功率充放电

7.1.3过载能力

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)飞轮储能系统以额定功率充放电运行至温升稳定；

b)飞轮储能系统运行至最高工作转速，使用数据采集装置测量飞轮储能系统对外接口处的输入/

输出有功功率；

c)飞轮储能系统以1.1倍额定功率放电至飞轮最低工作转速；

d)飞轮储能系统以1.1倍额定功率充电至飞轮最高工作转速；

e)重复c）～d）充放电循环持续10min，充放电过程有功功率数据记录时间间隔为0.2s；

f)飞轮储能系统以1.2倍额定功率放电至飞轮最低工作转速；

g)飞轮储能系统以1.2倍额定功率充电至飞轮最高工作转速；

h)重复f）～g）充放电循环持续1min，充放电过程均以每0.2s有功功率数据平均值为一点，记

录时间间隔为0.2s。

7.1.4充放电性能

充电响应时间测试

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)记录飞轮储能系统收到额定功率充电控制信号的时刻，记为t；

b)记录飞轮储能系统对外接口处的充电功率首次达到90%额定功率的时刻，记为t；

c)按式(4)计算充电响应时间RT:

RT=t−t······································································(4)

d)重复a)~c)两次，充电响应时间取三次测试结果的最大值。

放电响应时间测试

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)记录飞轮储能系统收到额定功率放电控制信号的时刻，记为t；

b)记录飞轮储能系统对外接口处的放电功率首次达到90%额定功率的时刻，记为t；

c)按式(5)计算放电响应时间RT：

RT=t−t······································································(5)

d)重复a)~c)两次，放电响应时间取三次测试结果的最大值。

充电调节时间测试

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将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)记录飞轮储能系统收到额定功率充电控制信号的时刻,记为t;

b)记录飞轮储能系统对外接口处的充电功率与额定功率的偏差维持在额定功率的±2%以内的起

始时刻,记为t;

c)按式(6)计算充电调节时间AT:

AT=t−t······································································(6)

d)重复a)~c)两次,充电调节时间取三次测试结果的最大值。

放电调节时间测试

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)记录飞轮储能系统收到额定功率放电控制信号的时刻,记为t;

b)记录飞轮储能系统对外接口处的放电功率与额定功率的偏差维持在额定功率的±2%以内的起

始时刻,记为t;

c)按式(7)计算放电调节时间AT:

AT=t−t······································································(7)

d)重复a)~c)两次,放电调节时间取三次测试结果的最大值。

7.1.5充放电时间

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)飞轮储能系统以额定功率从最低工作转速充电至最高工作转速，记录最低工作转速和最高工

作转速对应的时刻tc1和tc2；

b)飞轮储能系统以额定功率从最高工作转速放电至最低工作转速，记录最高工作转速和最低工

作转速对应的时刻td1和td2；

c)计算充电时间为Tc=tc2-tc1；放电时间为Td=td1-td0；

d)重复a)~c）过程两次，充电时间、放电时间均取三次测试结果最大值。

图6充电升速/放电降速试验功率曲线

7.1.6充放电频次

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)飞轮储能系统以额定功率在最低工作转速至最高工作转速区间循环充放电，运行到系统内部

均达到热平衡状态；

b)飞轮储能系统以额定功率从最低工作转速充电至最高工作转速，记录第一次充电时刻为푡；

c)飞轮储能系统以额定功率从最高工作转速放电至最低工作转速；

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d)重复b)~c)充放电循环过程不小于4h且充放电循环次数不小于3次，记录最后一次额定功率

放电至最低工作转速时的时刻为푡；

e)记录充放电循环次数为푛；

f)按式(8)计算被测飞轮储能系统的充放电频次。

푁=·············································································(8)

式中：

푁——充放电频次，单位为次/小时。

图7充放电频次试验功率曲线

7.1.7效率

飞轮储能系统热备待机功耗

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)飞轮储能系统以最低工作转速运行；

b)使用数据采集装置测量飞轮储能系统对外接口处的有功功率푃、控制系统和辅助系统的有功功

率푃；

c)按式(9)计算被测飞轮储能系统的热备待机功耗。

푃=푃+푃······································································(9)

