T-CEPPC 50-2025 构网型储能系统配置规范

T/CEPPC50—2025构网型储能系统配置规范TechnicalSpecificationforConfigurationofGrid-FormingEnergyStorageSystem2025-XX-XX发布2025-XX-XX实施中国电力发展促进会（CEPPC）发布前言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中国电力发展促进会（CEPPC）提出并归口。本文件起草单位：中国电力科学研究院有限公司、国网电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司、华能集团清洁能源技术研究院有限公司、国电投电力工程有限公司、华北电力大学、清华大学、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、江苏中天科技股份有限公司、许继集团有限公司。本文件起草人：（按姓氏笔画排序）马明、王芳、刘伟、李建、张宇、陈涛、赵伟、黄强、周丽、吴刚、郑亮、孙浩、朱峰、胡丽、林强、谢峰。本文件为首次发布。本文件旨在规范构网型储能系统的配置设计、设备选型、参数设定、组网配置、安全配置等核心内容，解决当前构网型储能系统配置不科学、设备适配性差、组网不合理、安全冗余不足等问题，保障构网型储能系统具备独立组网、电压频率支撑、辅助服务响应等核心能力，实现与电力系统的协同高效运行，推动新型电力系统建设，助力“双碳”目标实现。本文件的实施可为构网型储能系统的规划、设计、建设单位提供技术指导，统一配置标准，提升系统运行可靠性、经济性和安全性。1范围本文件规定了构网型储能系统（以下简称“储能系统”）的术语与定义、配置总则、容量配置、设备配置、参数配置、组网配置、安全配置、环境适配配置及配置验收等内容。本文件适用于接入配电网、输电网的构网型储能系统（含锂离子电池、液流电池、飞轮等储能类型）的规划、设计、建设及配置验收工作，包括储能系统规划单位、设计单位、建设单位、设备制造单位、电力调度机构等相关主体的相关活动。本文件不适用于军事、涉密等特殊领域的构网型储能系统；不适用于容量小于1MW/2MWh的小型分布式构网型储能系统，此类系统可参照本文件执行。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。GB/T36276-2018电力储能用锂离子电池GB/T34133-2017电化学储能电站设计规范GB/T36547-2018电化学储能电站运行规程GB50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T1744-2017电力储能系统接入电网技术规定DL/T2244-2021电化学储能电站安全规程DL/T1863-2018储能电站监控系统技术要求DL/T2344-2020电力系统黑启动技术导则T/CEPPC52—2025构网型储能系统运行和维护规范国家能源局相关法律法规及电力行业相关管理规定3术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1构网型储能系统grid-formingenergystoragesystem具备独立组网能力，能够自主提供电压和频率支撑，可参与电力系统调频、调峰、备用、黑启动等辅助服务，与电网协同运行的储能系统。3.2容量配置capacityconfiguration根据电力系统需求、应用场景及运行目标，确定储能系统的额定功率、额定容量及充放电时长的过程。3.3储能变流器grid-formingconverter具备构网控制能力，能够将储能单元的直流电转换为交流电，实现电压、频率、相位的自主调节，满足电网接入要求的电力电子装置。