ICS29.220.01K82T/CEEMA中国电力设备管理协会标准T/CEEMA—014－2021电力系统电化学储能系统现场检测技术规范Technicalspecificationforfieldtestofelectrochemicalenergystoragesysteminpowersystem2021-11-26发布2021-12-26实施中国电力设备管理协会发布全国团体标准信息平台T/CEEMA014—2021I目次前言............................................................................................................................................................II1范围................................................................................................................................................................12规范性引用文件............................................................................................................................................13术语和定义....................................................................................................................................................14检测条件........................................................................................................................................................25储能系统测试项目及方法............................................................................................................................36储能系统检测报告......................................................................................................................................10附录A（规范性附录）储能系统文件检查记录表...............................................................................11附录B（规范性附录）电池系统技术规格数据确认表..........................................................................12全国团体标准信息平台T/CEEMA014—2021II前言本标准按照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》给出的规则起草。本标准主要规范了以下内容：电化学储能系统现场检测所具备的储能系统状态，检测设备和检测人员要求；电化学储能系统现场检测管理规定；电化学储能系统现场检测中的具体检查内容，储能系统测试内容以及测试方法；电化学储能系统现场检测报告内容。本标准由中国电力设备管理协会提出。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本标准由中国电力设备管理协会归口和解释。本标准主要起草单位：西安热工研究院有限公司、中国电力科学研究院有限公司、华能安徽风电分公司。本标准主要起草人：张宝锋、宋子琛、赵勇、童博、谢小军、邓巍、许守平、罗仁伟、王团结、王燕、丁伯松、张恩享、任文杰。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至emiunited@163.com，刘迪，13911247939。