式中：

푃——飞轮储能系统热备待机功耗，单位为kW；

푃——飞轮储能系统输入点的有功功率，单位为kW；

푃——飞轮储能系统控制系统和辅助设备消耗的有功功率，单位为kW。

充放电循环效率测试

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)使用数据采集装置测量飞轮储能系统对外接口处的有功功率和电能，测量点按有无储能变流

器分为图5和图6所示的两种情况。

b)飞轮储能系统以额定功率充电至充电终止条件时停止充电。记录本次充电过程中飞轮储能系

统充电的能量퐸；

c)飞轮储能系统以额定功率放电至放电终止条件时停止放电。记录本次放电过程中飞轮储能系

统放电的能量퐸；

d)重复b)~c)步骤两次,记录每次充放电能量퐸、퐸；

e)按式(10)计算能量转换效率:

휂=++×100%························································(10)

式中：

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휂——能量转换效率；

퐸——第n次循环的充电能量,单位为Wh；

퐸——第n次循环的放电能量,单位为Wh；

图8有储能变流器的飞轮储能系统

图9无储能变流器的飞轮储能系统

自放电率测试

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)将飞轮储能系统以充电至最高工作转速；

b)将飞轮储能系统切换为停机状态；

c)记录飞轮储能系统从最高工作转速自由降速至最低工作转速的时间为T；

d)按式(11)计算飞轮储能系统自放电率：

Α=×100%(11)

式中：

Α——飞轮储能系统自放电率；

퐸——飞轮储能系统的可用储能量，单位为kWh；

T——飞轮储能系统从最高工作转速自由降速至最低工作转速的时间，单位为h；

Pd——飞轮储能系统放电过程的额定输出功率，单位为kW。

7.2环境

7.2.1温升

温度测量点布置在飞轮电动发电机组外壳、动力主回路母线、主要功率开关器件上，采用红外温度

传感器、热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器或铂电阻温度传感器。

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)在7.1.2额定输入/输出功率试验过程中，飞轮储能系统运行至各温度检测点均达到热平衡（温

度变化不超过1K/h）；

b)记录各检测点的温度和环境温度，从第一个记录点开始，数据记录间隔时间不超过30s，记录

总时长不低于30min。

注：环境温度测量应在实验周期的最后四分之一期间测量，应至少使用两个测温元件对称布置在飞轮储能系统的周

围，其位置高度约为飞轮储能系统高度的二分之一，且距飞轮储能系统机柜不超过300mm，应注意避免空气流动

和飞轮储能系统直接热辐射对测量的影响。

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7.2.2噪声

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)将飞轮储能系统以额定功率从最低工作转充电至最高工作转速，然后以额定功率放电至最低

