2024 电力储能用飞轮储能单元技术规范

GB/T44934—2024

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

编码

4………………………3

正常工作环境

5……………4

技术要求

6…………………5

试验方法

7…………………9

检验规则

8…………………17

标志包装运输和贮存

9、、…………………19

Ⅰ

GB/T44934—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

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

。。

本文件由中国电力企业联合会提出

。

本文件由全国电力储能标准化技术委员会归口

(SAC/TC550)。

本文件起草单位北京泓慧国际能源技术发展有限公司中国科学院工程热物理研究所中国能源

:、、

建设集团湖南省电力设计院有限公司坎德拉深圳新能源科技有限公司平高集团储能科技有限公

、()、

司沈阳微控飞轮技术股份有限公司华驰动能北京科技有限公司中国电力科学研究院有限公司

、、()、、

贝肯新能源有限公司北京清源飞控能源科技有限公司中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限

、、

公司中国能源建设集团天津电力设计院有限公司中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力

、、

试验研究院

。

本文件主要起草人崔亚东李光军张帆戴兴建李树胜刘东张庆源刘宏超祝保红任晓阳

:、、、、、、、、、、

苏森董舟柳哲胡东旭彭龙涂伟超孟庆红杨岑玉白杰雪吕夷张柳丽吴晓康谢洪生李学斌

、、、、、、、、、、、、、、

徐婷婷李响王少峰魏少帅胡月鹏李伟

、、、、、。

Ⅲ

GB/T44934—2024

电力储能用飞轮储能单元技术规范

1范围

本文件规定了电力储能用飞轮储能单元的编码正常工作环境技术要求检验规则标志包装运

、、、、、、

输和贮存要求描述了相应试验方法

,。

本文件适用于电力储能用飞轮储能单元的设计制造试验运行维护和检修

、、、、。

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

。

包装储运图示标志

GB/T191

旋转电机定额和性能

GB/T755

合金结构钢

GB/T3077

所有部分包装运输包装件基本试验

GB/T4857()

大型运输包装件试验方法

GB/T5398

钢锻件超声检测方法

GB/T6402

低压成套开关设备和控制设备第部分总则

GB/T7251.1—20231:

工业企业厂界环境噪声排放标准

GB12348—2008

运输包装件尺寸与质量界限

GB/T16471

电气绝缘结构热分级

GB/T20113(EIS)

特殊环境条件高原电工电子产品第部分通用技术要求

GB/T20626.11:

互感器第部分电流互感器的补充技术要求

GB/T20840.22:

互感器第部分电磁式电压互感器的补充技术要求

GB/T20840.33:

所有部分电力自动化通信网络和系统

DL/T860()

电力储能基本术语

DL/T2528

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

DL/T2528。

31

.

飞轮储能flywheelenergystorageFES

;

以飞轮为储能载体通过动能和电能相互转换实现电能存储释放的物理储能形式

,、。

来源有修改

[:DL/T2528—2022,4.4.1.1,]

32

.

飞轮flywheel

由金属或纤维增强复合材料等组成的用于存储动能的旋转体

。

1

GB/T44934—2024

33

.

飞轮转子flywheelandmotorrotor

飞轮和电机转子的组合体

。

34

.

发电/电动机generator/motor

在飞轮储能单元中实现机械能和电能转换的电机

。

注充电时作为电动机将电能转换成机械能放电时作为发电机将机械能转换成电能

:,;,。

35

.

轴承bearing

飞轮转子支承部件

。

注包括机械轴承永磁轴承电磁轴承超导磁轴承的一种或多种的组合其中电磁轴承含控制器

:、、、,。

36

.

机壳housing

保护与支承发电电动机飞轮转子等部件并与安装基础连接的外部壳体

/、。

37

.

飞轮本体flywheelassembly

由飞轮发电电动机轴承包含磁轴承控制器机壳等构成在飞轮储能单元中存储和释放能量

、/、()、,

的机电设备组合

。

38

.

辅助装置auxiliaryequipment

维持飞轮储能单元运行的冷却装置真空装置等设备的组合

、。

39

.

飞轮储能单元flywheelenergystorageunit

由飞轮本体及辅助装置组成的能独立充放电的储能装置

。

注飞轮储能单元典型结构见图

:1。

图1飞轮储能单元典型结构图

310

.