全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20211电力系统电化学储能系统现场检测技术规范1范围本标准规定了电力系统电化学储能系统现场检测技术要求、内容、方法及报告要求。本标准适用于500kWh以上的并网电化学储能系统的现场验收检测、定期检测，其他电化学储能系统的现场检测可参照执行。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/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15543电能质量三相电压不平衡GB/T16895.23低压电气装置第6部分：检验GB/T24337电能质量公用电网间谐波GB/T36547电化学储能系统接入电网技术规定GB/T36548电化学储能系统接入电网测试规范GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术条件IEC61936-1电源安装超过1千伏交流第一部分通用规则3术语和定义3.1电化学储能单元electrochemicalenergystorageunit电化学电池组、电池管理系统、储能变流器及变压装置组成的最小储能系统。3.2功率变换系统powerconversionsystem(PCS)与储能电池组配套，连接于电池组与电网之间，把电网电能存入电池组或将电池组能量回馈到电网的系统，主要由储能变流器及控制系统组成。3.3电池管理系统batterymanagementsystem(BMS)监测电池的状态（温度、电压、电流、荷电状态等），为电池提供管理及通信接口的系统。3.4电池模块batterymodule由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且只有一对正负极输出端子的电池组合体，包括外壳、管理与保护装置等部件。3.5电池簇batterycluster全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20212由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体，包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。3.6电化学储能系统electrochemicalstoragesystems以电化学电池为储能载体，通过储能变流器能够独立实现电力存储与释放的最小单元组合，包括一个或多个储能单元。3.7能量管理系统energymanagementsystem(EMS)由硬件及软件组成，负责对储能系统进行监控、管理、实现能量的安全优化调度等功能的一套系统。3.8主并网点mainpointofinterconnection电化学储能系统接入电网的连接点。3.9辅助并网点ancillarypointofinterconnection电化学储能系统给辅助电路供电的另一并网点，区别于主电路并网点。3.10额定功率能量效率energyconversionefficiency储能系统额定功率放电时输出能量与同循环过程中额定功率充电时输入能量的比值，用百分数表示。3.11热备用状态hotstandbystate储能系统已具备运行条件，设备保护及自动装置处于正常运行状态，向储能系统下达控制指令即可与电网进行能量交换的状态。4检测条件4.1环境条件检测应在以下环境条件下进行：a)环境温度：5℃~40℃；b)湿度：≤95%（40℃，无凝露）；c)大气压力：80kPa~106kPa。备注：除另有规定，所有测试应在上述测试条件下进行，测试时将相应的测试条件记录到测试报告中。4.2系统条件检测应在以下现场条件下进行：a）应在电化学储能系统试运行后，并且系统内的各个保护系统状态完好。b）现场的消防设施、环境保护设施、劳动安全设施等辅助性设施应通过验收。c)应提前做好事故应急预案。测试接线前仔细核对图纸和相关的技术资料，对测点位置核实无误，原系统接线拆除前做好接线记录。4.3测试设备全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20213测试仪器仪表应满足以下要求：a)现场检测所用仪器仪表应按国家有关计量检定规程或有关标准经检定或计量合格，并在有效期内，并在有效期内；b)测试仪器仪表准确度等级应在满量程的条件下达到0.2级。4.4现场准备条件4.4.1应进行以下设备符合性核查完成a)储能电池的型号、规格和数量；b)电池管理系统的型号、规格和数量；c)储能变流器的型号、规格和数量；d)交流配电系统的型号、规格和数量；e)升压变压器和电网接入系统的型号和规格；f)监控系统的型号和功能；g)各部分控制策略或软件版本备案情况。