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-部分102：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摘要关键词：压缩空气储能（CAES）；分布式能源；并网技术；国际电工委员会；标准化；电力系统；储能技术一、引言在全球应对气候变化、推动能源绿色低碳转型的大背景下，大力发展可再生能源已成为国际社会的普遍共识。然而，风电、光伏等可再生能源发电具有显著的间歇性和波动性特征，大规模并网对电力系统的安全稳定运行带来了严峻挑战。储能技术作为提升电力系统灵活性与调节能力的关键手段，正在迎来前所未有的发展机遇。压缩空气储能作为一种大规模、长寿命、环境友好的物理储能技术，具有装机容量大、储能周期长、响应速度快、单位造价低等突出优势，被视为最具发展潜力的大规模储能技术之一。近年来，全球范围内CAES示范项目和商业化电站建设步伐明显加快，但其与电网之间的连接技术规范仍处于各自为政的状态。不同国家、不同运营商、不同设备制造商之间在并网接口、控制策略、保护配置等方面缺乏统一的技术语言和规范框架，不仅增加了项目开发的技术风险和交易成本，也制约了CAES技术的跨区域推广与国际合作。在此背景下，国际电工委员会（IEC）下属的IECTC8（电力系统管理技术委员会）启动了IECTR62786-102标准的制定工作。经过多轮国际研讨和技术论证，该标准最终于2025年7月22日正式发布，成为全球首个专门针对CAES并网技术的国际标准化文件。二、标准立项背景与必要性分析2.1全球储能产业发展趋势截至2024年底，全球储能市场累计装机规模已突破300GW（含抽水蓄能），其中新型储能（不含抽水蓄能）装机占比持续攀升。在各国碳达峰、碳中和目标驱动下，储能产业正从"辅助角色"向"刚性需求"转变。国际能源署（IEA）预测，到2030年全球储能装机容量需要达到现有水平的6倍以上，方能支撑可再生能源占比持续提升的电力系统发展需求。在众多储能技术路线中，压缩空气储能凭借其独特的优势受到越来越多的关注。与锂电池储能相比，CAES具有更长的使用寿命（30-40年）、更大的单机容量（可达数百兆瓦）和更低的度电成本；与抽水蓄能相比，CAES不受地理条件限制，选址灵活，建设周期更短。先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）技术的突破更使得系统效率从传统CAES的40%-50%提升至70%以上，大幅增强了技术的经济竞争力。2.2压缩空气储能技术发展现状压缩空气储能的基本原理是在电网负荷低谷期利用多余电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态并存储于储气空间（地下盐穴、废弃矿井、人工储气罐等）中，在电网负荷高峰期释放压缩空气驱动透平发电。当前，全球CAES技术发展呈现以下特点：技术路线多元化。传统补燃式CAES（如德国的Huntorf电站和美国的McIntosh电站）已商业化运行数十年；先进绝热CAES通过回热系统回收压缩热，实现了无补燃运行；等温压缩CAES、液态空气储能（LAES）、超临界CAES等前沿技术路线也在加速推进中。示范工程加速落地。中国、美国、德国、英国、澳大利亚等国均在积极推进CAES示范项目和商业化电站建设，单机规模从10MW级向300MW级快速跨越。中国在先进压缩空气储能领域已处于国际领先地位，多个百兆瓦级项目已建成投运。产业链日趋完善。CAES产业链涵盖压缩机、透平、储气容器、换热系统、控制系统等核心装备制造，以及储气库勘探、设计、建设、运营等工程服务环节，已初步形成较为完整的产业生态。2.3标准化需求分析尽管CAES技术发展迅速，但与之相关的标准体系建设明显滞后于产业发展需求。在并网技术层面，存在的突出问题包括：并网接口规范缺失。CAES系统与电网连接涉及升压变压器、开关设备、保护装置、计量装置、通信接口等多个技术环节。由于缺乏统一的接口规范，不同项目在并网设计时往往参照不同的标准体系（如常规发电厂并网标准或储能电站并网标准），导致设计方案差异较大，不利于工程经验的积累和推广。运行特性定义不清晰。CAES系统在充电（电动模式）和放电（发电模式）两种运行状态之间切换，具有双向功率流动的特殊性。其启动时间、爬坡速率、运行范围、辅助服务能力等运行特性参数的统一定义和测试方法有待规范。