IEC TS 62933-3-22023 电能存储（EES）系统.第3-2部分电能存储系统的规划和性能评估.电力密集型和可再生能源集成相关应用的附加要求标准立项发展报告

电能存储（EES）系统第3-2部分：电能存储系统的规划和性能评估电力密集型和可再生能源集成相关应用的附加要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalEnergyStorage(EES)Systems–Part3-2:PlanningandPerformanceAssessmentofElectricalEnergyStorageSystems–AdditionalRequirementsforPowerIntensiveandRenewableEnergySourcesIntegrationRelatedApplications摘要随着全球能源结构加速向低碳化、清洁化转型，以风电、光伏为代表的可再生能源装机容量持续攀升，电力系统对灵活性调节资源的需求日益迫切。电能存储（ElectricalEnergyStorage,EES）技术作为提升可再生能源消纳能力、保障电网安全稳定运行的关键支撑技术，近年来在全球范围内获得了迅速发展。然而，EES系统的规划与性能评估缺乏统一、细化的技术规范，尤其是针对电力密集型应用及可再生能源集成场景的专项要求尚属空白，制约了EES系统效能的有效发挥和行业的规范化发展。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2023年1月正式发布IECTS62933-3-2:2023《电能存储（EES）系统第3-2部分：电能存储系统的规划和性能评估电力密集型和可再生能源集成相关应用的附加要求》。本标准作为IEC62933系列标准的重要组成部分，针对电力密集型应用（如调频、调峰、备用电源等）和可再生能源集成应用（如平滑出力波动、跟踪计划出力、抑制功率振荡等）场景，规定了EES系统在规划设计阶段和性能评估阶段应满足的附加技术要求。本报告对该标准的立项背景、编制历程、主要内容及其在IEC62933系列标准框架中的定位进行了系统梳理，并对主要起草单位及其技术贡献进行了介绍，以期为国内外从事EES系统规划、设计、建设、运营及标准化工作的技术人员和管理人员提供参考和指导。关键词：电能存储系统；规划与性能评估；电力密集型应用；可再生能源集成；IECTS62933-3-2；标准化Keywords：ElectricalEnergyStorageSystems;PlanningandPerformanceAssessment;PowerIntensiveApplications;RenewableEnergyIntegration;IECTS62933-3-2;Standardization1引言1.1立项背景全球气候变化问题日益严峻，推动能源结构向清洁低碳方向转型已成为国际社会的普遍共识。根据国际可再生能源机构（IRENA）的统计数据，截至2023年底，全球可再生能源发电装机容量已超过3,800GW，其中风电和光伏发电占据主导地位。然而，风电和光伏发电具有显著的随机性、波动性和间歇性特点，大规模并网对电力系统的安全稳定运行带来了严峻挑战。电能存储技术能够实现电能在时间维度上的平移和空间维度上的转移，有效平抑可再生能源出力波动、提升电网调节能力、增强供电可靠性，因而被视为构建新型电力系统的关键支撑技术。近年来，电化学储能、抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等多种EES技术路线均取得了快速发展。以电化学储能为代表的新型储能装机规模持续攀升。根据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会的统计，2023年中国新增投运新型储能项目装机规模达到21.5GW/46.6GWh，同比增长超过150%。在全球范围内，储能产业同样呈现出爆发式增长态势。