IEC TR 62933-2-2002021 电能存储（EES）系统.第2-200部分单元参数和试验方法.带光伏的电动汽车充电站中电能存储（EES）系统的案例研究标准立项发展报告

电能存储（EES）系统第2-200部分：单元参数和试验方法带光伏的电动汽车充电站中电能存储（EES）系统的案例研究——标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalEnergyStorage(EES)Systems–Part2-200:UnitParametersandTestingMethods–CaseStudyofElectricalEnergyStorage(EES)SystemsLocatedinEVChargingStationwithPV摘要随着全球能源转型加速推进和电动汽车产业迅猛发展，光伏发电与电动汽车充电站的集成应用已成为能源领域的重要发展方向。电能存储系统作为连接可再生能源发电与电动汽车充电负荷的关键枢纽，其技术参数的标准化和试验方法的规范化对于保障系统安全可靠运行具有重要意义。本报告针对国际电工委员会发布的IECTR62933-2-200:2021标准，系统分析了该标准的立项背景、技术内容、核心参数体系及试验方法框架。该标准作为IEC62933系列标准的组成部分，以带光伏的电动汽车充电站为典型案例，深入研究了电能存储系统的单元参数定义与试验验证方法，填补了EES系统在特定应用场景下技术规范方面的空白。报告还对该标准的参与制定单位及其技术贡献进行了介绍，并展望了电能存储系统标准化工作的未来发展方向。本报告旨在为相关领域的技术人员、标准化工作者及行业管理者提供全面的标准解读与参考。关键词：电能存储系统；光伏；电动汽车充电站；标准制定；试验方法；单元参数；IEC62933Keywords:ElectricalEnergyStorage(EES)Systems;Photovoltaic(PV);ElectricVehicle(EV)ChargingStation;Standardization;TestingMethods;UnitParameters;IEC62933一、引言1.1研究背景在全球应对气候变化、推动能源结构转型的大背景下，可再生能源的大规模开发利用已成为各国能源战略的核心内容。光伏发电作为最具发展潜力的可再生能源形式之一，其装机容量在全球范围内持续快速增长。与此同时，电动汽车产业呈现出爆发式发展态势，根据国际能源署（IEA）发布的数据，2023年全球电动汽车销量已突破1400万辆，占新车销售总量的18%左右。电动汽车的普及对充电基础设施的建设提出了更高要求，而光伏发电与电动汽车充电站的结合则成为实现交通领域碳中和目标的重要技术路径。然而，光伏发电具有显著的间歇性和波动性特点，其出力受天气条件和昼夜变化的影响较大，这给电动汽车充电站的稳定运行带来了严峻挑战。电能存储系统（ElectricalEnergyStorage,EES）通过灵活的充放电控制策略，能够有效平抑光伏出力波动，实现削峰填谷和需量管理，从而大幅提升充电站的经济性和可靠性。在此背景下，针对带光伏的电动汽车充电站中EES系统的技术要求进行标准化，成为国际电工委员会（IEC）关注的重要议题。1.2标准立项意义IECTR62933-2-200:2021标准的制定和发布，具有多方面的重要意义。首先，该标准为带光伏的电动汽车充电站中EES系统的单元参数定义和试验方法提供了统一的技术规范，填补了EES系统在特定应用场景下的标准空白。其次，该标准作为技术报告（TechnicalReport,TR），基于实际工程案例开展研究，为后续制定更加完善的国际标准奠定了坚实基础。再次，该标准的发布促进了不同制造商生产的EES系统在参数表述和性能测试方面的可比性，有利于促进市场良性竞争和技术进步。二、标准概述2.1标准基本信息IECTR62933-2-200:2021《电能存储（EES）系统第2-200部分：单元参数和试验方法带光伏的电动汽车充电站中电能存储（EES）系统的案例研究》由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）于2021年9月3日正式发布，标准语言为英语，当前状态为现行有效。该标准属于IEC62933系列标准体系，该体系专门针对电能存储系统制定相关标准，涵盖术语定义、单元参数、试验方法、安全要求、环境因素等多个方面。