T/CES 116-2022 储能系统测试平台技术要求

　　团体标准

　　T/CES 116—2022

　　储能系统测试平台技术要求

　　Technical requirements for energy storage system test platform

　　2022-06-22 发布 2022-06-24 实施

　　中国电工技术学会 发布

　　目 次

　　前言 ................................................................................................................................................................... Ⅱ

　　1 范围 ............................................................................................................................................................... 1

　　2 规范性引用文件 ........................................................................................................................................... 1

　　3 术语和定义 ................................................................................................................................................... 1

　　4 测试平台要求和组成 ................................................................................................................................... 2

　　4.1 总体要求 ................................................................................................................................................ 2

　　4.2 系统架构及配置要求 ............................................................................................................................. 2

　　4.3 工作环境条件 ........................................................................................................................................ 3

　　5 测试平台功能 ............................................................................................................................................... 3

　　5.1 总体功能 ................................................................................................................................................ 3

　　5.2 组成单元功能 ........................................................................................................................................ 5

　　6 性能指标及技术参数 ................................................................................................................................... 6

　　6.1 性能指标 ................................................................................................................................................ 6

　　6.2 技术参数 ................................................................................................................................................ 7

　　7 标志、包装、运输和贮存 ............................................................................................................................ 9

　　7.1 测试平台标志 ........................................................................................................................................ 9

　　7.2 包装 ........................................................................................................................................................ 9

　　7.3 运输 ........................................................................................................................................................ 9

　　7.4 贮存 ........................................................................................................................................................ 9

　　附录A(资料性附录) 储能系统测试平台结构拓扑 ................................................................................ 10

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　　II

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—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。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电工技术学会储能技术专业分会提出。

　　本文件由中国电工技术学会归口。

　　本文件由中国电工技术学会团体标准技术办公室提出并解释。

　　本文件主要起草单位：沈阳工业大学、国家电力投资集团科学技术研究院有限公司、北方工业大学、

　　国网综合能源服务集团有限公司、山东大学、青岛威控电气有限公司、中国质量认证中心。

　　本文件主要起草人：刘颖明、刘雨佳、李建林、周喜超、王晓东、张岳、刘光伟、张凤阁、吕洪章、

　　田雨牧、王英博、高兴。

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　　储能系统测试平台技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了系统测试平台的系统架构、环境条件、功能、性能指标和技术参数等技术要求。

　　本文件适用于储能电池额定功率不小于500kW 的系统测试平台(以下简称测试平台)。实验测试平

　　台研发、小型储能零部件功能测试，风光储系统类测试平台可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

　　件。凡是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/T 36558—2018 电力系统电化学储能系统通用技术条件

　　GB/T 36547—2018 电化学储能系统接入电网技术规定

　　GB/T 36548—2018 电化学储能系统接入电网测试规范

　　GB/T 34120—2017 电化学储能系统储能变流器技术规范

　　GB/T 34131—2017 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范

　　GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术系列标准

　　NB/T 42090—2016 电化学储能电站监控系统监控技术规范

　　DL/T 5202—2016 电能量计量系统设计技术规程

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1 储能系统测试平台 energy storage system test platform

　　以储能电池为储能载体，对储能电池进行不同场景模拟，具备并离网、保护、数据采集等功能的系

　　统。

　　3.2 电池组 battery module

　　由电池管理系统最小监控单元所管理且装配有使用所必需的装置(如外壳、端子、接口、标志及保

　　护装置)的多个单体电池的组合。

　　3.3 储能变流器 power conversion system (PCS)

　　储能系统中，连接电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的变流器。

　　3.4 电池管理系统 battery management system (BMS)

　　监测电池的状态(温度、电压、电流、荷电状态等)，为电池提供通信接口和保护的系统。

　　3.5 能量管理系统 energy management system (EMS)