工作转速；

b)在距飞轮储能系统前、后、左、右水平位置各lm处，离地面高度1m处，用声级计测量飞轮储

能系统噪声，声级计测量采用A记权方式。

c)重复a)~b)过程两次，记录整个测试过程中声级计测量的最高值为噪声值。

d)测试时至少保证实测噪声和背景噪声的差值大于3dB，否则应采取措施使测试环境满足测试条

件要求。

7.2.3振动

将飞轮电动发电机组立式安装，可采用刚性支承或柔性支承。

注：如在测量方向上飞轮电动发电机组与支承系统组合的最低固有频率至少大于激励频率25%，则支承系统在该方

向上可看作刚性支承。其他所有的支承系统都可看作柔性支承系统。

在飞轮电动发电机组的壳体上布置接触式振动传感器，径向振动传感器与轴承处于同一径向平面，

轴向振动传感器位于轴线延伸处，用于测量系统壳体横向和纵向振动量。

按下列步骤进行测试：

a)将飞轮储能系统调整至热备状态；

b)将飞轮储能系统以额定功率从最低工作转充电至最高工作转速，然后以额定功率放电至最低

工作转速；

c)重复b）过程两次，记录系统运行过程中的壳体最大横向和纵向振动量、轴径向最大相对位移

量为系统振动量。

7.2.4高温

高温存放试验

将飞轮储能系统停机后断开控制电源，置于温度试验箱中，按GB/T2423.2进行试验。温度试验箱

设定为55℃，保持16小时后（依据？），恢复到室温，通电启动飞轮储能系统并观察装置运行情况，并

进行外观检查。

应按GB/T2423.2中规定的方法进行检测。

高温运行试验

将飞轮储能装置停机后断开控制电源，置于温度试验箱中，按GB/T2423.2进行试验。温度试验箱

设定为40℃，保持2小时后，通电启动飞轮储能系统并观察装置运行情况，并进行外观检查。

应按GB/T2423.2中规定的方法进行检测。

7.2.5低温

低温存放试验

将飞轮储能系统停机后断开控制电源，置于温度试验箱中，按GB/T2423.1进行试验。温度试验箱

设定为-25℃，保持16小时后（依据？），恢复到室温，通电启动飞轮储能系统并观察装置运行情况，

并进行外观检查。

低温运行试验

将飞轮储能系统停机后断开控制电源，置于温度试验箱中，按GB/T2423.1进行试验。温度试验箱

设定为-10℃，保持2小时后，通电启动飞轮储能系统并观察装置运行情况，并进行外观检查。

7.2.6外壳防护等级

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应按GB/T4208中规定的方法进行检测。室内柜体外壳防护等级应不低于GB/T4208中IP20的规定，