并网性能要求不统一。在电压调节、频率支撑、有功/无功控制、故障穿越、电能质量等方面，不同国家和电网运营商对CAES系统的并网性能要求不尽相同，增加了设备制造商的产品适应成本和项目开发的不确定性。安全与保护规范欠缺。CAES系统涉及高压气体、高速旋转机械和高压电气设备的综合集成，其并网安全保护策略与常规电厂和电化学储能电站均存在显著差异，需要专门的技术规范予以指导。上述问题的存在凸显了制定CAES并网国际标准的必要性与紧迫性。IECTR62786-102正是在这一背景下启动并完成的标准化成果。三、标准编制过程与主要工作3.1标准制定工作阶段IECTR62786-102的编制工作大致经历了以下几个阶段：提案论证阶段（2021-2022年）。由IECTC8下属工作组在充分调研全球CAES技术发展现状和标准化需求的基础上，正式提出制定CAES并网技术报告的提案，并获得委员会表决通过。提案阶段明确了标准的适用范围、核心内容框架和工作分工。草案起草阶段（2022-2023年）。成立专项编制工作组，由来自中国、德国、美国、法国、日本、韩国等国的专家共同参与起草工作。工作组先后召开了多次线下和线上技术研讨会，围绕并网技术要求、运行特性参数、测试验证方法等核心技术内容进行了深入研讨。征求意见阶段（2023-2024年）。草案完成后，面向IEC各国家委员会开展多轮征求意见。编制工作组对收集到的数百条反馈意见逐条进行了处理，并对标准草案进行了多轮修改完善。审查批准与发布阶段（2024-2025年）。经过IECTC8内部审查和相关程序审批，标准于2025年上半年获得最终批准，并于2025年7月22日正式出版发布。3.2标准核心内容概述IECTR62786-102作为IEC62786系列标准的组成部分，聚焦于CAES系统与电网连接这一特定技术主题。标准的主要内容包括：通用要求与技术架构。明确了CAES系统并网的基本技术架构，涵盖充电/放电功率变换单元、升压变电设施、并网开关设备、监测控制与保护系统等组成环节的通用技术要求。并网运行特性与技术指标。系统定义了CAES并网运行的关键技术参数，包括额定充电/放电功率、功率调节范围、响应时间、爬坡速率、往返效率、运行持续时间等特性的统一定义和评估方法。并网性能与支撑能力要求。规定了CAES系统在电压调节、无功功率支撑、频率响应、惯量支撑等方面的技术性能要求，明确了其在辅助服务应用场景下的技术条件。保护配置与安全要求。针对CAES系统的技术特点，提出了并网保护配置的基本原则和安全设计要求，包括过压/欠压保护、过频/欠频保护、短路故障保护、孤岛检测与防孤岛保护等。测试验证与评估方法。提出了CAES系统并网性能的测试验证方法和评估流程，为设备制造商和电网运营商的交接验收和定期检测提供技术依据。通信与信息交互要求。明确了CAES系统与电网调度机构之间的信息交互接口和通信协议要求，支撑CAES系统参与电网调度运行和电力市场交易。四、标准编制的主要参与单位与机构4.1核心技术归口组织IECTR62786-102由国际电工委员会电力系统管理技术委员会（IECTC8）归口管理。IECTC8负责电力系统结构、运行、管理和控制领域的国际标准化工作，其在分布式能源并网领域已制定了一系列具有广泛影响力的国际标准，包括IEC62786系列标准中关于分布式能源并网通用要求的部分。TC8下设多个工作组和项目团队，其中与本标准编制直接相关的是关于分布式能源并网技术的专项工作组，汇集了来自全球电力系统运行管理机构、电网公司、科研机构和设备制造企业的资深专家。4.2主要参与单位——中国电力科学研究院有限公司在IECTR62786-102的编制过程中，中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）作为核心参与单位发挥了重要作用。中国电力科学研究院有限公司是国家电网有限公司直属的科研机构，是中国电力行业多学科、综合性的科研机构，也是中国参与国际电工委员会标准化活动的骨干支撑单位。中国电科院在电力系统分析与规划、新能源发电与并网技术、储能技术应用、电力系统保护与控制等研究领域拥有雄厚的科研实力和国际影响力。在本标准的编制工作中，中国电科院承担了大量核心技术方案的提出和起草工作。依托在国内大规模压缩空气储能示范工程建设中积累的丰富技术经验和运行数据，中国电科院专家团队在标准编制中提出了多项具有重要参考价值的技术建议，涵盖CAES系统并网运行特性参数的定义、充放电模式切换过程中的功率控制策略、以及CAES参与电网调频调压等辅助服务的技术条件和评估方法等核心内容。