4.4.2应进行试验文件检查a)主要设备型式试验报告；b)主要设备及高压侧耐压测试报告；c)主要设备控制策略及保护阈值。4.4.3应进行运行维护文件检查a)运行维护手册、运行记录；b)设备部件更换记录；c)故障检修记录；d)系统操作手册；e)应急预案。5储能系统测试项目及方法5.1储能系统安全测试5.1.1储能系统的绝缘电阻测试应按照GB/T36558的试验方法，对储能电池簇、储能变流器和配电柜进行现场的绝缘电阻测试。测试方法：a)断开电涌保护器或其他可能影响测试结果或可能被损坏的设备；b)使用测试仪器在带电导体和连接到接地装置的保护导体之间测量绝缘电阻。判定依据见下表：表1绝缘电阻试验电压等级额定绝缘电压等级UNV测试电压V绝缘电阻不小于（MΩ）≤602500.560≤UN≤2505001.0全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20214250≤UN≤100010001.01000≤UN≤150025001.05.1.2储能系统的耐压测试应按照GB/T36558的试验方法，重点对储能电池簇、储能变流器和配电柜等进行现场的耐压测试。按照GB/T36558中测试方法，在带电导体和连接到接地装置的保护导体之间，按与电网相连和不相连两类设备测试，测试电压持续60s.如果在测试期间没有发生电击穿，则测试成功通过。5.1.3接地连续性测试应按照GB/T16895.23的试验方法。超过1kV交流或1.5kV直流电压等级的储能系统，接地测试应符合IEC61936-1的规定。测试方法：a)切断电气设备的电源；b)对被测设备的保护接地电路进行目测是否符合设计规范；c)设置测试电流不小于10A，测试时间不少于10秒；d)把保护接地电路连续性试验的仪器的接地端的导线接在被测设备的外部保护接地端子，仪器的测试端导线应连接测试部位的外壳或相应的保护接地装置上；e)记录测试结果。判断依据：测试计算的电阻值不得超过0.1Ω。5.2储能系统故障测试采用故障模拟的方法使储能系统触发故障保护，验证控制系统、储能变流器、电池管理系统、消防火灾报警系统等设备之间故障告警、保护及相关处理机制。5.2.1温控系统失效测试用于诊断BMS、PCS、暖通空调系统以及消防系统中温度检测元件、加热冷却执行元件失效情况下系统的反应。测试方法：a)将系统处于热备用状态；b)将被测系统中温度故障告警、保护阈值调整至适当位；c)将系统处于稳定运行状态下；d)停止被测系统中加热冷却执行元件的运行，模拟过温（低温）、温升信号，将温度检测元件加热（冷却）至预期的告警、保护动作值；f)恢复温度故障告警、保护阈值至初始值。要求：a)BMS应具备温控系统故障自诊断功能，当温控系统失效时，BMS能够将问题电池簇退出运行，并上报相关告警、保护信号；b)PCS应具备温控系统故障自诊断功能，当温控系统失效时，控制系统能够就地故障隔离，将PCS停机、向BMS发出停止充放电指令，并上报相关告警、保护信号；c)暖通系统应具备温控系统故障自诊断功能，当温控系统失效时，应停止储能系统工作，并上报相关告警、保护信号。全国团体标准信息平台T/CEEMA014—202155.2.2主控电源失效测试用于诊断BMS、消防系统的主控电源电压在过压、欠压等失效情况下的反应。测试方法：a)切断BMS、消防系统的主控电源开关，查看是否及时切换为备用电源，并上报相关告警、保护信号。要求：a)BMS、消防系统应具备供电系统故障自诊断功能，当主控电源过低或过高时，能够及时启动备用电源，并上报相关告警、保护信号。5.2.3储能系统的PCS、BMS及EMS系统间应具有两两连接的通讯线缆，具备通讯故障保护功能。测试方法：a)储能系统正常运行后，断开PCS与BMS间通讯连接，观察系统保护情况；b)储能系统正常运行后，断开PCS与EMS间通讯连接，观察系统保护情况；c)储能系统正常运行后，断开BMS与EMS间通讯连接，观察系统保护情况；d)储能系统上电后，在待机状态下重复上述步骤。要求：不论系统是否运行，任意两设备间发生通信故障，均应使PCS停止运行，并由EMS系统准确报告哪一段通讯连接发生故障。5.2.4储能系统主回路应具备绝缘检查能力，测试绝缘故障时应能及时停止PCS运行并断开电气连接，防止故障扩大。测试方法：a)储能系统正常运行后，采用高阻接地的方法，将直流母线正极接地（残压小于50V），观察系统保护情况；b)储能系统正常运行后，采用高阻接地的方法，将直流母线负极接地（残压小于50V），观察系统保护情况；c)储能系统正常运行后，采用高阻接地的方法，分别将交流母线三相接地（残压小于50V），观察系统保护情况；d)在系统上电后待机状态下，分别将上述测试点高阻接地，验证储能系统能否开机启动。