2.2标准定位与适用范围IECTR62933-2-200:2021作为IEC62933系列标准中第一个以案例研究（CaseStudy）形式发布的技术报告，其定位在于通过具体应用场景的深入分析，为EES系统的参数体系和试验方法提供实践验证和应用指导。该标准的技术范围涵盖以下几个方面：-系统配置：适用于带光伏发电设施的电动汽车充电站中配置的电能存储系统，包括交流耦合和直流耦合等不同拓扑结构；-参数范围：规定了EES系统的功率参数、能量参数、效率参数、寿命参数等单元参数的术语定义和确定方法；-试验方法：给出了在上述应用场景下对EES系统各项性能指标进行验证的试验条件、试验程序和评价标准；-案例对象：以典型的带光伏的电动汽车充电站为研究对象，包含不同规模的充电站配置、不同电池技术路线以及不同运行控制策略。该标准主要适用于EES系统的制造商、系统集成商、检测认证机构、充电站运营商以及相关科研机构。三、标准技术内容解析3.1EES系统单元参数体系IECTR62933-2-200:2021建立了一套完整的EES系统单元参数体系，这些参数是描述和评价EES系统性能的基础。根据该技术报告的规定，核心参数主要包括以下几个方面：（1）功率参数功率参数是描述EES系统充放电能力的基本参数。该标准重点规定了额定充电功率和额定放电功率的定义，二者分别指在规定的运行条件下，EES系统能够持续输入和输出的最大有功功率。在带光伏的电动汽车充电站应用场景中，功率参数的确定需综合考虑光伏出力特性、充电负荷特征以及电网接入容量限制等因素。此外，标准还涉及峰值功率、功率响应时间等动态性能参数的描述。（2）能量参数能量参数用于表征EES系统的储能容量，主要包括额定能量容量、可用能量容量和放电深度等指标。标准明确了这些参数在不同运行温度和不同充放电倍率条件下的修正方法。对于电动汽车充电站应用而言，EES系统的能量容量配置直接关系到光伏自消纳率、充电服务可靠性和需量电费管理等关键指标。标准同时指出，以C-rate方式定义充放电倍率对于不同技术路线的电池具有不同的适用性，需在参数声明中予以明确。（3）效率参数效率是衡量EES系统能量转换性能的核心经济性指标。该标准分别定义了充电效率、放电效率和往返效率（Round-tripEfficiency）等参数，并详细规定了效率测试的条件要求和计算方法。标准还特别关注了部分负荷工况下的效率特性，因为在实际充电站运行中，EES系统往往并非始终工作在额定工况，部分负荷下的效率特性对系统全年综合能效具有重要影响。此外，标准还计及了辅助系统（包括温控系统、管理系统等）的自耗电对整体效率的影响。（4）寿命与可靠性参数针对电动汽车充电站对EES系统长期运行稳定性的要求，该标准纳入了循环寿命、日历寿命、容量保持率等寿命参数，以及可用率、平均故障间隔时间（MTBF）等可靠性指标。标准指出，在带光伏的充电站应用中，由于光伏出力和充电负荷均具有较强的规律性和周期性特征，EES系统的循环模式和放电深度分布具有自身特点，寿命参数的测试和评估需结合该工况特征进行。3.2试验方法框架IECTR62933-2-200:2021的试验方法部分采用了分层次、分模块的技术框架，以确保试验活动的系统性、可操作性和可重复性。试验条件规定：标准首先明确规定了环境条件（温度、湿度、海拔等）、电气条件（电网电压波动范围、频率偏差等）、以及试验用仪器仪表的精度等级要求，以保障试验结果的可比性和准确性。功率与能量试验：在规定条件下对EES系统进行恒功率充放电试验，验证其实际功率输出能力和能量吞吐量是否与标称参数一致。试验方法包括额定功率持续时间试验、不同倍率下的容量标定试验等。效率测定试验：通过精确测量充放电过程中的能量输入和输出，计算各环节效率，并对辅助系统能耗进行单独计量和评估。标准给出了效率计算的具体公式和误差分析要求。寿命加速试验：考虑到电池寿命试验周期长、成本高的特点，标准推荐了基于加速老化模型的寿命评估方法，并给出了从加速试验结果推算实际工况寿命的折算方法。同时，标准也指出了加速试验与实际运行工况之间的相关性风险，建议结合实地运行数据开展验证。并网特性试验：针对EES系统与光伏及电网的交互运行，规定了并网电能质量试验、充放电切换试验、低电压/高电压穿越试验等项内容。3.3案例研究内容作为一份技术报告，该标准最具特色的部分在于其案例研究内容。标准中给出了一个典型的中等规模带光伏的电动汽车充电站案例：光伏装机容量约150kW，充电桩总功率约120kW，配置的EES系统容量为250kW/500kWh。