中国电科院团队凭借扎实的技术功底和丰富的工程实践，提出的多项技术方案获得了国际同行的广泛认可并纳入标准文本。此外，中国电科院还承担了标准草案的中英文对照审核和技术协调工作，为标准的顺利发布作出了重要贡献。除中国电科院外，标准编制还吸引了德国弗朗霍夫应用研究促进协会、美国电力研究院（EPRI）、法国电力公司（EDF）、日本东京电力公司等国际知名机构和企业的深度参与，形成了广泛的国际技术合作格局。五、标准实施价值与产业影响分析5.1规范市场秩序，降低交易成本IECTR62786-102的发布为全球CAES设备制造商、项目开发商和电网运营商提供了统一的并网技术语言和规范框架。在标准发布前，CAES项目并网设计通常需要参照多个不同领域的标准文件，并通过与电网运营商进行大量的技术谈判来确定具体技术要求，项目周期和技术不确定性显著增加。标准发布后，各方可在统一的技术框架下开展设计和对接工作，有效降低项目开发的交易成本和技术风险。5.2促进技术创新与产业升级标准的发布为CAES技术发展明确了技术方向和要求，有助于引导企业集中资源开展关键技术攻关和产品优化迭代。特别是对于处于技术前沿的先进绝热压缩空气储能、等温压缩空气储能等新型技术路线，统一的并网性能要求和测试评估方法将为其从实验室走向工程应用提供清晰的技术指南，有利于加快产业化进程。5.3支撑高比例可再生能源电力系统建设CAES作为大规模长时储能技术的典型代表，在高比例可再生能源电力系统中承担着削峰填谷、促进新能源消纳、提供系统惯量支撑和频率调节等关键功能。IECTR62786-102的发布有助于在全球范围内建立CAES并网技术的统一规范，降低大容量CAES项目在电力系统中规划、设计、调度和运行各环节的衔接难度，加速该技术在电力系统中的推广应用，从而为高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行提供更可靠的技术支撑。5.4推动国际标准互认与市场准入IEC国际标准是各国制定国家标准和技术法规的重要参考基础。IECTR62786-102的发布为各国开展CAES并网相关国家标准和行业标准的制定提供了"国际基准"。对于设备制造商而言，满足IEC标准要求将有助于降低产品进入不同国家市场的合规成本，提升产品的国际竞争力。对于电网运营商和监管机构而言，依据统一的国际标准开展技术审查和并网验收，可有效提升工作效率和监管透明度。六、结论与展望IECTR62786-102:2025《分布式能源与电网的连接-部分102：CAES与电网的连接》的正式发布，标志着压缩空气储能并网技术领域国际标准化工作取得了里程碑式进展。该标准凝聚了全球多个国家在CAES技术研发、工程建设和运行管理方面的集体智慧和实践经验，系统回应了CAES并网领域的迫切标准化需求，填补了该领域国际标准体系的重要空白。从技术层面看，该标准的发布为CAES系统并网设计、运行管理和测试验收提供了统一的技术规范，有助于提升CAES项目的工程质量和运行可靠性。从产业层面看，标准将有效降低技术交流和项目合作的门槛，加速CAES技术的商业化推广和全球化布局。从更宏大的视角看，标准的实施将为全球能源转型进程注入新的动力，为构建更加清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供坚实的技术支撑。展望未来，随着CAES技术的持续发展和应用场景的不断拓展，相关标准化工作也需要不断深化和完善。可以预见，在IECTR62786-102的基础上，后续还将逐步制定涵盖CAES规划选址、设计建设、运行维护、退役回收等全生命周期的系列标准，以及与电力市场衔接、与多种能源形式耦合的相关标准。同时，随着数字技术在电力系统中的深度应用，数字化、智能化相关的标准化需求也将日益凸显。国际标准化工作将继续在技术发展与产业实践之间发挥关键的桥梁纽带作用，为压缩空气储能这一重要储能技术的有序发展保驾护航。参考文献[1]IECTR62786-102:2025,Distributedenergyresourcesconnectionwiththegrid-Part102:CAESconnectiontothegrid[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommiss