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3項儲能相關(guān)國家標(biāo)準擬立項!

   2024-09-20 北極星儲能網(wǎng)15550
核心提示:分別是《電化學(xué)儲能構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)規(guī)范》、《電化學(xué)儲能電站安全評價導(dǎo)則》、《電力儲能用飛輪儲能變流器》

日前,國家市場監(jiān)督管理總局(國家標(biāo)準化管理委員會)發(fā)布一批擬立項標(biāo)準公示。其中3項標(biāo)準與儲能相關(guān)。分別是《電化學(xué)儲能構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)規(guī)范》、《電化學(xué)儲能電站安全評價導(dǎo)則》、《電力儲能用飛輪儲能變流器》。

《電化學(xué)儲能構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)規(guī)范》

主要起草單位為中國電力科學(xué)研究院有限公司、陽光電源股份有限公司、華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司。

標(biāo)準規(guī)定了電化學(xué)儲能構(gòu)網(wǎng)型變流器的分類和編碼、基本要求、功能要求、性能要求和輔助系統(tǒng)等要求,描述了相應(yīng)的試驗方法,規(guī)定了檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸和貯存等內(nèi)容。適用于以交流端口電壓在35kV及以下構(gòu)網(wǎng)型變流器的設(shè)計、制造、試驗、檢測、運行、維護和檢修。

目的意義:當(dāng)前電力系統(tǒng)“雙高”、“雙峰”和“雙隨機”特性日益凸顯,對電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制提出了更高要求。儲能作為優(yōu)質(zhì)的靈活調(diào)節(jié)資源和潛在的主動支撐手段,是構(gòu)建新型能源體系、推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要裝備基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù),是助力實現(xiàn)“碳達峰碳中和”目標(biāo)的重要支撐,可在新型電力系統(tǒng)“保供應(yīng)、保安全和促消納”挑戰(zhàn)中發(fā)揮顯著作用,并已實現(xiàn)工程化和商業(yè)化應(yīng)用。

隨著新能源占比的不斷攀升,局部高比例新能源接入電網(wǎng)缺少同步支撐電源,短路電流水平不斷下降,呈現(xiàn)弱交流電網(wǎng)特性,寬頻振蕩、暫態(tài)過電壓、鎖相失步等新能源并網(wǎng)穩(wěn)定問題相對頻發(fā),電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題愈加突出。

相比傳統(tǒng)采用跟網(wǎng)型鎖相環(huán)控制技術(shù)的儲能技術(shù),構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)可以模擬發(fā)電機的勵磁及功角特性,具有主動電壓支撐、自動慣量支撐和調(diào)頻響應(yīng)能力,能夠改善電網(wǎng)阻尼特性抑制寬頻振蕩,提高弱電網(wǎng)短路能力,是解決新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行及新能源高比例消納的有效手段。

《國家能源局關(guān)于組織開展可再生能源發(fā)展試點示范的通知》(國能發(fā)新能〔2023〕66號)中明確指出,主要支持構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電、構(gòu)網(wǎng)型光伏發(fā)電、構(gòu)網(wǎng)型儲能、新能源低頻組網(wǎng)送出等技術(shù)研發(fā)與工程示范,顯著提高新能源接入弱電網(wǎng)的電壓、頻率等穩(wěn)定支撐能力,大幅提升風(fēng)電光伏大基地項目輸電通道的安全穩(wěn)定送電能力。

新疆、西藏、江蘇等省市相繼提出要加裝構(gòu)網(wǎng)型儲能裝置,建設(shè)構(gòu)網(wǎng)型儲能電站來應(yīng)對新型電力系統(tǒng)的風(fēng)險,提高電網(wǎng)的抗擾、主動支撐、感知等涉網(wǎng)能力改造提升,推動新能源從并網(wǎng)向組網(wǎng)轉(zhuǎn)變。

但目前,國內(nèi)尚未有明確的針對構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器的相關(guān)標(biāo)準,因此在進行構(gòu)網(wǎng)型儲能電站設(shè)計、建設(shè)和并網(wǎng)過程中,無法對構(gòu)網(wǎng)型變流器進行可靠安全的邊界設(shè)計,無法進行產(chǎn)品型式試驗,無法保障構(gòu)網(wǎng)型儲能電站的安全可靠運行,因此,為適應(yīng)工程實際需要和未來技術(shù)發(fā)展需要,有必要對構(gòu)網(wǎng)型變流器提出技術(shù)要求,明確試驗方法,明晰能力邊界,為行業(yè)的發(fā)展指明方向,提高儲能裝備水平,助力儲能裝備盡早走出去,搶占技術(shù)高地。

《電化學(xué)儲能電站安全評價導(dǎo)則》

主要起草單位中國電力科學(xué)研究院有限公司。

標(biāo)準適用于裝機規(guī)模為500kW/500kWh及以上的鋰離子電池、鈉離子電池、鉛酸(炭)電池等電化學(xué)儲能電站安全評價。規(guī)定了電化學(xué)儲能電站安全生產(chǎn)規(guī)章制度評價、設(shè)備設(shè)施評價、運行維護評價、檢修評價和綜合評價等評價內(nèi)容及方法。