工作转速上限maximumworkingspeed

飞轮储能单元在额定功率下能稳定运行的最高转速限值

。

2

GB/T44934—2024

311

.

工作转速下限minimumworkingspeed

飞轮储能单元在额定功率下能稳定运行的最低转速限值

。

312

.

工作转速区间workingspeedrange

飞轮储能单元在工作转速上限和工作转速下限之间的运行区间

。

313

.

额定充电功率ratedchargingpower

飞轮储能单元在充电状态下工作转速区间内能持续稳定工作的输入有功功率保证值

、,。

314

.

额定放电功率rateddischargingpower

飞轮储能单元在放电状态下工作转速区间内能持续稳定工作的输出有功功率保证值

、,。

315

.

额定充电能量ratedchargingenergycapacity

在规定条件下飞轮储能单元以额定充电功率能持续稳定存储的最大电能量保证值取额定充电

,,(

功率与相应的标称充电持续时间的乘积

)。

316

.

额定放电能量rateddischargingenergycapacity

在规定条件下飞轮储能单元以额定放电功率能持续稳定释放的最大电能量保证值取额定放电

,,(

功率与相应的标称放电持续时间的乘积

)。

317

.

自放电率self-dischargerate

飞轮储能单元与外部电网无电能交换时存储在飞轮本体的能量消耗率取飞轮储能单元由工作转

,(

速上限自由降速后所存储的动能减少量与工作转速上限时存储的动能的比值用百分比表示

30s,)。

318

.

充放电循环效率chargeanddischargecycleefficiency

在额定功率下飞轮储能单元由工作转速上限至工作转速下限放电运行过程中释放能量与同循环

,,

过程中由工作转速下限至工作转速上限充电运行过程中吸收能量的比值

。

来源有修改

[:DL/T2528—2022,4.4.3.7,]

4编码

电力储能用飞轮储能单元的编码应符合图的规则

2。

3

GB/T44934—2024

UPPEE

EES-FEU-Class-e-rc-rd-rc-rd-A

冷却方式

额定放电能量

额定充电能量

额定放电功率

额定充电功率

额定电压

飞轮类别

飞轮储能单元

电力储能用

标引序号说明

:

电力储能用

EES———;

飞轮储能单元

FEU———;

飞轮类别包含钢制飞轮复合材料飞轮

Class———,:Stl———、Com———;

U额定电压由数值和单位组成单位为伏

e———,,(V);

P额定充电功率由数值和单位组成单位为千瓦

rc———,,(kW);

P额定放电功率由数值和单位组成单位为千瓦

rd———,,(kW);

E额定充电能量由数值和单位组成单位为千瓦时

rc———,,(kW·h);

E额定放电能量由数值和单位组成单位为千瓦时

rd———,,(kW·h);

飞轮储能单元冷却方式包含风冷液冷风液组合其他

A———,:AC———、LC———、ALC———、X———。

图2飞轮储能单元编码规则图示

示例1电力储能用飞轮储能单元钢制飞轮额定电压额定充电功率额定放电功率额定

:,,380V,300kW,300kW,

充电能量额定放电能量风冷编码为

50kW·h,45kW·h,,:EES-FEU-Stl-380V-300kW-300kW-50kW·h-

45kW·h-AC。

示例2电力储能用飞轮储能单元复合材料飞轮额定电压额定充电功率额定放电功率

:,,690V,500kW,

额定充电能量额定放电能量液冷编码为

500kW,150kW·h,135kW·h,,:EES-FEU-Com-690V-500kW-500kW-

150kW·h-135kW·h-LC。

5正常工作环境

飞轮储能单元在下列环境下应正常工作

。

环境温度

a):-20℃~40℃。

相对湿度小于无凝露

b):95%,。

海拔高度小于当海拔高度大于时符合的相关规定

c):2000m;2000m,GB/T20626.1。

应用在海洋性气候下满足耐盐雾要求

d),。

4

GB/T44934—2024

6技术要求

61外观尺寸和质量

.、

611外观

..