　　以应用计算机、网络和通信技术为基础，实现对测试平台内电池管理系统、功率变换设备及环境监

　　控设备等设备的信息采集、处理、监视、控制、运行管理等功能的应用系统。

　　3.6 并网运行模式 grid connected operation mode

　　储能变流器同步并入交流电网，以电流源特性运行，把电网电能存入电池组或将电池组能量回馈到

　　电网的运行模式。

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　　4 测试平台要求和组成

　　4.1 总体要求

　　4.1.1 组成

　　储能电池主要应用于能源互联网以及微能源系统中，测试平台宜包括主控单元、风力发电单元、光

　　伏单元、储能单元、负载单元及配电单元。

　　4.1.2 安全

　　测试平台安全防护应考虑但不限于：电气安全、人身安全、故障报警等。

　　4.1.3 功能

　　测试平台应具备但不限于测试需求场景模拟、数据采集、记录、存储、分析等，当发生故障时，系

　　统应自动记录全部设备的运行数据，便于事后故障分析。

　　4.1.4 通信

　　测试平台宜采用CAN、RS 485/RS 232、以太网通信等通信接口中的一种或多种协议接口，可实现

　　与BMS、EMS、多功能表等设备之间进行通信。

　　4.2 系统架构及配置要求

　　4.2.1 系统架构

　　测试平台系统架构宜采用如附图A.1 所示。

　　4.2.2 馈线配置

　　测试平台馈线由3 条馈线A、B、C 及一条负荷母线D 组成，成辐射状结构，主馈线可通过主分离

　　隔离装置与外部配电网相连。馈线A、B 主要与风力发电单元和光伏发电单元相连，其能量流动方向为

　　发电设备到电网单一方向。馈线C 包含具有双向能量流动的储能单元，在微网中参与能量存储与平衡

　　作用。负荷母线D 主要为负载供电。

　　4.2.3 储能单元

　　储能单元由PCS、BMS、EMS、储能电池组组成。储能PCS 用于实现电池与电网间能量双向交换;

　　BMS 用于对储能电池信息进行处理;EMS 对单体电池及储能电池组进行监控和分析。

　　4.2.4 风力发电单元

　　风力发电单元宜采用电机拖动方式，采用电机拖动方式时风力发电单元由电动机、发电机、变频器

　　及变流器组成。电动机用于实现电网电能转化为机械能，向发电机提供机械能。发电机用于模拟风电机

　　组出力;变频器用于调整电机的功率、实现电动机的变速运行，进而使发电机模拟风力发电变速运行;

　　变流器用于实现电动机与电网间能量双向交换。

　　4.2.5 光伏发电单元

　　光伏发电单元宜采用光伏发电模拟器，由光伏阵列模拟器和逆变器组成。光伏阵列模拟器用于模拟

　　不同工况下的光伏组件运行状态;逆变器用于将光伏单元产生的直流电转换为交流电。

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　　4.2.6 负载单元

　　负载单元配备RLC 可调节负载，用于模拟不同容量的阻性、容性、感性负载。

　　4.3 工作环境条件

　　4.3.1 环境温度

　　a) 日最高温度：+45℃;

　　b) 日最低温度：20℃;

　　c) 日最大温差：25℃。

　　4.3.2 空气湿度

　　a) 日相对湿度平均值：≤95%;

　　b) 月相对湿度平均值：≤90%。

　　4.3.3 海拔高度

　　海拔高度≤2 000m，当海拔高度>2 000m 时，应选取适用于海拔高度地区的硬件设备。

　　4.3.4 耐震

　　a) 水平加速度：≤0.3g;

　　b) 垂直加速度：≤0.15g。

　　4.3.5 其他

　　空气中应不含有过量的尘埃、酸、碱、盐雾、腐蚀性及爆炸性微粒和气体;如运行环境中含有上述

　　过量的粒子和气体，应考虑内循环设计。

　　5 测试平台功能

　　5.1 总体功能

　　5.1.1 场景模拟

　　a) 测试平台宜具备包括新能源发电、微电网、应急备用电源等场景模拟;

　　b) 测试平台在新能源发电场景模拟下应包括但不限于模拟不同风速下的风力发电出力特性、模拟

　　不同光照温度和被遮挡时的光伏出力特性、模拟电网调峰、调频、调压容量和自动发电控制等

　　特性和变化;

　　c) 测试平台微电网场景模拟下应包括但不限于模拟不同风速下的风力发电出力特性、模拟不同光

　　照温度和被遮挡时的光伏出力特性、储能单元能量管理、并离网运行等场景模拟;

　　d) 测试平台应急备用电源场景模拟下应包括但不限于模拟储能单元作为发电源向负载供电的场

　　景模拟。

　　5.1.2 通信要求

　　a) 测试平台内部通信可采用工业以太网、串口等接口方式，可采用CAN、Modbus-TCP、RS 485、

　　TC/PIP 中的一种或多种通信协议;

　　b) 测试平台宜预留设备通信接口，包括但不限于：电能计量系统、电能质量监测系统、视频及环

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　　境监控系统、火灾自动报警系统。

　　5.1.3 数据采集

　　a) 宜对储能单元运行状态参数进行采集，应包含但不限于：电池总电压、总电流、平均温度、SOC、

　　充放电电流和功率、电池温度、历史充放电电量、历史充放电电能、可充电量、可放电量、充

　　放电次数;PCS 直流侧的电压/电流/功率等、三相有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、

　　功率因数、频率、运行状态、日或单次输入电量、日或单次输出电量、累计输入电量、累计输

　　出电量等;

