IEC TR 62786-1022025 分布式能源与电网的连接-部分102CAES与电网的连接标准立项发展报告

分布式能源与电网的连接第102部分：压缩空气储能（CAES）与电网的连接标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DistributedEnergyResourcesConnectionwiththeGrid-Part102:CAESConnectiontotheGrid摘要随着全球能源转型进程加速推进，以压缩空气储能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）为代表的大规模储能技术在电力系统中的战略地位日益凸显。CAES技术凭借其容量大、寿命长、响应速度快等独特优势，成为平抑可再生能源波动、提升电网灵活性与安全稳定性的关键技术路径。然而，CAES系统与电网的互联互通缺乏统一的国际技术规范，制约了其在全球范围内的规模化推广与应用。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年7月22日正式发布《分布式能源与电网的连接第102部分：CAES与电网的连接》（IECTR62786-102:2025）技术报告。该标准作为IEC62786系列标准的重要组成部分，系统规定了CAES系统接入电网的技术要求、接口规范、运行控制与安全保护准则，填补了国际标准体系中CAES并网技术规范的空白，对促进全球CAES产业健康发展、支撑高比例可再生能源电力系统建设具有重要的指导价值。本报告对该标准的编制背景、技术内容、应用价值及发展趋势进行系统阐述。关键词：分布式能源；压缩空气储能；并网技术；国际电工委员会；技术标准；电网互联；储能系统Keywords:DistributedEnergyResources;CompressedAirEnergyStorage(CAES);GridConnectionTechnology;InternationalElectrotechnicalCommission(IEC);TechnicalStandard;GridInterconnection;EnergyStorageSystem一、引言1.1研究背景与意义全球气候变化问题日益严峻，能源结构深度转型已成为世界各国共识。根据国际能源署（IEA）发布的《世界能源展望2024》报告，到2050年，全球可再生能源发电量占比预计将超过70%。然而，风电、光伏等可再生能源固有的间歇性与波动性特征，对电力系统的安全稳定运行构成了严峻挑战。大规模储能技术作为解决这一瓶颈的核心手段，其战略地位受到全球范围内的高度关注。压缩空气储能技术是一种利用电力将空气压缩至高压状态储存于储气容器中，在用电高峰时段释放压缩空气驱动透平发电的大规模物理储能技术。与传统电池储能相比，CAES系统具有单机容量大（可达数百兆瓦）、使用寿命长（通常超过30年）、响应速度快（分钟级）、环境友好等突出优势，特别适用于大规模、长时储能应用场景。据中国能源研究会储能专委会统计，截至2025年上半年，全球已投运及在建的CAES项目总装机容量已突破5GW，呈现快速增长态势。然而，CAES系统的并网运行涉及与电网的功率交换、电压调节、频率支撑、故障穿越等技术问题，与常规发电机组和电池储能系统的并网特性存在显著差异。此前，国际范围内缺乏专门针对CAES并网的技术标准，相关工程实践多参照常规发电机组或通用储能系统标准执行，难以充分反映CAES的技术特点，制约了产业健康有序发展。因此，制定专项CAES并网国际标准具有迫切的现实需求。1.2标准编制背景IEC62786系列标准是国际电工委员会（IEC）下设的第八技术委员会（TC8，系统供电特性委员会）归口管理的分布式能源并网系列标准。该系列标准旨在为分布式能源资源（DER）与电网的互联提供统一的技术准则和实施指南。截至目前，IEC62786系列已覆盖光伏发电、风力发电、储能系统等多种分布式能源类型的并网技术要求。IECTR62786-102:2025系该系列标准的第二个部分，由TC8下设的WG3工作组负责制定。该工作组汇聚了来自中国、德国、美国、法国、日本等主要工业国家的储能与电力系统领域专家，经过多轮深入研讨和技术论证，最终形成并发布本技术报告。二、标准主要内容2.1标准适用范围IECTR62786-102:2025适用于通过电力电子变流器或同步电机接口接入中压或高压配电网及输电网的CAES系统，覆盖新建CAES电站的规划设计与并网实施，以及既有CAES系统的改造升级与并网适应性评估。该标准适用于各种技术路线的CAES系统，包括传统补燃式CAES、先进绝热式CAES（AA-CAES）、等温CAES以及液化空气储能（LAES）等新型压缩空气储能技术形态，不仅涵盖地面盐穴储气、人工硐室储气等大规模地下储气方式，亦适用于地上压力容器储气等中小规模应用场景。值得注意的是，该标准将户用及小型商用分布式CAES系统（通常指装机容量小于1MW的系统）纳入参照适用范围，虽不强制全面执行，但相关技术原则可作为参考依据，体现了标准对不同应用场景的灵活适配性。2.2规范性引用文件该标准在编制过程中充分参考和引用了IEC体系内多项基础性标准及部分关键外部标准，构建了完整的规范性引用体系。主要包括：IEC62786-1《分布式能源与电网的连接第1部分：通用要求》（该标准规定了分布式能源并网的一般性原则和通用技术要求，本部分在其基础上针对CAES技术的特殊性进行细化和补充）；IEC62933系列《电力储能系统（EES）——第1部分：术语定义、第2部分：单元参数及测试方法、第4部分：环境要求》（该系列标准为储能系统的通用技术规范，为本标准提供了术语定义、性能参数和测试方法的基准参考）；IEC61936-1《装机容量超过1kV的电力装置第1部分：通用要求》（为CAES电站的电气装置设计提供了安全与技术基础依据）；IEC61850系列《变电站通信网络和系统》（为CAES系统的信息交互与通信协议提供了参考标准）；以及IEEE1547《分布式资源与电力系统互联的IEEE标准》（作为重要的区域性参考标准，为并网技术要求提供了参照）。这些引用文件共同构成了CAES并网技术标准的规范化基础，体现了标准的体系性和国际协调性。2.3关键技术要求2.3.1并网接口与拓扑结构标准系统梳理了CAES系统并网的典型电气拓扑方案，包括：（1）同步发电机直接并网方式，适用于采用同步电机的传统大型CAES电站；（2）电力电子变流器接口方式，适用于采用变频驱动与变流控制的现代CAES系统；（3）混合接口方式，兼顾两种接口的技术优势，适应不同工况需求。标准对各拓扑方案的技术特点、适用条件及选型原则进行了分析，并给出了推荐的接口配置方案。2.3.2电能质量与功率控制针对CAES运行过程中可能产生的电能质量影响，标准对以下关键技术指标提出了明确要求：-有功功率控制：CAES系统应具备有功功率连续可调功能，调节速率应满足电网调度需求。标准建议充放电功率调节响应时间不大于100ms，功率控制精度不低于额定功率的±2%。-无功功率与电压调节：CAES系统应在规定的功率因数范围内（通常为超前0.95至滞后0.95可调）具备无功功率调节能力，参与电网电压调节。对于通过电力电子变流器并网的CAES系统，应具备动态无功支撑能力，响应时间不大于30ms。-谐波与闪变：CAES系统在正常运行时注入电网的谐波电流和电压闪变值应满足IEC61000系列标准中关于中高压电网的电能质量限值要求。2.3.3故障穿越能力标准对CAES系统在电网故障工况下的运行行为提出了明确要求：-低电压穿越（LVRT）：当电网电压跌至规定曲线以下时，CAES系统应保持并网运行，并向电网提供无功支撑。标准明确了不同电压跌落深度和持续时间下CAES系统的运行要求，以及故障切除后有功功率快速恢复的技术指标。-高电压穿越（HVRT）：随着特高压交直流混联电网的发展，暂态过电压问题日益突出。标准对CAES系统在高电压工况下的耐受能力提出了相应要求，确保其不会因电网暂态过电压而意外脱网。