该案例以实际运行数据为基础，从系统设计、参数选择、试验验证到运行效果评估的全流程进行了详细分析。该案例的呈现不仅对技术标准条文进行了具象化说明，也为行业用户提供了可参考的工程实践范例。四、参与制定的主要单位介绍IECTR62933-2-200:2021由IEC/TC120（电能存储系统技术委员会）负责制定。TC120成立于2012年，是IEC专门负责电能存储系统标准化的技术委员会。在标准制定过程中，来自多个国家的技术专家和企业代表共同参与了起草和评审工作。在众多参与单位中，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（FraunhoferISE）作为核心起草单位之一发挥了关键的引领作用。以下对该机构及其贡献进行详细介绍。4.1机构概况FraunhoferISE成立于1981年，总部位于德国弗赖堡，是欧洲最大的太阳能研究机构，也是弗劳恩霍夫应用研究促进协会下属的76个研究所之一。该研究所拥有超过1400名科研人员和技术人员，年度研究经费超过1亿欧元。FraunhoferISE的研究领域涵盖太阳电池材料与器件、光伏系统技术、太阳能热利用、氢能技术、储能系统以及能源系统集成等多个方向，在全球可再生能源研究领域享有极高的学术声誉和技术影响力。4.2在标准制定中的技术贡献FraunhoferISE在IECTR62933-2-200:2021的制定过程中主要做出了以下贡献：（1）牵头案例研究部分的技术框架设计FraunhoferISE利用其在德国多座“光伏+储能+电动汽车充电”示范项目（如开展于弗赖堡和柏林等城市的多个实证项目）中积累的大量实际运行数据，为案例研究章节提供了翔实的数据基础和技术分析支撑。该所提出的案例研究分析框架，包括系统配置描述方法、边界条件定义方法、数据采集与处理方法等，被标准整体采纳。（2）试验方法验证与优化FraunhoferISE的光伏储能系统实验室（PV-EESLaboratory）承担了多项标准草案中试验方法的验证试验工作。研究人员利用实验室内的电池测试平台和并网仿真环境，对效率测定方法、功率响应测试方法等关键技术内容进行了反复验证和优化。（3）技术协调与意见统筹作为标准起草工作组（WG2）的重要成员，FraunhoferISE的专家团队在标准草案的各阶段评审中发挥了积极的技术协调作用。其专家还牵头负责协调德国国家委员会（DKE）内部的技术意见，确保德国在EES系统测试与安全领域的先进经验和技术诉求能够有效反映到国际标准中。五、标准实施与应用前景5.1推动行业规范发展IECTR62933-2-200:2021的发布实施，对带光伏的电动汽车充电站及相关产业领域的发展具有重要的推动作用。在标准发布之前，不同EES系统制造商在参数标注、性能测试等方面采用的方法和标准各异，导致用户在选择和评估系统时缺乏统一的参考依据。该标准提供的统一参数体系和试验方法框架，为用户进行产品选型、方案比较和验收测试提供了权威的技术基准。5.2加速光储充一体化发展光储充一体化作为实现清洁能源高效利用的重要形式，近年来在全球范围内发展迅速。IECTR62933-2-200:2021通过系统化地解决EES系统在光储充场景下的技术规范问题，降低了系统集成和运维的技术门槛，增强了各方对光储充一体化项目的投资信心。可以预见，在未来几年中，该标准所确立的技术框架和评价方法，将在全球范围内的光储充一体化项目的规划审批、招投标和验收评估等环节得到广泛应用。5.3与国际标准体系的协同作为IEC62933系列标准体系的重要组成部分，IECTR62933-2-200:2021与系列中的其他标准（如IEC62933-1《术语》、IEC62933-2-1《单元参数及试验方法的一般要求》、IEC62933-4《环境要求》等）形成了相互配套、互为补充的有机整体。同时，该技术报告中基于案例研究形成的方法论和经验反馈，也为IEC62933系列其他部分（如针对不同应用场景的EES系统标准）的制定提供了有益的参考。六、结论与展望随着全球能源转型进程的持续深入，以光伏为代表的可再生能源发电、以电动汽车为代表的清洁交通方式以及以电化学储能为核心的电能存储技术，正在加速融合创新，形成“光伏+储能+充电”一体化发展的新格局。IECTR62933-2-200:2021正是在这一宏观背景下应运而生的一项重要国际标准。该标准以带光伏的电动汽车充电站为具体案例，深入研究了EES系统的单元参数体系和试验方法框架，为行业提供了一套兼