　　b) 宜对风力发电单元运行状态参数进行采集，应包含但不限于：电动机或发电机转速、三相有功

　　功率、无功功率、三相电压、三相电流、平均温度、发电机功率、功率因数、频率、历史发电

　　量等常用信息;

　　c) 宜对光伏发电单元运行状态参数进行采集，应包含但不限于：有功功率、无功功率、直流电压、

　　直流电流、三相电压、三相电流、平均温度、发电机功率、功率因数、频率、历史发电量等常

　　用信息;

　　d) 宜对负载单元运行状态参数进行采集，应包含但不限于：阻性、容性、感性、平均温度、三相

　　电压、三相电流、功率等常用信息;

　　e) 宜对各单元接口进行数据采集，应包含但不限于：电压、电流、相位、频率、有功功率、无功

　　功率、功率因数、有功电量、无功电量等遥测信号以及开关状态、事故信号、异常信号等。

　　5.1.4 数据存储与分析

　　a) 测试平台宜具备对各单元运行数据进行统计分析和对重要事件进行统计分析的功能;

　　b) 测试平台宜具备对各单元的遥测、遥信、遥控、报警事件实时数据和历史数据的集中存储和查

　　询功能;

　　c) 测试平台宜具备BMS 和PCS 的电压、电流、SOC 等数据的越限报警、故障统计等数据处理功

　　能;

　　d) 测试平台宜具备对储能单元充放电过程数据统计等数据处理功能;

　　e) 测试平台宜具备电量计量功能，电量计量系统应符合DL/T 5202—2016 的规定。

　　5.1.5 并离网功能

　　a)测试平台应具备并网功能和离网功能，可对储能单元进行并/离网运行调试，应包含但不限于：

　　储能单元并网启动/停机、储能单元功率控制及离网V/F 运行模式;

　　b)储能单元并网运行模式下宜具备有功功率调节能力，应包含但不限于：储能单元有功功率升/

　　降功率模拟功能;

　　c)储能单元并网运行模式下宜具备无功功率调节能力，应包含但不限于：储能单元充/放电模式模

　　拟功能、储能单元功率因素调节能力;

　　d)储能单元离网运行模式下宜具备V/F 运行模式，逆变器运行于V/F 模式下，为测试平台提供电

　　压频率参考。

　　5.1.6 保护功能

　　a) 测试平台宜具备主保护功能，应包含但不限于：过电压/过电流/过负荷保护功能、短路保护、

　　温度保护、漏电保护;

　　b) 测试平台宜具备收集各单元的事件记录信息及报警信息(包括历史信息)并进行显示;当系统

　　采集到故障时，系统自动弹出告警信息，并通过蜂鸣器、告警灯等方式通知工作人员，直到工

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　　作人员处理后方可进行后续操作;

　　c) BMS 宜具备但不限于过充电/过放电保护、短路保护、过电流保护、温度保护、漏电保护等，

　　BMS 宜配置软/硬出口节点，当保护动作时，发出警报和/或跳闸信号;

　　d) PCS 保护宜具备但不限于直流侧过/欠电压保护、过电流保护、输入反接保护、短路保护、接

　　地保护等;交流侧过/欠电压保护、交流相序反接保护、过电流保护、过载保护、过温保护、

　　相位保护和三相不平衡保护等;变流器还应具备防孤岛保护，防孤岛保护动作时间应不大于

　　2s;

　　e) 测试平台应设置与主控、EMS 和BMS 的通信故障保护。

　　5.1.7 权限管理

　　a) 测试平台权限管理宜设置不同角色，包括但不限于超级管理员、管理员和操作员等;

　　b) 超级管理员宜具备开设账号，对下级账号“配置角色”、“编辑账号信息”、“账号状态的开启/

　　禁用”、“账号的删除”、“权限下发”和“操作记录查阅”等权限;同时，还宜具备电气设备控

　　制参数修改、测试数据导出、备份和分析使用(包括历史信息)各单元、各接口日报表或单次

　　数据报表，报警记录等权限;

　　c) 管理员宜具备对下级账号“账号状态的开启/禁用”和“操作记录查阅”等权限;同时，还宜

　　具备电气设备控制参数修改、测试数据导出、备份和分析使用(包括历史信息)各单元、各接

　　口日报表或单次数据报表，报警记录等权限;

　　d) 操作员宜具备导出、备份和分析使用各单元、各接口单次数据报表权限。

　　5.1.8 数据备份

　　系统应具有数据备份功能，防止测试平台出现操作失误或系统故障导致数据丢失，将全部或部分数

　　据复制到硬盘等存储介质。

　　5.2 组成单元功能

　　5.2.1 储能单元

　　储能单元应包括但不限于以下功能：充放电控制功能、有功功率控制功能及无功功率控制功能;