然而，EES产业的快速发展也带来了一系列技术标准化需求。EES系统的规划涉及容量配置、功率等级确定、并网方案设计等多个环节，其性能评估涵盖能量转换效率、响应时间、循环寿命、可靠性等多项指标。不同应用场景对EES系统的技术要求差异显著——电力密集型应用（如一次调频）要求系统具备毫秒级响应能力和高功率输出能力，而能量密集型应用（如削峰填谷）则更关注系统的能量容量和循环效率。现行的通用性标准难以充分覆盖各类应用场景的差异化需求，亟需针对特定应用场景制定细化的技术规范。1.2IEC62933系列标准框架IEC技术委员会TC120（电能存储系统技术委员会）负责制定EES系统领域的国际标准。IEC62933系列标准是TC120发布的核心标准族，旨在从系统层面规范EES的术语定义、安全要求、规划评估、环境适应性等方面。该系列标准构成了一个层次分明、逻辑清晰的标准体系：-IEC62933-1：术语定义与通用要求，规定了EES系统的基本术语、分类方法及通用性技术要求；-IEC62933-2：系统安全要求，涵盖EES系统在正常运行和异常工况下的安全设计与防护措施；-IEC62933-3系列：规划与性能评估，针对不同应用场景和功能定位规定了EES系统的规划方法和性能评估指标体系；-IEC62933-4系列：环境要求，涉及EES系统的环境影响评价、回收利用和全生命周期环境管理；-IEC62933-5系列：并网应用要求，规定了EES系统接入电网的技术条件和测试方法。IECTS62933-3-2:2023作为IEC62933-3系列的第二部分，在IEC62933-3-1（通用规划与性能评估要求）的基础上，针对电力密集型和可再生能源集成两类特定应用场景提出了附加技术要求。该标准与系列中的其他部分共同构成了一套完整的技术规范体系。2标准编制历程与工作程序2.1标准提案与立项IECTS62933-3-2的标准制定工作可追溯至2019年。随着全球范围内电化学储能项目的规模化应用，TC120技术委员会在推进IEC62933-3-1（通用规划和性能评估要求）编制工作的过程中，各成员国专家普遍认识到，电力密集型应用（如电网频率调节）和可再生能源集成应用（如风电/光伏电站配置储能）在规划理念、技术指标要求和评估方法上存在显著的场景特异性，通用性标准难以充分覆盖这些差异化需求。在此背景下，TC120第3工作组（WG3，负责规划与性能评估相关标准编制）根据前期技术调研和需求分析，于2019年正式提出制定针对电力密集型和可再生能源集成应用场景的专项技术规范的建议。经过委员会内部多轮讨论和论证，该提案于2020年获得批准，正式立项为技术规范（TechnicalSpecification,TS）类型文件，编号为IECTS62933-3-2。选择以技术规范（TS）而非国际标准（IS）形式发布，主要基于以下考量：首先，EES技术仍处于快速发展阶段，技术创新活跃，技术规范可为此类快速演进的技术领域提供更为灵活的标准化工具，便于后续根据技术发展和市场需求及时修订更新；其次，电力密集型和可再生能源集成相关应用领域的工程实践数据仍在持续积累中，部分技术指标的合理性有待进一步验证，TS形式可为其提供试行和验证的过渡期；最后，TS的制定和发布周期相对较短，能够更加及时地响应产业界的迫切需求。2.2编制过程标准编制工作由TC120/WG3工作组具体负责推进，工作组召集人来自德国标准化机构（DIN）推荐的专家。编制过程严格遵循IEC导则规定的程序：-WD阶段（工作草案）：WG3组织成员国专家编写工作草案，明确了标准的适用范围、结构框架和关键技术内容，经多次工作组会议讨论修改后形成委员会草案（CD）；-CD阶段（委员会草案）：分发至各成员国国家委员会征求意见，共收到来自德国、中国、美国、日本、韩国、法国等主要成员国的意见反馈，涵盖术语定义、技术指标、评估方法等多个方面。WG3对意见进行了逐条处理，形成委员会草案投票稿（CDV）；-CDV阶段（委员会草案投票稿）：分发至各成员国进行正式投票表决。