飞轮储能单元的外观应满足下列要求

:

表面无划痕锈蚀裂纹等现象无结构变形

a)、、,;

螺栓无松动

b);

标识标志完整清晰

c)、。

612尺寸和质量

..

飞轮本体的外形尺寸和质量满足下列要求

:

飞轮本体的外形尺寸可采用长宽高或最大外直径高或长表示外形尺寸绝对偏

a)“××”“×()”,

差应满足表要求

1。

表1外形尺寸绝对偏差要求

单位为毫米

外形尺寸值LLLL

≤500500<≤2000>2000

尺寸绝对偏差

101520

飞轮本体的质量相对偏差应满足表要求

b)2。

表2质量相对偏差要求

质量M

MMM

≤50005000<≤25000>25000

kg

质量相对偏差

1.510.05

%

62机械性能

.

621额定功率工作转速

..

飞轮储能单元按额定功率充放电时工作转速下限应不大于工作转速下限标称值工作转速上限应

,,

不小于工作转速上限标称值

。

622振动

..

飞轮储能单元在工作转速区间运行飞轮本体振动速度限值应满足表要求

,3。

5

GB/T44934—2024

表3振动速度限值

单位为毫米每秒

支承类型振动速度均方根值v对应的振动速度峰值v

rms()

刚性支承

≤12.5≤18

挠性支承

≤25≤35

623噪声

..

飞轮储能单元以额定功率运行时在距离设备水平或垂直位置处的噪声应不大于声压级

,1m

在距离飞轮储能单元水平位置处的声压级噪声大于时应在外壳上标注保护听

85dB(A)。1m70dB,“

力标识符号

”。

624温升

..

飞轮本体在额定功率连续工作运行条件下温度及温升应满足下列要求

,。

飞轮本体温度不超过规定的电机绝缘结构热分级或电机转子材料耐受温度的最

a)GB/T20113

低限值

。

温升满足中规定的温升限值要求当海拔和环境温度超过正常工作条件时按

b)GB/T755。,

中规定的限值修正规则进行温升和温度限值修正

GB/T755。

63电气性能

.

631额定充电功率

..

飞轮储能单元充电功率应不小于额定充电功率

。

632额定放电功率

..

飞轮储能单元放电功率应不小于额定放电功率

。

633额定充电能量

..

飞轮储能单元充电能量应不小于额定充电能量

。

634额定放电能量

..

飞轮储能单元放电能量应不小于额定放电能量

。

635充放电循环效率

..

飞轮储能单元充放电循环效率应不低于

85%。

636自放电率

..

飞轮储能单元与外部电网无能量交换由工作转速上限自由降速后所存储的动能减少量与工

,30s

作转速上限时存储的动能的比应不大于

2%。

637过载能力

..

6371额定功率放电持续时间大于的飞轮储能单元过载能力应满足下列要求

...15min:

6

GB/T44934—2024

从工作转速下限以额定充电功率持续运行时间不少于无异常告警或保护

a)110%10min,;

从工作转速上限以额定放电功率持续运行时间不少于无异常告警或保护

b)110%10min,。

6372额定功率放电持续时间不大于的飞轮储能单元过载能力应满足下列要求

...15min:

从工作转速下限以额定充电功率持续运行到工作转速上限无异常告警或保护

a)110%,;

从工作转速上限以额定放电功率持续运行到工作转速下限无异常告警或保护

b)110%,。

64安全性能

.

641机械安全

..

飞轮储能单元的机械安全应满足下列要求

。

飞轮转子在设计寿命周期内不发生因强度导致的失效破坏

a),。

采用合金钢锻件的飞轮转子锻件设计材料性能取样段化学成分符合的要求疲

b),GB/T3077,

劳寿命S-N特性满足设计寿命要求力学性能满足表工作转速超速设计要求其粗坯检验

,4;

的质量级别符合规定的级质量标准

GB/T64023。

表4工作转速超速对照表

单位为转每分

最高工作转速S超速

N

SS

N≤10000(1.1~1.15)N

SS

N>10000(1.05~1.1)N

飞轮本体安装在防护罩防护掩体或下沉式防护结构内

c)/。

642电气安全

..

6421绝缘电阻

...