　　BMS 具体应包括但不限于显示、设置参数、故障报警和数据记录等功能，并可与EMS 通信;EMS 具

　　体应包括但不限于SOC 统计、电流统计、端电压统计、环境温度统计、可充电量统计、可放电量统计、

　　电池最高/最低温度、最高/最低单体电压、最高/最低单体SOC、实时三相SOC 曲线、三相温度曲线和

　　三相功率曲线等。

　　5.2.2 风力发电单元

　　风力发电单元应包括但不限于以下功能：风电机组运行工况高精度模拟功能、风力发电机功率特性

　　模拟、精确控制风力发电机组的运行状态及功率输出。

　　5.2.3 光伏发电单元

　　光伏发电单元应包括但不限于以下功能：光伏发电运行工况高精度模拟功能、模拟不同光照和温度

　　下的I-V 曲线功能、被遮挡时的I-V 曲线以及最大功率追踪运行功能。

　　5.2.4 负载单元

　　负载单元应包括但不限于以下功能：有功、无功分级调节功能和负载阻性、感性调节功能。

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　　5.2.5 主控单元

　　主控单元应包括但不限于以下功能：各个单元运行状态进行检测、监视测试平台运行数据、下发不

　　同控制指令，实现自动启动/功率调节、自动并网与孤岛转换及自动记录与监控等重要控制、保护功能。

　　6 性能指标及技术参数

　　6.1 性能指标

　　6.1.1 总体性能

　　测试平台总体性能指标应符合表1 的要求。

　　表1 测试平台性能指标参数表

　　技术参数名称 数值

　　模拟量U、I 综合误差 ≤1%

　　电池管理系统 U≤1%U总电压，I≤0.2% I总电流

　　功率变换系统 U≤0.5%，I≤1%

　　模拟量P、Q 计算综合误差 ≤0.5%

　　电池管理系统测量误差 ≤1%

　　功率变换系统测量误差 ≤2%

　　电网频率测量误差 ≤0.01Hz

　　画面实时数据更新周期模拟量 ≤3s

　　画面实时数据更新周期开关量 ≤2s

　　控制操作正确率 =100%

　　测试平台事故时正确动作率 ≥99%

　　测试平台系统可用率 ≥99.9%

　　测试平台平均故障间隔时间 ≥20 000h

　　测试平台各单元平均无故障间隔时间 ≥40 000h

　　历史曲线采样间隔 1min～30min，可调

　　历史曲线日报，月报储存时间 ≥1 年

　　6.1.2 电磁兼容性

　　测试平台电磁兼容性应符合表2 的要求。

　　表2 测试平台电磁兼容性要求

　　项 目 标准号 级别

　　静电放电抗扰度 符合GB/T 17626.2 4 级

　　射频电磁场辐射抗扰度 符合GB/T 17626.3 3 级(网络要求4 级)

　　电快速瞬变脉冲群抗扰度 符合GB/T 17626.4 4 级

　　浪涌(冲)抗扰度 符合GB/T 17626.5 3 级

　　射频场感应的传导骚扰抗扰度 符合GB/T 17626.6 3 级

　　工频磁场抗扰度 符合GB/T 17626.8 4 级

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　　表2 测试平台电磁兼容性要求(续)

　　项 目 标准号 级别

　　脉冲磁场抗扰度 符合GB/T 17626.9 5 级

　　阻尼振荡磁场抗扰度 符合GB/T 17626.10 5 级

　　振铃波抗扰度试验 符合GB/T 17626.12 2 级(信号端口)

　　6.2 技术参数

　　6.2.1 储能单元主要技术参数

　　储能单元主要技术参数应符合表3 的要求。

　　表3 储能单元技术参数

　　单元 参数名称 数值

　　储能PCS

　　频率 50Hz±0.5Hz

　　效率 ≥95%，半载以上

　　功率因数 0.95～0.99

　　响应时间 ≤80ms

　　电流总谐波失真 ≤5%(额定功率)

　　防护等级 IP3X 或以上

　　噪声等级 ≤80dB(1m)