目的意義:(一)制修訂推薦性國家標(biāo)準的必要性、可行性 (1)立項必要性:作為支撐智能電網(wǎng)和能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),儲能受到廣泛關(guān)注,其中以鋰離子電池為代表的電池儲能成為大規(guī)模儲能的首選儲存載體之一。

鋰離子電池儲能技術(shù)近年來在本體研發(fā)、規(guī)模化集成、安全防護、功能實現(xiàn)與工程驗證等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)提升,通過了規(guī)模化應(yīng)用功能驗證,面向電力系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準體系和應(yīng)用管理體系日趨完善,在可控安全應(yīng)用等方面的問題也在逐步改善。

然而隨著電池儲能應(yīng)用規(guī)模逐漸增加,暴露出儲能系統(tǒng)在質(zhì)量和安全方面存在諸多問題和風(fēng)險,具體表現(xiàn)為兩個方面:一是安全問題突出,近年國內(nèi)外發(fā)生多起儲能電站安全事故,原因涉及儲能核心部件本體缺陷、外部激源、運行環(huán)境及管理缺陷等;二是可靠性不足,已投運儲能電站多存在容量不足、效率低下、壽命過快衰減、故障頻繁等問題,嚴重影響電站正常運行,也給安全經(jīng)濟調(diào)度運行帶來了一定的隱患。

產(chǎn)生上述問題的根本在于儲能工程建設(shè)未嚴格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準要求,缺乏體系化閉環(huán)技術(shù)監(jiān)督要求,無法對儲能電站形成有效的安全監(jiān)管評估。

因此,亟需針對電化學(xué)儲能電站安全評估規(guī)范缺失的現(xiàn)狀,從安全生產(chǎn)規(guī)章制度評價、設(shè)備設(shè)施評價、運行維護評價、檢修評價四方面入手,對儲能規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備選型、監(jiān)造、到貨抽檢、安裝、調(diào)試、試運行、并網(wǎng)驗收、檢修等全過程進行必要的評價監(jiān)督,提升儲能設(shè)備的質(zhì)量與安全水平、降低儲能電站事故概率,以期充分發(fā)揮電化學(xué)儲能支撐電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行的綜合效能。

(2)項目可行性:

 1)政策要求。

北京市“4.16儲能電站火災(zāi)爆炸事故”后,國務(wù)院安委會辦、國家能源局、國家發(fā)改委等均出臺了相關(guān)政策和規(guī)范,明確加強儲能的質(zhì)量、安全管理。

儲能電站安全評估規(guī)范的制定是對上述政策要求的呼應(yīng)。

2)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)成熟度。

隨著電化學(xué)儲能電站的大量投運,存量儲能電站存在長期重大安全隱患的問題,新建儲能電站存在“帶病并網(wǎng)”風(fēng)險,需要建立儲能電站安全性評價規(guī)程,配合現(xiàn)場檢查,評估存量和新建儲能電站安全風(fēng)險,并提出整改措施,為儲能電站的啟用和穩(wěn)定運行提供安全依據(jù)。

3)具有豐富的標(biāo)準編制經(jīng)驗。

中國電科院牽頭編制了包括GB/T 42288《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》在內(nèi)的數(shù)十項電力儲能領(lǐng)域國家標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準、企業(yè)標(biāo)準、團體標(biāo)準,多年深耕電力儲能相關(guān)研究方向,具備標(biāo)準制定、編寫的經(jīng)驗和能力。

4)具有關(guān)鍵技術(shù)支撐。

申報團隊承擔(dān)了多項儲能安全領(lǐng)域相關(guān)的科研項目,在江蘇、上海等地開展過多個儲能電站的安全評估工作,具備豐富的理論和實踐研究基礎(chǔ),可為本標(biāo)準編制提供有力支撐。

《電力儲能用飛輪儲能變流器》

主要起草單位為株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司、中國電力科學(xué)研究院有限公司、華馳動能(北京)科技有限公司。標(biāo)準適用于適用于電力系統(tǒng)以飛輪作為儲能載體的飛輪儲能變流器的設(shè)計、制造、試驗、檢測、運行、維護和檢修。

標(biāo)準規(guī)定了電力儲能用飛輪儲能變流器的制動、在線投入、功率控制、報警和保護、通信、運行信息監(jiān)測等功能要求,電氣性能和安全性能等性能要求,描述了相應(yīng)的試驗方法,規(guī)定了分類和編碼、正常工作條件、并網(wǎng)運行電氣條件、柜體要求和防護等級、檢驗規(guī)則、標(biāo)志,包裝,運輸和貯存等內(nèi)容。

目的意義:當(dāng)前碳中和趨勢加速,新能源裝機量和發(fā)電量快速發(fā)展,然而當(dāng)新能源大量并入電網(wǎng)時,會增加電網(wǎng)波動,電網(wǎng)安全性或?qū)⑹艿經(jīng)_擊,因此,電網(wǎng)調(diào)頻剛性需求凸顯。