2.3.4保护与安全标准要求CAES系统应配置完善的继电保护方案，包括但不限于过流保护、过/欠电压保护、过/欠频率保护、失步保护、逆功率保护、绝缘监测等。同时，标准对CAES系统与电网之间的接口保护配置、保护定值整定原则及保护动作时间配合提出了明确的技术要求。特别针对CAES系统的特殊风险，标准增加了以下安全要求：（1）储气系统压力异常监测与联锁保护要求；（2）压缩机和透平系统的超速保护与紧急停机逻辑要求；（3）导热介质（如导热油、熔盐等）系统泄漏检测与安全隔离要求；（4）电站消防系统与安全疏散通道设置要求。2.3.5通信与信息交互标准规定了CAES系统与电网调度机构之间的通信接口要求、信息交互内容及数据传输协议。CAES系统应具备与电网调度系统实时双向通信的能力，能够接收调度指令并上传运行状态、有功/无功出力、储气量、可调容量等信息。通信协议应遵循IEC61850标准体系，确保与电网自动化系统的互联互通。同时，标准要求CAES系统应具备遥测、遥信、遥控、遥调（四遥）功能，以及远程在线监测与故障诊断能力，明确界定了并网运行时数据采集与监控系统（SCADA）的配置要求、采样精度和数据刷新频率，为电网调度机构实时掌握CAES电站运行状态、实施精准调度提供技术保障。三、标准创新点与技术特点3.1首次建立CAES专项并网技术规范IECTR62786-102:2025是国际范围内首部专门针对压缩空气储能系统并网的技术标准，填补了该领域国际标准的空白。标准充分考虑了CAES技术区别于常规发电和电池储能的特殊性，在功率调节特性、启停时间常数、热力系统耦合、储气压力变化等因素对并网性能的影响等方面给出了全面而系统的技术规定。3.2技术中立性与前瞻性标准编制过程中遵循技术中立原则，不偏向任何一种特定的CAES技术路线，而是从功能性能和接口需求出发制定通用技术要求。同时，标准充分考虑CAES技术进步的趋势，对先进绝热CAES、等温CAES、液化空气储能等前沿技术给予了前瞻性的规范适配，为未来技术发展预留了充分的接口空间。3.3系统化的并网评估框架标准提出了涵盖规划、设计、建设、调试、运行、维护全生命周期的并网技术评估框架，明确了各阶段的技术审查要点和验收标准，为CAES项目的工程实施提供了完整的规范化技术指引。这一框架具有重要的实践指导意义，有助于提升CAES项目的工程质量和并网安全性。四、应用价值与影响分析4.1对产业发展的促进作用IECTR62786-102:2025的发布实施，为全球CAES设备制造商、系统集成商、电站运营商和电网企业提供了统一的技术准则和规范依据。制造商可依据标准要求进行产品设计优化和型式试验，避免因技术指标不明确导致的重复研发和改造成本；电网企业可依据标准规范开展并网审查和运行管理，提高审批效率和运维水平。标准发布将有效降低CAES产业链各环节的沟通成本和技术壁垒，加速CAES技术的商业化进程。4.2对电网安全运行的保障价值随着CAES装机容量的快速增长，其对电网安全稳定运行的影响日益显著。本标准的实施将确保CAES系统在并网运行过程中具备良好的电磁兼容特性、稳定的功率输出特性和可靠的故障响应能力，从源头上降低大规模CAES接入对电网安全运行的潜在风险，为新型电力系统建设提供坚实的技术保障。4.3对国际标准体系的完善本标准是IEC62786系列标准的重要扩充，与已发布的IEC62786-1共同构成分布式能源并网标准的完整框架。该标准的发布提升了IEC在储能并网领域的标准引领能力，为后续制定其他类型储能系统（如液流电池、飞轮储能、氢储能等）的并网标准提供了范式参考和经验借鉴。五、主要参编单位介绍——中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）是IECTR62786-102:2025编制工作的核心参编单位之一，在标准制定过程中发挥了重要的技术引领和协调推动作用，是储能并网技术领域的代表性参编机构。5.1单位概况与研究基础中国电科院成立于1951年，是中国电力行业多学科、综合性科研机构，是国家电网有限公司直属科研单位。长期以来，中国电科院承担着电力系统规划、运行与控制、新能源与储能并网技术等领域的重大科研任务，建有全国重点实验室和多个国家级检测中心。