3.4能量管理系统energymanagementsystem（EMS）用于监测、控制和优化储能系统运行状态，实现储能充放电调度、功率控制、故障预警等功能的软硬件集成系统。3.5构网控制策略grid-formingcontrolstrategy储能系统实现自主组网、电压频率调节、辅助服务响应的核心控制逻辑，包括虚拟同步机控制、下垂控制等方式。3.6安全冗余配置safetyredundancyconfiguration为保障储能系统安全稳定运行，在设备选型、参数设定、组网结构等方面设置的备用、备份及容错能力配置。3.7组网配置networkingconfiguration储能系统与电网、负荷及其他能源设备的连接方式、通信方式及控制逻辑配置。4配置总则4.1配置原则4.1.1科学性原则：储能系统配置应结合电力系统需求、应用场景、负荷特性及环境条件，进行科学论证和优化设计，确保配置方案合理、可行。4.1.2实用性原则：配置方案应满足储能系统独立组网、电压频率支撑、辅助服务响应等核心功能要求，兼顾运行效率、经济性和可维护性。4.1.3安全性原则：配置过程中应优先考虑安全冗余，完善安全防护措施，确保系统在正常运行、故障及极端工况下的安全可靠。4.1.4协同性原则：储能系统配置应与电网规划、负荷需求、其他能源设备（如光伏、风电）协同匹配，实现电力系统整体优化运行。4.1.5扩展性原则：配置方案应预留一定的扩展空间，适应未来电力系统需求变化、技术升级及容量扩容的需要。4.2配置前提4.2.1明确应用场景：确定储能系统的应用场景（如电网调频、调峰、备用、黑启动、分布式组网等），明确核心功能目标和性能要求。4.2.2掌握电网参数：收集接入电网的电压等级、频率范围、短路容量、负荷特性等参数，为容量配置、设备选型提供依据。4.2.3评估环境条件：评估储能系统安装场地的温度、湿度、海拔、地震烈度、气象条件等环境参数，确保设备选型和配置适配环境要求。4.2.4明确调度要求：与电力调度机构对接，明确储能系统的调度模式、响应时间、控制精度等调度要求，融入电网调度体系。5容量配置5.1容量配置依据5.1.1电网需求：根据电力系统调频、调峰、备用、黑启动等辅助服务需求，确定储能系统的额定功率和额定容量。5.1.2负荷特性：结合接入区域的负荷波动情况、负荷峰值与谷值差，确定储能系统的充放电时长和调节能力。5.1.3设备特性：结合储能单元、储能变流器等核心设备的性能参数，确定容量配置的合理范围，避免设备过载或利用率过低。5.1.4经济性要求：在满足功能需求的前提下，优化容量配置，降低系统建设和运行成本，提升投资回报率。5.2额定功率配置5.2.1调频应用：储能系统额定功率应根据电网调频需求确定，单次调频响应功率应不低于电网下达调频指令的1.2倍，持续响应时间不低于30分钟。5.2.2调峰应用：额定功率应根据区域负荷峰谷差确定，调峰功率应能满足负荷谷值时段充电、峰值时段放电的调节需求，确保调峰覆盖率不低于80%。5.2.3备用应用：备用功率应根据电网备用容量需求确定，应急备用功率应能在10分钟内启动并达到额定功率，持续备用时间不低于2小时。5.2.4黑启动应用：黑启动功率应满足自身启动及周边关键负荷启动需求，额定功率应不低于黑启动所需总功率的1.1倍，确保启动过程稳定可靠。5.3额定容量配置5.3.1储能系统额定容量应与额定功率、充放电时长匹配，计算公式为：额定容量（MWh）=额定功率（MW）×充放电时长（h）。5.3.2调频应用：充放电时长应不低于30分钟，额定容量应满足调频响应的持续需求，避免频繁充放电导致设备损耗。5.3.3调峰应用：充放电时长应根据负荷峰谷时段时长确定，一般不低于2小时，确保能够有效平抑负荷波动。5.3.4备用及黑启动应用：充放电时长应不低于2小时，确保在应急情况下能够持续提供电力支撑，保障电网或负荷稳定。