室外柜体外壳防护等级应不低于GB/T4208中IP54的规定。

7.3电气安全

7.3.1绝缘电阻测量

按照GB/T3859.1中的测量飞轮电机变流器、储能变流器的绝缘电阻。

测量位置：

——彼此无电联结的电路之间；

——电路与机壳之间。

绝缘电阻应不小于10MΩ，试验电压应符合表2的规定。

表2绝缘电阻试验电压等级表

额定绝缘电压等级UN（V）绝缘电阻表电压（V）

UN≤60250

60<UN≤250500

250<UN≤10001000

1000<UN≤15002500

7.3.2介电性能

飞轮电机变流器、储能变流器应能承受频率为50Hz,历时1min的工频交流电压或等效直流电压，按

照GB/T7251.1中的规定进行检测。试验过程中应保证不击穿、不飞弧，漏电流应小于20mA；试验电

压见表3。试验过程中，任一被试电路施加电压时，其余电路等电位应互联接地。

注：采用水冷却方式的变流器一般在无水的情况下试验。

表3工频耐压试验电压等级

额定电压UN（V）试验电压（V）

UN≤601000

60<UN≤3002000

300<UN≤6902500

690<UN≤8003000

800<UN≤10003500

1000<UN≤15003500

注：整机工频耐压按上述指标只能试验一次。用户验收产品时如需要进行工频耐压试验，应将上列试验电压降低25%进

行。

7.3.3电气间隙和爬电距离

飞轮电机变流器、储能变流器中各带电电路之间以及带电部件、导电部件、接地部件之间的电气间

隙和爬电距离应按GB/T7251.1的规定进行检测。

7.4飞轮强度测试

7.4.1超速试验

按下列步骤进行测试：

a)将飞轮电动发电机组放置在防护设施内；

b)将飞轮储能系统调整至热备状态；

c)将飞轮储能系统的转速提高到表4对应的超速转速值，达到超速值时保持3min,然后降速至最

高工作转速。

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T/CNESAXXXX—XXXX

表4超速检验试验速度表

最大工作转速SN（rpm）超速检验试验转速（rpm）

SN≤100001.1SN

10000<SN≤200001.08SN

20000<UN≤300001.05SN

30000<UN1.03SN

7.4.2控制电源短时失电恢复试验

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)将飞轮储能系统充电至最高工作转速；

b)断开飞轮储能系统的控制电源，飞轮储能系统自动进入待机状态并依靠飞轮自身储存能量维

持飞轮安全旋转；

c)1min后恢复飞轮储能系统控制电源，飞轮储能系统能够通过手动或自动恢复至热备待机状态。

7.4.3控制电源长时失电试验

将飞轮储能系统调整至热备状态，按下列步骤进行测试：

a)将飞轮储能系统充电至最高工作转速；

b)断开飞轮储能系统的控制电源，飞轮储能系统自动进入待机状态并依靠飞轮自身储存能量维

持飞轮安全旋转降至零速；

c)1min后恢复飞轮储能系统控制电源，飞轮储能系统能够通过手动或自动恢复至停机状态。

7.5故障保护功能

7.5.1测试要求

飞轮储能系统应能在故障时执行下列保护动作：

——与电网和负载脱离；

——对飞轮进行放电降速；

——1h内直流母线电压降至安全电压36V以下。

7.5.2直流过压保护检测

采用降低直流过压保护值的方法来验证，但应保证电压传感器等电路在预期过压范围内的有效性。

按下列步骤进行测试：：

a)连接检测回路检测直流母线电压；

b)启动飞轮储能系统，运行在热备状态；

c)修改飞轮储能系统的直流母线电压过压保护值至低于当前直流母线电压，飞轮储能系统应有

故障保护动作；

d)恢复飞轮储能系统的直流母线电压过压保护值至正常值，启动飞轮储能系统，确认飞轮储能系

统能否正常运行。

7.5.3直流欠压保护检测

采用提高直流欠压保护值的方法来验证，但应保证电压传感器等电路在预期欠压范围内的有效性。

按下列步骤进行测试：

a)连接检测回路检测直流母线电压；

b)启动飞轮储能系统，运行在热备状态；

c)修改飞轮储能系统的直流母线电压欠压保护值至高于当前直流母线电压，飞轮储能系统应有

故障保护动作；

d)恢复飞轮储能系统的直流母线电压欠压保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能

够正常运行。

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T/CNESAXXXX—XXXX

7.5.4交流过压保护检测

采用降低交流过压保护值的方法来验证，但应保证电压传感器等电路在预期过压范围内的有效性。

按下列步骤进行测试：

a)连接检测回路检测电网侧交流电压；

b)启动飞轮储能系统，运行在热备状态；

c)修改飞轮储能系统的交流电压过压保护值至低于当前交流电压，飞轮储能系统应有故障保护

动作；

d)恢复飞轮储能系统的交流电压过压保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正

常运行。

7.5.5交流欠压保护检测

采用提高交流过压保护值的方法来验证，但应保证电压传感器等电路在预期欠压范围内的有效性。

按下列步骤进行测试：

a)连接检测回路检测电网侧交流电压；

b)启动飞轮储能系统，运行在热备状态；

c)修改飞轮储能系统的交流母线欠压保护值至高于当前交流电压，飞轮储能系统应有故障保护

动作；

d)恢复飞轮储能系统的交流母线电压欠压保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能

够正常运行。

7.5.6直流过流保护检测

采用降低直流过流保护值的方法来验证，但应保证电流传感器等电路在预期过流范围内的有效性。

按下列步骤进行测试：

a)连接检测回路系统直流电流；

b)启动飞轮储能系统，运行在充电状态；

c)修改飞轮储能系统的直流母线电流过流保护值至低于当前工作电流，飞轮储能系统应有故障

保护动作；

d)恢复飞轮储能系统的直流母线电流过流保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能