　　储能电池

　　额定容量 ≥500kW·h

　　额定电压 ≥DC 400V

　　BMS

　　电压检测精度 ≥0.2%

　　电压测量范围 ≥8.0V

　　电流检测精度 ≥1.0%

　　内阻测量范围 0.05m～100m

　　电流检测范围 ≥±2 000A

　　SOC 精度 ≥5%

　　温度测量精度 ≥0.5℃

　　6.2.2 风力发电单元主要技术参数

　　风力发电单元主要技术参数应符合表4 的要求。

　　表4 风力发电单元技术参数

　　单元 参数名称 数值

　　电动机

　　频率波动范围 50Hz±0.5Hz

　　运行频率范围 50Hz～60Hz

　　防护等级 IP43 或以上

　　发电机

　　模拟风速波动范围 0m/s～18m/s

　　额定转速 ≥1 200r/min

　　功率因数 ≥0.95

　　防护等级 IP44 或以上

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　　表4 风力发电单元技术参数(续)

　　单元 参数名称 数值

　　变频器(拖动用)

　　频率 50%±5%

　　功率因数 ≥0.98

　　效率(额定功率时) ≥96%

　　防护等级 IP20 或以上

　　污染水平 不允许有导电灰尘

　　变流器参数(并网用)

　　运行电网频率 50%±5%

　　功率因数 ≥0.98

　　效率(额定功率时) ≥96%

　　防护等级 IP20 或以上

　　6.2.3 光伏单元主要技术参数

　　光伏单元主要技术参数应符合表5 的要求。

　　表5 风力发电单元技术参数

　　单元 参数名称 数值

　　光伏阵列模拟器

　　波纹 ≥0.8%FS(满量程)电压

　　电压调整率 ≥±0.1%FS

　　电压设定精度 ≥±0.8%FS

　　电流设定精度 ≥±1%FS

　　功率设定精度 ≥±1%FS

　　电压测量精确度 ≥0.5%FS+5dgt

　　电流测量精确度 ≥0.5%FS+5dgt

　　功率测量精确度 ≥0.5%FS+5dgt

　　并网型光伏逆变器

　　允许电网电压范围 AC 400 V±20%

　　允许电网频率范围 50/60Hz±5Hz

　　满载输出电流畸变率 <3%

　　输出功率因数 0.8 超前滞后

　　输出效率 ≥98.0%

　　防护等级 IP65 或以上

　　6.2.4 负载单元主要技术参数

　　负载单元主要技术参数应符合表6 的要求。

　　表6 负载单元技术参数

　　参数名称 数值

　　工作方式 阻性、感性、容性

　　可调最小幅度 R≥0.01kvar;L≥0.001kvar;C≥0.001kvar

　　通信接口 RS 485

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　　7 标志、包装、运输和贮存

　　7.1 测试平台标志

　　测试平台应有明显的标志，应保证铭牌字迹在整个使用期内不易磨灭，铭牌宜放置在显著位置，应

　　包含下列内容：

　　a) 产品名称、型号、商标或产品代号。

　　b) 产品主要技术参数：

　　1)额定功率，单位为兆瓦(MW);

　　2)直流侧电压工作范围，单位为伏(V);

　　3)交流侧额定电压，单位为千伏(kV);

　　4)过载能力;

　　5)防护等级;

　　6)制造依据(标准号)。

　　c) 出厂编号。

　　d) 制造日期(批号)。

　　e) 制造厂名、厂址。

　　f) 使用年限。

　　7.2 包装

　　随同产品供应的技术文件供应的技术文件包括：

　　a) 装箱清单;

　　b) 产品使用维护说明书;

　　c) 操作说明书;

　　d) 产品质量合格证;

　　e) 电气原理图;

　　f) 交货明细表;

　　g) 保修卡。

　　7.3 运输

　　包装好的产品在运输过程中的温度为25℃～+55℃，相对湿度不大于95%。产品在运输过程中，

　　不应有剧烈震动、撞击、倾斜或倒置。某些部件对运输有特殊要求时应注明，以便运输时采取措施。

　　7.4 贮存

　　包装好的产品应贮存在温度为25℃～+55℃，相对湿度不大于95%，场地周围空气中应不含有腐

　　蚀性、尘埃颗粒比较大和金属粒。如有水消防系统，应排除试验时残留的液体。产品到达施工现场应按

　　照技术条件进行维护。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　储能系统测试平台结构拓扑

　　储能系统测试平台结构拓扑如图A.1 所示。

　　图A.1 储能系统测试平台结构拓扑