飛輪儲能是利用旋轉(zhuǎn)體高速旋轉(zhuǎn)時的動能實現(xiàn)能量儲存,通過控制飛輪實現(xiàn)電能和動能的轉(zhuǎn)換,具有功率密度高、不受充放電次數(shù)限制、充放電迅速、綠色無污染,使用壽命長等特點,在電力系統(tǒng)快速負荷調(diào)節(jié)方面具有獨特的優(yōu)勢,尤其適合電網(wǎng)一次調(diào)頻應(yīng)用場景,每天充放電次數(shù)可高達幾百上千次,隨著大規(guī)模新能源并網(wǎng),電網(wǎng)頻率波動越來越大,迫切需要飛輪儲能這種短時高頻的儲能技術(shù)支持。

飛輪儲能變流器是實現(xiàn)飛輪安全、可靠并網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備。

在電網(wǎng)調(diào)頻應(yīng)用中,飛輪系統(tǒng)接受電網(wǎng)的調(diào)度指令,控制飛輪儲能變流器功率,實現(xiàn)能量快速響應(yīng),飛輪儲能變流器不僅需要滿足并網(wǎng)技術(shù)要求,同時也需要滿足飛輪電機的高動態(tài)響應(yīng)要求。

目前飛輪儲能變流器在電力儲能領(lǐng)域應(yīng)用缺乏標(biāo)準規(guī)范和引導(dǎo),亟需制定相關(guān)國家標(biāo)準。

必要性(一):電力級飛輪儲能雙向變流器技術(shù)發(fā)展亟需標(biāo)準引導(dǎo)目前飛輪儲能變流器的技術(shù)方案、技術(shù)指標(biāo)沒有統(tǒng)一規(guī)范,導(dǎo)致在實際項目應(yīng)用中變流器的方案多樣化,不能完全滿足飛輪在電力儲能上快速充放電響應(yīng)、調(diào)節(jié)、切換等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)以及安全、可靠性要求。

因此需結(jié)合電力儲能實際應(yīng)用需求制定國家標(biāo)準,引導(dǎo)儲能專用飛輪儲能變流器的技術(shù)發(fā)展方向,提升其綜合應(yīng)用性能。

必要性(二):規(guī)范產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要 從2022年起,電力儲能用飛輪儲能開始進入規(guī)模化應(yīng)用階段,MW級飛輪儲能電站不斷投入建設(shè),面對日益增長的應(yīng)用規(guī)模,飛輪儲能變流器在電力儲能領(lǐng)域的應(yīng)用缺乏標(biāo)準規(guī)范和引導(dǎo),亟需以電力儲能實際應(yīng)用需求為導(dǎo)向,結(jié)合飛輪儲能的特性制定國家標(biāo)準,明確對飛輪儲能變流器的技術(shù)要求,提出與飛輪儲能系統(tǒng)實際運行條件和需求匹配的試驗方法,規(guī)范飛輪儲能變流器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

必要性(三):完善電力儲能國家標(biāo)準體系 填補電力儲能標(biāo)準體系中飛輪儲能變流器國家標(biāo)準的空白。

(2)項目可行性:

 1)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)成熟度。

飛輪儲能是一種技術(shù)日趨成熟的新型儲能技術(shù),飛輪儲能變流器因此也得到了快速發(fā)展,正處于示范工程應(yīng)用向商業(yè)規(guī)模化的高速發(fā)展階段,目前已有MW級的并網(wǎng)示范工程。

隨著新能源并網(wǎng)規(guī)模逐步擴大,應(yīng)用飛輪儲能來解決電網(wǎng)調(diào)頻問題已成為優(yōu)選解決方案。

然而目前國內(nèi)外還沒有專門針對電力儲能用飛輪儲能變流器的國家級標(biāo)準,尤其是單機大功率MW級飛輪儲能才開始起步,其配套的飛輪儲能雙向變流器沒有可參考的標(biāo)準,無法從根源上保證飛輪儲能系統(tǒng)穩(wěn)定運行的安全與質(zhì)量,制定本標(biāo)準可為飛輪儲能電站的安全與質(zhì)量提供有效保障。

2)具有豐富的標(biāo)準編制經(jīng)驗。

申報團隊為IEC/TC9國際標(biāo)準,全國牽標(biāo)委(SAC/TC278)和行業(yè)牽引電氣設(shè)備標(biāo)準化歸口單位,獲得了5項重要國際標(biāo)準的主導(dǎo)起草權(quán),組織制訂國家、行業(yè)標(biāo)準共139項。

3)具有豐富的理論和實踐支撐。

申報團隊是中國中大功率變流技術(shù)領(lǐng)域唯一國家級工程研究中心,專業(yè)從事變流技術(shù)前沿科技研究、模塊化設(shè)計、核心技術(shù)系統(tǒng)化應(yīng)用。

依托軌道交通的核心技術(shù)和平臺,已建立從器件、裝置到系統(tǒng)的完整產(chǎn)業(yè)鏈,整體技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先,并取得了系列首臺套業(yè)績突破,實現(xiàn)重大技術(shù)裝備領(lǐng)域的進口替代和“卡脖子“關(guān)鍵技術(shù)突破。

同時申報團隊在電力調(diào)頻領(lǐng)域具有豐富的飛輪儲能變流器產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗。

 
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