5.4容量冗余配置5.4.1储能系统容量应设置不低于10%的冗余容量，用于应对储能单元性能衰减、设备故障等情况，确保系统长期运行的可靠性。5.4.2冗余容量应均匀分配至各储能单元，便于维护和更换，避免单一单元故障影响整个系统容量输出。6设备配置6.1储能单元配置6.1.1选型要求：储能单元应选用符合GB/T36276-2018及相关标准的产品，具备高安全性、高循环寿命、高一致性等特性，适配构网型储能系统的运行要求。6.1.2类型选择：根据应用场景和环境条件选择储能单元类型，锂离子电池适用于功率响应快、容量密度要求高的场景；液流电池适用于长时储能、循环寿命要求高的场景；飞轮储能适用于短时调频、响应速度要求极高的场景。6.1.3数量配置：储能单元数量应根据额定容量和单单元容量确定，同时考虑容量冗余要求，单单元故障后，剩余单元应能满足系统最低运行功率需求。6.1.4辅助配置：每个储能单元应配置独立的电池管理系统（BMS），实现电压、电流、温度等参数的实时监测和保护，BMS应具备均衡控制、故障预警等功能。6.2储能变流器配置6.2.1选型要求：储能变流器应具备构网控制能力，支持虚拟同步机控制、下垂控制等构网控制策略，符合DL/T1744-2017及相关标准，具备高可靠性、高响应速度和低谐波污染特性。6.2.2功率配置：储能变流器额定功率应与储能系统额定功率匹配，额定功率应不低于系统额定功率的1.1倍，确保能够满足系统最大输出功率需求。6.2.3数量配置：根据系统容量和变流器单台功率确定变流器数量，采用多台并联配置，单台变流器故障后，剩余变流器应能满足系统70%以上额定功率输出，保障系统连续运行。6.2.4功能配置：储能变流器应具备电压调节、频率调节、相位调节、孤岛运行、并网切换等功能，支持快速响应调度指令，响应时间不超过100ms。6.3能量管理系统（EMS）配置6.3.1选型要求：EMS应选用符合DL/T1863-2018及相关标准的产品，具备强大的监测、控制、调度和优化功能，支持与电力调度机构、储能单元、储能变流器等设备的通信联动。6.3.2功能配置：EMS应具备充放电调度、功率控制、电压频率调节、故障预警、数据采集与分析、报表生成等功能，支持构网控制策略的灵活切换，能够实现系统自主运行和远程监控。6.3.3冗余配置：EMS应采用主备双机配置，主系统故障时，备用系统应能在5分钟内自动切换，确保系统控制不中断；关键数据应实时备份，防止数据丢失。6.4辅助设备配置6.4.1冷却系统：根据储能单元类型和运行温度要求，配置相应的冷却系统（风冷、液冷等），确保储能单元运行温度控制在-10℃~40℃，温度均匀性误差不超过5℃。6.4.2消防系统：配置完善的消防设施，包括灭火器、消防栓、防火沙、消防水带、烟雾探测器、温度探测器等，消防系统应与EMS联动，具备自动报警和应急处置功能。6.4.3防雷接地设备：配置符合相关标准的防雷装置和接地系统，接地电阻应不大于4Ω，确保系统免受雷击损坏，保障人身和设备安全。6.4.4监控设备：配置视频监控、环境监测（温度、湿度、粉尘等）设备，实现对储能系统现场的实时监控，监测数据实时上传至EMS。7参数配置7.1储能单元参数配置7.1.1电压参数：储能单元额定电压应与储能变流器输入电压匹配，单单元电压波动范围应控制在±5%以内，确保电压稳定性。7.1.2电流参数：储能单元额定充放电电流应根据系统功率需求确定，最大充放电电流应不超过额定电流的1.2倍，避免电流过大导致设备损坏。7.1.3温度参数：储能单元运行温度应控制在规定范围，充电温度不超过35℃，放电温度不超过40℃，低温环境下应配置加热装置，确保设备正常运行。7.2储能变流器参数配置7.2.1电压参数：变流器输出电压应与接入电网电压等级匹配，电压调节范围应满足±10%，电压波形畸变率不超过5%，确保输出电压质量。