投票过程中，部分成员国对标准中关于响应时间测试方法和可再生能源集成应用的技术指标提出了进一步修改建议。编制组根据投票意见完成了最终草案修改；-FDIS阶段（最终国际标准草案）：最终草案提交各成员国进行最终投票，获得通过；-正式发布：2023年1月6日，IEC正式发布IECTS62933-3-2:2023。2.3与相关标准的关系IECTS62933-3-2:2023在制定过程中充分参考和协调了以下相关标准的关系：-与IEC62933-3-1的关系：本标准是IEC62933-3-1的补充和细化，在通用要求的基础上增加了针对特定应用场景的附加要求，两部分形成"通用+专项"的层次结构。-与IEC62933-2（安全要求）的关系：本标准的规划与评估内容以EES系统满足IEC62933-2规定的安全要求为前提，安全是规划和评估的基础约束条件。-与IEC62933-5系列（并网应用要求）的关系：本标准侧重于规划设计阶段的方法指导和性能评估的指标体系构建，而并网应用要求部分侧重实际并网运行时的技术条件和测试方法，二者互为补充。-与其他标准化组织的关系：标准编制过程中参考了IEEE2030.2（储能系统并网应用指南）、IEEE1547（分布式资源并网互联）等相关国际标准，以及部分成员国的国家标准和行业规范。3标准主要内容解析IECTS62933-3-2:2023正文部分共分为9个条款和2个附录，以下对各主要章节的内容及其技术内涵进行解析。3.1范围（第1章）标准明确了其适用范围：适用于连接到电力系统的电能存储系统，涵盖基于电力电子变换器并网的各类EES技术路线，包括但不限于电化学储能（锂离子电池、铅酸电池、液流电池等）、飞轮储能、超级电容器储能等。在应用场景方面，标准明确覆盖两类应用：一是电力密集型应用，即要求EES系统在短时间内（秒级至分钟级）提供高功率输出的应用场景；二是可再生能源集成应用，即EES系统与可再生能源发电单元（风电场、光伏电站等）联合运行的相关应用场景。标准不适用于电动汽车用动力电池系统及用户侧便携式储能设备。3.2规范性引用文件（第2章）标准引用了多项IEC和ISO标准作为规范性引用文件，主要包括：IEC62933-1（术语定义）、IEC62933-2（安全要求）、IEC62933-3-1（规划与性能评估通用要求）、IEC62933-5-2（并网安全要求）等系列内部标准，同时引用了IEC61000系列电磁兼容标准部分条款。这些引用确保了本标准与相关基础性标准之间的协调一致性。3.3术语与定义（第3章）除引用IEC62933-1中已定义的术语外，本章针对电力密集型和可再生能源集成应用场景的特殊性，新增定义了若干专项术语，主要包括：-电力密集型应用：指EES系统以在短时间内（典型为1秒至15分钟）提供额定功率输出为主要功能定位的应用场景；-可再生能源集成应用：指EES系统与一个或多个可再生能源发电单元联合布署，以改善联合输出特性为主要目标的应用场景；-额定功率持续时间：EES系统以额定功率持续输出的最长时间，是区分电力密集型与能量密集型应用的核心指标；-可用容量保持率：EES系统经一定运行周期后，实际可用容量与初始标称容量之比，反映系统的衰减特性；-可再生能源平滑度：可再生能源发电单元与EES系统联合输出功率的波动程度评价指标；-目标跟踪偏差：可再生能源联合系统实际输出与调度计划值之间的偏差量。3.4电力密集型应用的附加规划要求（第6章）本章是标准的核心技术内容之一，针对电力密集型应用场景规定了EES系统规划设计的附加要求。在系统容量配置方面，标准明确了容量配置应以应用场景的具体功能需求为核心依据。对于电网频率调节应用，标准要求EES系统的功率容量应满足电网调度机构规定的调频容量需求，同时考虑调频死区、调频响应时间等因素；对于备用电源应用，标准明确了备用持续时间应根据负荷等级和电源恢复时间综合确定，同时应计及EES系统自放电率对可用容量的影响。标准还提供了容量配置的推荐计算流程和验证方法。在响应时间与功率特性方面，标准针对不同电力密集型应用规定了差异化的要求。