要求：储能系统应在启动前和运行中具备绝缘监察功能，在上述测试点分别发生接地故障时，应能有效停止PCS运行，自动断开电网、PCS、电池堆间的电气连接，并由EMS进行报警。5.2.5消防火灾报警系统联动测试应能正确显示动作烟感或温感探头区域并触发报警。测试方法：被测储能单元内的所有设备处于待机状态，手动触发舱内顶部的传感器（温/烟）。要求：全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20216查看系统状态，交直流侧主回路开关或断路器跳闸，系统状态为“紧急停机命令”。层级保护动作应符合逻辑要求。如有预制式灭火系统应能正常反馈启动信号至火灾控制系统，PCS应立即停机，能源管理系统应告警。5.3储能系统性能测试5.3.1储能单元充放电能量测试5.3.1.1额定能量在额定功率充放电条件下，在储能变流器交流侧测试储能单元的充电能量和放电能量。a）在稳定运行状态下，以额定功率放电至放电终止条件时停止放电；b）以额定功率充电至充电终止条件时停止充电。记录本次充电过程中储能系统充电的能量和辅助能耗；c）以额定功率放电至放电终止条件时停止放电。记录本次放电过程中储能系统放电的能量和辅助能耗；d）重复b）～c）步骤两次，记录每次充放电能量、和辅助能耗；e）按照下列公式计算其平均值，记CE和DE为储能系统的额定充电能量和额定放电能量。1122333CCCCCCCEWEWEWE+++++=（1）1122233DDDDDDDEWEWEWE−+−+−=（2）式中：CnE——第n次循环的充电能量，单位为瓦时（Wh）；DnE——第n次循环的放电能量，单位为瓦时（Wh）；CnW——第n次循环充电过程的辅助能耗，单位为瓦时（Wh）；DnW——第n次循环放电过程的辅助能耗，单位为瓦时（Wh）。要求：储能单元额定能量和额定功率的实测值与技术协议中的规定值之间的偏差应不大于2%。5.3.1.2额定功率能量效率a）在稳定运行状态下，以额定功率放电至放电终止条件时停止放电；b）以额定功率充电至充电终止条件时停止充电。记录本次充电过程中储能系统充电的能量EC和辅助能耗WC；c）以额定功率放电至放电终止条件时停止放电。记录本次放电过程中储能系统放电的能量ED和辅助能耗WD；d）重复b）～c）步骤两次，记录每次充放电能量和辅助能耗；e）按下列公式计算能量转换效率：1122331122331()100%3ddddddccccccEWEWEWEWEWEW−−−=+++++（3）全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20217式中：——能量转换效率；ECn——第n次循环的充电能量，单位为瓦时（Wh）；EDn——第n次循环的放电能量，单位为瓦时（Wh）；WCn——第n次循环充电过程的辅助能耗，单位为瓦时（Wh）；WDn——第n次循环放电过程的辅助能耗，单位为瓦时（Wh）。5.3.2储能系统测试5.3.2.1额定能量储能系统额定能量为额定功率和额定功率下充放电时间的乘积，单位为Wh。在额定功率充放电条件下，在主电路并网点测试储能系统的充电能量和放电能量。若系统中存在辅助电路并网点，需要同时测量辅助电路并网点的能量。应考虑能量损失来评估额定能量，包括转换损耗和用于辅助系统的能量。测量方法参照5.3.1.1（1）章节内容。5.3.2.2额定功率能量效率储能系统的额定功率能量效率为额定功率充放电条件下放电能量与充电能量的比值，按照（3）式计算得到。测量方法参照5.3.1.2（2）章节内容。5.3.2.3储能系统响应时间储能系统响应时间的测试，分别包括储能系统充电响应和放电响应测试。储能系统在热备用状态下，测试储能控制系统接收到信号到要求的充/放功率所需要的时间。（1）充电响应时间测试a）在额定功率充放电条件下，将储能系统调整至热备用状态；b）记录储能系统收到控制信号的时刻，记为1Ct；c）记录储能系统充电功率首次达到90%额定功率的时刻，记为2Ct；d）按照下列公式计算充电响应时间：21CCCRTtt=−（4）e）重复b）～d）两次，充电响应时间取3次测试结果的最大值。（2）放电响应时间测试a）在额定功率充放电条件下，将储能系统调整至热备用状态；b）记录储能系统收到控制信号的时刻，记为1Dt；c）记录储能系统放电功率首次达到90%额定功率的时刻，记为2Dt；d）按照下列公式计算充电响应时间：21DDDRTtt=−（5）e）重复b）～d）两次，放电响应时间取3次测试结果的最大值。