在压缩空气储能领域，中国电科院自"十二五"期间即开展CAES关键技术研究，在CAES系统建模、并网控制策略、涉网性能检测、安全评估方法等方面积累了深厚的科研基础。研究团队主导或参与了国内多个百兆瓦级先进压缩空气储能示范工程的并网技术论证与测试评估工作。5.2参编贡献与主要工作在IECTR62786-102:2025的编制过程中，中国电科院专家团队具体承担了以下核心工作：技术方案研究：系统开展了CAES并网关键技术指标的实证研究和仿真分析工作，提出了故障穿越能力与电能质量要求等方面的技术建议，为标准关键条款的确定提供了坚实的理论依据和数据支撑。标准文本撰写：负责起草标准中有关功率控制、电压调节、安全保护等核心章节的内容，在技术严谨性和可操作性平衡方面发挥了关键作用。团队撰写的多项技术提案经工作组讨论后被正式采纳。国际协调沟通：中国电科院专家长期担任IECTC8WG3工作组成员，在标准各阶段（CD、DIS、FDIS等）的投票意见处理和国际协调工作中发挥了建设性作用，有效推动了各成员国之间技术观点的协调统一。此外，中国电科院还积极主导或参与制定了GB/T36548《电化学储能系统接入电网测试规范》、GB/T36547《电化学储能系统接入电网技术规定》等多项我国储能并网国家标准，构建了从国际标准到国家标准的有效衔接机制，为促进中国储能技术的国际化发展作出了积极贡献。六、标准实施建议与未来展望6.1标准实施建议为促进IECTR62786-102:2025的有效实施和推广，提出以下建议：积极推动标准转化：建议各国标准化机构结合本国电网特点和技术基础条件，积极推动该技术报告向国家标准或行业标准的转化应用。特别是对于CAES产业发展较快的国家，可结合IECTR62786-102:2025的技术框架，制定细化的地方性技术规范和实施细则，增强标准的可操作性。完善检测认证体系：建议依托国家质检中心和行业检测机构，加快建设CAES系统并网性能检测平台，建立健全型式试验和并网验收体系。培养专业检测技术人员，确保标准各项技术要求能够在工程实践中得到有效落实和检验。加强国际交流与合作：建议相关企业和科研机构持续深度参与IEC等国际标准化组织的后续标准化工作，跟踪标准修订动态，结合工程实践反馈技术优化建议，不断提升标准的技术水平，促进全球范围内CAES技术的健康发展。6.2未来发展趋势展望未来，CAES并网标准体系将继续完善和深化发展。在技术维度方面，随着先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）、液态空气储能（LAES）、超临界压缩空气储能等新型CAES技术的成熟应用，相关并网技术标准将向更高参数、更优性能的方向演进。在体系维度方面，CAES参与电力市场调节、辅助服务交易等方面的标准需求将逐步涌现，标准体系的内涵将从技术并网规范向市场化运营规范延伸拓展。在协同维度方面，随着综合能源系统概念的深入实践，CAES与可再生能源发电、氢能生产等多元能源系统耦合运行的技术标准需求也将不断增长，与国际氢能标准体系的协同将成为重要发展方向。七、结论IECTR62786-102:2025《分布式能源与电网的连接第102部分：CAES与电网的连接》的正式发布，是国际储能标准化进程中的一个重要里程碑。该标准系统构建了压缩空气储能系统并网运行的技术规范框架，在并网接口、电能质量、故障穿越、保护安全、通信交互等关键环节提出了全面而科学的技术要求，首次在国际层面建立了CAES专项并网技术准则。标准的发布实施填补了大规模压缩空气储能并网国际标准领域的空白，为全球CAES产业健康有序发展提供了权威的技术指导。同时，该标准也为新型电力系统建设背景下高比例可再生能源消纳、电力系统灵活调节能力提升提供了重要的标准化技术支撑。参考文献[1]IECTR62786-102:2025,Distributedenergyresourcesconnectionwiththegrid-Part102:CAESconnectiontothegrid[S