例如，对于一次调频应用，标准建议EES系统从接收到指令信号到输出功率达到目标值的90%的时间应不超过数百毫秒级别；对于二次调频应用，响应时间要求可适当放宽。同时，标准对EES系统的功率爬坡率、短时过载能力等功率特性参数提出了明确要求，并规定了相应的测试条件。在充放电策略方面，标准要求EES系统的规划设计应考虑应用场景的典型充放电循环特征，包括循环深度（DOD）、循环频次、充放电倍率等参数，并据此评估系统在不同运行策略下的预期寿命和衰减特性。针对电力密集型应用频繁、深度充放电的特点，标准建议优先选用循环寿命长、倍率性能优异的储能技术路线。3.5可再生能源集成应用的附加规划要求（第7章）本章针对可再生能源集成应用场景规定了EES系统的规划附加要求。与电力密集型应用不同，可再生能源集成应用更加注重EES系统与可再生能源发电单元的协同优化。在容量配置方面，标准明确了以"改善并网电能质量、提升可再生能源消纳能力、实现计划出力跟踪"等具体目标为导向的配置方法。标准提出了基于可再生能源出力历史数据和预测数据的容量配置推荐流程，包括：可再生能源出力特性分析、目标函数和约束条件设定、多方案技术经济比较等步骤。标准强调了EES系统与可再生能源发电单元的容量配比应综合考虑当地资源条件、电网消纳能力、政策环境等因素，避免简单套用固定配比。在出力平滑方面，标准提出了可再生能源联合系统输出功率波动率的评价指标和限值建议。例如，对于光伏电站配置储能系统，标准推荐以分钟级时间尺度上的输出功率变化率作为主要评价指标，并给出了与光伏装机容量相关的波动率参考限值。标准同时规定了出力平滑效果的评价方法和测试条件。在计划出力跟踪方面，标准规定了联合系统实际输出功率与日前/日内调度计划之间的允许偏差范围，并提出了偏差计算和评估的标准化方法。该要求对于提升可再生能源的可调度性、降低系统备用需求具有重要意义。3.6性能评估方法（第8章）本章系统规定了EES系统在投入运行后的性能评估指标体系和方法，是标准的技术核心之一。在性能评估指标体系方面，标准建立了涵盖功率特性、能量特性、效率特性、寿命特性和可靠性特性五个维度的指标体系。每个维度下设若干具体评估参数，例如：功率特性包括额定功率输出能力、峰值功率输出能力、功率响应时间等；能量特性包括可用能量容量、能量保持率等；效率特性包括能量转换效率（充放电往返效率）、功率变换效率等；寿命特性包括循环寿命、日历寿命、容量衰减率等；可靠性特性包括可用率、平均无故障时间（MTBF）等。在评估方法方面，标准引入了基于实测数据的性能评估方法和基于模型仿真的性能评估方法两种途径。实测评估方法要求按照标准规定的测试条件和测试流程进行现场测试或离线测试，获取关键性能参数的实际数值；仿真评估方法则允许利用经过验证的EES系统模型，结合典型运行工况数据进行性能推算。标准强调两种方法应互为验证和补充。3.7测试条件与结果报告（第9章及附录）标准在第9章及附录部分规定了测试条件和性能评估报告的编制要求。在测试条件方面，标准规定了环境温度、SOC状态、充放电倍率等测试条件的标准化要求。在报告方面，标准提供了性能评估报告的推荐模板，报告应包含EES系统的基本信息、测试条件、测试结果、评估结论以及必要的分析说明。3.8环境因素与安全考量标准在规划要求中纳入了环境适应性要求，包括工作温度范围、湿度范围、海拔高度限制等。同时，标准强调了EES系统的规划应始终以安全性为底线，所有规划方案和运行策略均应在满足IEC62933-2规定的安全要求的前提下实施。针对电力密集型应用的高功率密度运行特征和可再生能源集成应用的户外布署特征，标准提出了差异化的安全设计建议。4标准的技术特点与创新4.1基于应用场景的分类规划方法本标准首次在国际标准层面系统地提出了"电力密集型"和"可再生能源集成"两类应用场景的划分框架，并据此制定了差异化的规划与评估要求。这一分类方法从EES系统的功能定位出发，反映了不同应用场景对技术性能的本质要求差异，与IEC62933系列标准中"通用+专项"的标准架构逻辑相呼应。4.2全生命周期的技术指标体系标准建立了涵盖规划设计、运行评估全