够正常运行；

e)启动飞轮储能系统，运行在放电状态；

f)修改飞轮储能系统的直流母线电流过流保护值至低于当前工作电流，飞轮储能系统应有故障

保护动作；

g)恢复飞轮储能系统的直流母线电流过流保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能

够正常运行。

7.5.7交流过流保护检测

采用降低交流过流保护值的方法来验证，但应保证电流传感器等电路在预期过流范围内的有效性。

按下列步骤进行测试：

a)连接检测回路系统电网侧交流电流；

b)启动飞轮储能系统，运行在放电状态；

c)修改储能变流器的交流电流过流保护值至低于当前工作电流，飞轮储能系统应有故障保护动

作；

d)恢复储能变流器的交流电流过流保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正常

运行；

e)启动飞轮储能系统，运行在放电状态；

f)修改飞轮电机变流器的交流电流过流保护值至低于当前工作电流，飞轮储能系统应有故障保

护动作；

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T/CNESAXXXX—XXXX

g)恢复飞轮电机变流器交流电流过流保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正

常运行。

7.5.8超速保护检测

采用降低超速保护值的方法来验证，但应保证受速度传感器等电路在预期超速范围内的有效性。按

下列步骤进行测试：

a)检测飞轮电机转速；

b)启动飞轮储能系统，运行在最高工作转速；

c)修改飞轮转速保护值低于飞轮当前速度，飞轮储能系统应有故障保护动作；

d)恢复飞轮储能系统飞轮转速保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正常运行。

7.5.9过温保护检测

采用降低过温保护值的方法来验证，但应保证受保护部件的温度传感器等电路在预期过温范围内

的有效性。按下列步骤进行测试：

a)修改飞轮储能系统过温保护限值低于受保护部件的温度，飞轮储能系统应有告警或故障保护

动作；

b)恢复飞轮储能系统过温保护限值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正常运行。

7.5.10真空度保护检测

采用降低真空度保护限值的方法来验证，但应保证真空传感器等电路在预期真空度范围内的有效

性。按下列步骤进行测试：

a)修改飞轮储能系统真空度保护值低于检测当前真空值，飞轮储能系统应有告警或故障保护动

作；

b)恢复飞轮储能系统真空度保护值至正常值，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正常运行。

7.5.11冷却系统故障保护检测

按下列步骤进行测试：

a)风冷条件下：切断冷却风扇的供电，飞轮储能系统应有冷却系统告警或故障保护动作。恢复冷

却风扇供电，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正常运行。

b)水冷条件下：停止或部分限制冷却液系统工作，飞轮储能系统应有冷却系统告警或故障保护动

作。恢复冷却液系统，启动飞轮储能系统，飞轮储能系统能够正常运行。

7.6监控功能

7.6.1监测设备功能

飞轮储能系统以额定功率充电和放电运行，目击监控设备是否包含以下信息显示：

a)飞轮电机信息：电机温度、轴承温度、飞轮电机工作状态、飞轮电机转速、储电量、系统告警

和故障信息。

b)飞轮电机变流器信息：直流侧电压、直流侧电流、交流侧电流、功率、功率单元温度、运行状

态、变流器告警和故障信息。

c)储能变流器信息：交流侧电压、交流侧电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、功率单

元温度、运行状态、变流器告警和故障信息。

d)密封壳体的振动信息。

e)密封腔内真空度信息。

f)飞轮储能系统信息：实时告警和故障信息、历史告警和故障信息、累计充电量、累计放电量、

累计充电次数、累计放电次数。

7.6.2系统控制器功能

系统控制器应包含以下功能：

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a)控制飞轮储能系统启动、停机、故障复位；

b)具有通信接口，能够上传飞轮储能系统信息并接收远控调度命令；

c)能够切换功率控制、转速控制等运行状态；

d)能够对系统内部开关、接触器、电机等执行机构进行控制操作；

e)能够对飞轮储能系统参数、报警和保护定值进行整定，且具备就地和远程修改功能；

f)应具有操作权限密码管理功能，任何改变运行方式和运行参数的操作均需要权限确认。

7.7电磁兼容性

7.7.1静电放电抗扰度试验

飞轮储能系统可在轻载状态下运行，按照GB/T17626.2的规定并在下述条件下进行试验：

a)试验电压：接触放电6kV,空气放电8kV；

b)测试端口：外壳整体；

c)每个敏感试验点放电次数：正负极性各10次，每次放电时间间隔至少1s；

d)性能判据：B。

7.7.2射频电磁场辐射抗扰度试验

按GB/T17626.3的规定并在下述条件下进行试验：

a)频率范围：（80～1000）MHZ；

b)试验场强：10V/m；

c)正弦波1kHz，80%幅度调制；

d)测试端口：外壳整体；

e)天线极化方向：水平和垂直方向；

f)性能判据：A。

7.7.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

飞轮储能系统可在轻载状态下运行，按GB/T17626.4的规定并在下述条件下进行试验：

a)试验电压：±2kV（电源线），±1kV（信号线）；

b)测试端口：输入输出电源线，信号线；

c)重复频率：100kHz；

d)实验时间：60s；

e)脉冲上升时间：5ns；

f)脉冲持续时间：50ns；

g)性能判据：B。

7.7.4浪涌（冲击）抗扰度试验

按GB/T17626.5的规定并在下述条件下进行试验：

a)试验电压：±2kV（共模），±1kV（差模）；

b)测试端口：输入输出电源线，信号线；

c