7.2.2频率参数：变流器输出频率应控制在50Hz±0.2Hz，频率调节精度不低于0.01Hz，具备快速频率响应能力，响应时间不超过100ms。7.2.3功率因数参数：变流器功率因数应可调节，调节范围为0.9（容性）~0.9（感性），确保与电网协同运行，降低无功损耗。7.3构网控制参数配置7.3.1虚拟同步机参数：采用虚拟同步机控制策略时，应配置合理的虚拟惯性、阻尼系数和下垂系数，虚拟惯性应不低于0.5s，阻尼系数应根据电网需求调整，确保系统频率和电压稳定。7.3.2下垂控制参数：采用下垂控制策略时，频率下垂系数应控制在0.5~2Hz/pu，电压下垂系数应控制在2%~5%/pu，确保系统在负荷波动时能够快速调节。7.3.3响应时间参数：构网控制响应时间应不超过100ms，确保系统能够快速响应电网频率、电压变化，满足辅助服务需求。7.4EMS参数配置7.4.1调度参数：根据电力调度要求，配置充放电功率上限、下限、充放电时长等调度参数，确保系统严格按照调度指令运行。7.4.2预警参数：配置储能单元电压、电流、温度，储能变流器运行状态等参数的预警阈值，当参数超出阈值时，EMS应及时发出预警信号。7.4.3数据采集参数：数据采集频率不低于1次/秒，关键参数（如电压、频率、功率）采集频率不低于10次/秒，确保数据实时准确。8组网配置8.1组网结构配置8.1.1接入方式：储能系统应根据接入电网等级，采用集中式或分布式组网结构，接入配电网的储能系统可采用分布式组网，接入输电网的储能系统宜采用集中式组网。8.1.2拓扑结构：采用星型或环型拓扑结构，确保组网可靠性，环型拓扑结构应具备冗余链路，单链路故障时，系统仍能正常通信和运行。8.1.3接入点选择：接入点应选择电网电压稳定、短路容量适中、负荷集中的位置，避免接入点电压波动过大影响系统运行，接入点应配备相应的开关设备和保护装置。8.2通信配置8.2.1通信方式：采用光纤通信为主、无线通信为辅的通信方式，光纤通信用于关键数据（调度指令、运行参数）的传输，无线通信用于应急通信和备用通信。8.2.2通信协议：采用符合电力行业标准的通信协议（如IEC61850），确保与电力调度机构、电网设备、储能系统内部设备的互联互通。8.2.3通信冗余：关键通信链路应采用双链路冗余配置，确保通信不中断；通信设备应具备抗干扰能力，适应工业现场复杂环境。8.3协同控制配置8.3.1与电网协同：储能系统应与电力调度机构实现协同控制，能够接收调度指令，参与电网调频、调峰、备用等辅助服务，响应电网运行需求。8.3.2内部协同：储能单元、储能变流器、EMS等设备之间应实现协同控制，确保系统充放电、电压频率调节等操作协调一致，避免设备冲突。8.3.3与其他能源设备协同：若储能系统与光伏、风电等新能源设备协同运行，应配置协同控制策略，实现新能源出力波动平抑，提升能源利用效率。9安全配置9.1电气安全配置9.1.1绝缘配置：储能系统各设备之间、设备与接地之间的绝缘电阻应符合相关标准要求，高压设备应配备绝缘监测装置，实时监测绝缘状态。9.1.2保护配置：配置完善的电气保护装置，包括过流保护、过压保护、过温保护、短路保护、漏电保护等，保护装置应动作可靠，响应时间不超过10ms。9.1.3接地配置：采用TN-S接地系统，设备金属外壳、金属构架等应可靠接地，接地电阻不大于4Ω，确保人身和设备安全。9.2消防安全配置9.2.1分区配置：储能系统应划分防火分区，每个防火分区面积不超过500㎡，防火分区之间应设置防火分隔设施，防止火灾蔓延。9.2.2灭火配置：根据储能单元类型配置相应的灭火器材，锂离子电池储能系统应配置水基灭火器、干粉灭火器等，液流电池储能系统应配置泡沫灭火器等；大型储能系统应配置固定灭火系统，如喷淋系统、气体灭火系统。