要求：储能系统响应时间不大于技术协议中的规定值。全国团体标准信息平台T/CEEMA014—202185.3.2.4储能系统充放电调节和转换时间储能系统充放电调节和转换时间的测试，包括在储能系统热备用状态下，测试充/放电储能控制系统接收到信号到要求的功率调整范围内时间、充/放电之间切换时间。（1）充电到放电转换时间测试a）在额定功率充放电条件下，将储能系统调整至热备用状态；b）设置储能系统以额定功率充电，向储能系统发送以额定功率放电指令，记录从90%额定功率充电到90%额定功率放电的时间t1；c）重复b）两次，充电到放电转换时间取3次测试结果的最大值。（2）放电到充电转换时间测试a）在额定功率充放电条件下，将储能系统调整至热备用状态；b）设置储能系统以额定功率放电，向储能系统发送以额定功率充电指令，记录从90%额定功率放电到90%额定功率充电的时间t2；c）重复b）两次，放电到充电转换时间取3次测试结果的最大值。要求：储能系统充放电调节和转换时间不大于技术协议中的规定值。5.3.2.5过载能力测试a）将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统充电有功功率设定值至1.1PN，连续运行10分钟，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；b）将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统充电有功功率设定值至1.2PN，连续运行1分钟，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；c）将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统放电有功功率设定值至1.1PN，连续运行10分钟，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2s有功功率平均值为一点，记录实测曲线；d）将储能系统调整至热备用状态，设置储能系统放电有功功率设定值至1.2PN，连续运行1分钟，在储能系统并网点测量时序功率，以每0.2s有功功率平均值为一点，记录实测曲线。要求：储能系统过载能力满足技术协议中的规定值。5.3.2.6电能质量测试1）直流分量1．放电状态a）将储能系统与模拟电网装置（公共电网）相连，所有参数调至正常工作条件，且功率因数调为1；b）调节储能系统输出电流至额定电流的33%，保持1分钟；c）测量储能系统输出端各相电压、电流有效值和电流的直流分量（频率小于1Hz即为直流），在同样的采样速率和时间窗下测试5分钟；d）当各相电压有效值的平均值与额定电压的误差小于5%，且各相电流有效值的平均值与测试电流设定值的偏差小于5%时，采用各测量点的绝对值计算各相电流直流分量幅值的平均值；e）调节储能系统输出电流分别至额定输出电流的66%和100%，保持1分钟，重复步骤c）～d）。2．充电状态a）将储能系统与模拟电网装置（公共电网）相连，所有参数调至正常工作条件，且功率因数调为1；b）调节储能系统输入电流至额定电流的33%，保持1分钟；c）测量储能系统输入端各相电压、电流有效值和电流的直流分量（频率小于1Hz即为直流），在同样的采样速率和时间窗下测试5分钟；d）当各相电压有效值的平均值与额定电压的误差小于5%，且各相电流有效值的平均值与测试电全国团体标准信息平台T/CEEMA014—20219流设定值的偏差小于5%时，采用各测量点的绝对值计算各相电流直流分量幅值的平均值；e）调节储能系统输入电流分别至额定输出电流的66%和100%，保持1分钟，重复步骤c）～d）。要求：电化学储能系统接入公共连接点的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%。2）谐波闪变1．电流谐波测试a）在储能系统并网点接入电能质量测量装置；b）设定储能系统在放电状态下运行；c）从储能系统持续正常运行的最小功率开始，以10%的储能系统额定功率为一个区间，每个区间内连续测量10min；d）取时间窗Tw测量并计算电流谐波子群的有效值，取3s内的15个电流谐波子群有效值计算方均根值；e）利用下列公式计算10min内所包含的各3s电流谐波子群的方均根值；12101hhiiGC+=−=（6）式中：C10h+i——DFT输出对应的第10h+i根频谱分量的有效值；f）电流谐波子群应记录到第50次，利用公式计算电流谐波子群总畸变率并记录。25021100%hihGTHDSG==（7）式中：Gh——在10min内h次谐波子群的方均根值；G1——在10min内基波子群的方均根值。