飞轮储能单元的绝缘电阻应满足下列要求

:

发电电动机导电部分对机壳之间的绝缘电阻不小于

a)/10MΩ;

无电气连接的各电路之间的绝缘电阻不小于

b)10MΩ。

6422电气间隙和爬电距离

...

飞轮储能单元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

、、

符合的规定

GB/T7251.1—2023。

6423电磁兼容

...

飞轮储能单元的电磁兼容性应满足的规定

GB/T755。

65通信功能

.

651飞轮储能单元应具备与飞轮储能管理系统飞轮储能变流器等设备信息交互的功能

..、。

652飞轮储能单元与飞轮储能管理系统可采用控制器局域网以太网等通信

..(CAN)、RS-485、RS-232、

接口支持所有部分通信协议宜采用双网冗余通信

,CAN2.0B、Modbus、DL/T860(),。

653飞轮储能单元与飞轮储能变流器可采用以太网等通信接口支持

..CAN、RS-485、RS-232、,CAN

7

GB/T44934—2024

所有部分通信协议宜采用双网冗余通信

2.0B、Modbus、DL/T860(),。

66设计寿命

.

飞轮本体设计寿命应不低于年或以额定功率在工作转速区间内充放电循环万次

20100。

67关键部件和辅助装置

.

671机壳

..

6711强度

...

飞轮本体机壳的机械强度应满足下列要求

:

机壳承受不低于的压力不产生明显的塑性变形

a)10kPa,;

非下沉式防护结构的飞轮本体飞轮转子破损分离体不溢出机壳及飞轮储能单元附属其他防

b),

护结构

。

6712密封性

...

飞轮本体机壳的密封性应满足下列要求之一

:

保压方式下持续时间后压力变化不超过

a)10min,100Pa;

真空漏率不大于-53

b)1×10Pa·m/s。

672发电/电动机

..

6721工频耐压

...

在正常环境气压下发电电动机带电主回路按其工作电压应承受表规定的历时的工频耐

,/51min

受电压试验试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象

,。

表5工频耐受电压等级

单位为伏

额定绝缘电压U

i工频耐受电压

额定工作电压交流均方根或直流

U

i≤601000

U

60<i≤3002000

U

300<i≤6902500

U

690<i≤8003000

U

800<i≤15003500

6722温度监测

...

发电电动机温度监测应满足下列要求

/:

具备温度监测功能设置温度传感器监测电机定子温度

a),,;

直接参与结果计算的测温点采用双重或多重测点布置

b)。

8

GB/T44934—2024

673轴承

..

轴承应满足下列要求

:

实现飞轮转子稳定旋转并满足紧急停机过程中飞轮转子的支承要求

a),;

轴承设置温度传感器

b);

用油脂润滑的机械轴承温度不高于润滑油脂的滴点温升不高于

c),80K。

674真空装置

..

真空装置应满足下列要求

:

具备真空度数值检测功能

a);

出现真空度异常等故障输出报警信号

b),。

675冷却装置

..

冷却装置应满足下列要求

:

具备保持飞轮本体不超过温度和温升限值的能力

a);

出现温度异常等故障输出报警信号

b),。

7试验方法

71试验条件

.

711环境条件

..

除另有规定外试验应在温度相对湿度且无凝露大气压为

,5℃~40℃、≤95%、86kPa~106kPa

的环境中进行

。

712机械安全条件

..

飞轮储能单元试验系统应满足下列机械安全条件

:

试验的飞轮本体放在下沉式防护结构或在其周围增加设置防护罩防护掩体

a)/;

对于试验中采用防护罩防护掩体的情形防护罩防护掩体具备包容飞轮转子破裂后分离体

b)/,/

溢出的能力

。

72试验装置

.

试验设备仪器应满足下列要求

、:

电压电流传感器温湿度计声级计和数据采集装置等试验设备仪器的精度等级至少满足

a)/、、、

表的要求

6;

电压互感器符合的要求电流互感器符合的要求

b)GB/T20840.3,GB/T20840.2;

传感器响应时间不大于带宽不小于

c)50μs,10kHz;

数据采集装置的最高采样频率不小于带宽不小于

d)10kHz,10kHz;

试验设备仪器检验合格在检定合格或校准后使用

e)、,。

9

GB/T44934—2024

表6试验设备仪器精度要求

、

序号设备仪器