9.2.3应急配置：设置应急疏散通道和安全出口，应急通道宽度不小于1.2m，安全出口数量不少于2个；配备应急照明和疏散指示标志，确保火灾时人员安全疏散。9.3故障容错配置9.3.1设备容错：关键设备（如储能变流器、EMS）采用冗余配置，单台设备故障时，备用设备应能自动切换，确保系统正常运行。9.3.2控制容错：构网控制策略应具备容错能力，当部分设备故障时，控制策略应能自动调整，确保系统电压、频率稳定，避免系统崩溃。9.3.3供电容错：配置应急备用电源，确保EMS、消防系统、监控系统等关键设备在系统停电时能够正常运行，备用电源持续供电时间不低于2小时。10环境适配配置10.1温度适配配置10.1.1高温环境：当环境温度超过40℃时，应配置强化冷却系统（如液冷系统），增加散热面积，确保设备运行温度控制在规定范围。10.1.2低温环境：当环境温度低于-10℃时，应配置加热装置，对储能单元、储能变流器等设备进行预热，确保设备能够正常启动和运行。10.2湿度适配配置10.2.1高湿度环境：当环境相对湿度超过70%时，应配置除湿设备，保持运行环境相对湿度控制在30%~70%，防止设备受潮损坏。10.2.2潮湿地区：设备应采用防潮、防水设计，防护等级不低于IP54，避免雨水、潮气进入设备内部。10.3其他环境适配配置10.3.1高海拔环境：海拔超过1000m时，应选用适应高海拔环境的设备，设备参数应进行海拔修正，确保设备性能不受影响。10.3.2多粉尘环境：配置防尘装置，定期清理设备表面和内部粉尘，设备防护等级不低于IP55，防止粉尘进入设备影响运行。10.3.3地震多发地区：设备安装应采用抗震设计，抗震等级符合当地地震烈度要求，确保地震时设备不损坏、不倒塌。11配置验收11.1验收组织储能系统配置验收工作由建设单位组织，邀请电力调度机构、质量检测机构、设计单位、设备制造单位等相关单位的专业人员组成验收小组，负责验收工作的组织、实施和评估。11.2验收内容11.2.1容量配置验收：检查储能系统额定功率、额定容量、容量冗余等配置是否符合本文件及设计方案要求，核实容量计算报告和相关检测数据。11.2.2设备配置验收：检查储能单元、储能变流器、EMS、辅助设备等的选型、数量、规格是否符合本文件及设计方案要求，核实设备合格证、检测报告等资料。11.2.3参数配置验收：检查储能单元、储能变流器、构网控制、EMS等的参数设置是否符合本文件及调度要求，测试参数准确性和合理性。11.2.4组网配置验收：检查组网结构、接入方式、通信配置、协同控制等是否符合本文件及设计方案要求，测试组网可靠性和通信稳定性。11.2.5安全配置验收：检查电气安全、消防安全、故障容错等配置是否符合本文件及相关标准要求，测试安全保护装置的可靠性和有效性。11.2.6环境适配配置验收：检查温度、湿度、海拔等环境适配配置是否符合本文件及环境条件要求，测试设备在实际环境中的运行性能。11.3验收方法11.3.1资料审查：审查设计方案、设备资料、检测报告、参数配置记录等相关资料，确保资料完整、规范、符合要求。11.3.2现场检查：实地检查设备安装、配置情况，核实设备选型、数量、规格是否与设计方案一致，检查组网结构、安全设施、环境适配设备等是否到位。11.3.3性能测试：对储能系统容量、设备性能、参数精度、组网可靠性、安全保护等进行现场测试，确保各项性能指标符合本文件要求。11.4验收结论验收合格的，出具验收合格报告，储能系统可投入试运行；验收不合格的，明确整改要求和整改时限，建设单位完成整改后，重新组织验收，直至验收合格。试运行期间，应持续监测系统运行状态，确保配置方案的合理性和可靠性。12附则12.1本文件由中国电力发展促进会（CEPPC）负责解释。12.2本文件实施过程中，若国家、行业相关标准和法律法规发生更新，应按照最新标准和法律法规执行。12.3本文件自2025-XX-XX起