g）设定储能系统在充电状态下运行，重复步骤c）～f）。要求：电化学储能系统接入主并网点的谐波电流应满足GB/T14549的要求。2．电流间谐波测试a）在储能系统并网点接入电能质量测量装置；b）设定储能系统在放电状态下运行；c）从储能系统持续正常运行的最小功率开始，以10%的储能系统额定功率为一个区间，每个区间内连续测量10min；d）按下列取时间窗Tw测量并计算电流间谐波中心子群的有效值，取3s内的15个电流间谐波中心子群有效值计算方均根值；82102hhiiGC+==（8）式中：C10h+i——DFT输出对应的第10h+i根频谱分量的有效值。e）计算10min内所包含的各3s电流间谐波中心子群的方均根值；f）电流间谐波测量最高频率应达到2kHz。g）设定储能系统在充电状态下运行，重复步骤c）～f）。要求：电化学储能系统接入主并网点的间谐波电流应满足GB/T24337的要求。全国团体标准信息平台T/CEEMA014—2021103.电压谐波测试储能系统在离网运行模式下，连接阻性负载，按照2）第1条中电流谐波测试的a)~f)的步骤对电压谐波进行测试。要求：电化学储能系统接入主并网点的谐波电压应满足GB/T14549的要求。4.电压间谐波测试储能系统在离网运行模式下，连接阻性负载，按照2）第2条中电流间谐波测试的a)~f)的步骤对电压间谐波进行测试。要求：电化学储能系统接入主并网点的间谐波电压应满足GB/T24337的要求。3）三相电压不平衡度测试a）设置储能系统工作在并网模式放电状态；b）在储能系统并网点接入电能质量测量装置；c）从储能系统持续正常运行的最小功率开始，以10%的储能系统额定功率为一个区间，每个区间内连续测量10min电压数据，从区间开始利用下列公式按每3s时段计算方均根值，共计算200个3s时段方均根植；211mkkm==（9）式中：εk——在3s内第k次测得的电流或电压不平衡度；m——在3s内均匀间隔取值次数(m≥6)。d）分别记录电压不平衡度测量值的95%概率大值和所有测量值中的最大值；e）设置储能系统工作在并网模式充电状态，重复步骤c）～d）。电化学储能系统接入公共连接点的电压不平衡度应满足GB/T15543的要求。6储能系统检测报告现场检测完成后，应提供检测记录和报告，至少包括以下内容：a)电化学储能系统项目基本信息；b)文件检查表：见附录A；c)电化学储能系统符合性确认表：见附录B；d)现场测试项目清单及测试结果汇总；e)检测设备清单；f)检测结论及建议；g)检测、审核、批准人员姓名及日期。全国团体标准信息平台T/CEEMA014—202111附录A（资料性附录）储能系统文件检查记录表序号检查项目检查文件名称审查结果1设备符合性文件2试验文件3运行维护文件储能系统项目检查员检查日期检查结论全国团体标准信息平台T/CEEMA014—202112附录B（资料性附录）电池系统技术规格数据确认表电池系统规格按储能电池标准要求的格式填写电池簇规格按储能电池标准要求的格式填写电池模块规格按储能电池标准要求的格式填写电池单体规格按储能电池标准要求的格式填写电池簇型号电池系统内簇串并联方式:X并X串电池模块型号电池簇内模块串并联方式:X并X串电池单体型号电池模块内单体串并联方式:X并X串项目符号单位数值（以下数值为测试时设定值）额定充电小时率n/额定放电小时率n'/n小时率额定充电功率PrcnkWn'小时率额定放电功率Prdn'kWn小时率额定充电能量ErcnkWhn'小时率额定放电能量Erdn'kWhn小时率额定充电容量CrcnAhn'小时率额定放电容量Crdn'Ah电池系统标称电压/V电池单体充电终止电压/V电池单体放电终止电压/V电池模块充电终止电压/V电池模块放电终止电压/V电池簇充电终止电压/V电池簇放电终止电压/V电池系统充电终止电压/V电池系统放电终止电压/V电池单体充电告警电压/V电池单体放电告警电压/V电池单体充电保护电压/V电池单体放电保护电压/V电池模块充电告警电压/V电池模块放电告警电压/V全国团体标准信息平台T/CEEMA014—202113电池模块充电保护电压/V电池模块放电保护电压/V电池簇充电告警电压/V电池簇放电告警电压/V电池簇充电保护电压/V电池簇放电保护电压/V电池系统充电告警电压/V电池系统放电告警电压/V电池系统充电保护电压/V电池系统放电保护电压/V电池单体告警温度/℃电池单体保护温度/℃电池模块内电池单体最大电压差保护值mV电池簇内电池单体最大电压差保护值mV电池系统内电池单体最大电压差保护值mV电池系统内电池单体最大温度差保护值℃储能系统项目确认时间供货商委托方检测确认人全国团体标准信息平台