TCRES0015-2023飛輪儲能調(diào)頻電站技術(shù)規(guī)范

ICS27.180

F19

中國可再生能源學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)

T/CRES0015-2023

飛輪儲能調(diào)頻電站技術(shù)規(guī)范

FlywheelEnergyStorageGridFrequencyRegulationTechnical

Specification

學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載

2023-08-04發(fā)布2023-09-01實(shí)施

中國可再生能源學(xué)會發(fā)布

T/CRESO015-2023

飛輪儲能調(diào)頻電站技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了飛輪儲能調(diào)頻電站的設(shè)備及并網(wǎng)條件、一次調(diào)頻及二次調(diào)頻的功能要求

和技術(shù)性能指標(biāo)。

本文件適用于額定功率10MW及以上的飛輪儲能調(diào)頻電站。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本

適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)

準(zhǔn)。

GB14285繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程

GB/T31464電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則

GB/T33592分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范

GB/T34133儲能變流器檢測技術(shù)規(guī)程

GB/T36548電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測試規(guī)范

GB/T36549電化學(xué)儲能電站運(yùn)行指標(biāo)及評價(jià)

GB/T40595并網(wǎng)電源一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)定及試驗(yàn)導(dǎo)則

DL/T1870電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC

60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問

中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNESA1202飛輪儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

飛輪儲能調(diào)頻電站flywheelenergystoragefrequencyregulationplant

學(xué)兔兔采用飛輪儲能系統(tǒng)作為儲能元件，可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)電能存儲及釋放的電站標(biāo)準(zhǔn)下載，通常由若干個

不同或相同類型的飛輪儲能系統(tǒng)組成，主要承擔(dān)電網(wǎng)頻率控制。

1

T/CRESO015-2023

3.2

飛輪儲能系統(tǒng)freewheelenergystoragesystem

實(shí)現(xiàn)電能與飛輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)動能雙向轉(zhuǎn)換的儲能裝置，由飛輪儲能單元和功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

組成。

3.3

熱備狀態(tài)hotstandbystate

飛輪儲能轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速處于工作轉(zhuǎn)速區(qū)間，設(shè)備保護(hù)及自動裝置滿足帶電要求，斷路器

的控制、合閘及信號電源投入，隨時(shí)可以接受控制指令，進(jìn)入充（放電）運(yùn)行狀態(tài)。

3.4

充電狀態(tài)chargingstate

飛輪儲能電站中的飛輪儲能系統(tǒng)以電動機(jī)方式運(yùn)行，飛輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高，從電網(wǎng)吸收

能量，將電能轉(zhuǎn)換成動能存儲的狀態(tài)。

3.5

放電狀態(tài)dischargingstate

飛輪儲能電站中的飛輪儲能系統(tǒng)以發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，飛輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低，將動能轉(zhuǎn)換

成電能，通過功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)向電網(wǎng)釋放能量的狀態(tài)。

3.6

充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間transfertimebetweenchargeanddischarge

飛輪儲能電站在充電和放電狀態(tài)之間切換所需要的時(shí)間。一般是指從90%額定功率充電

狀態(tài)轉(zhuǎn)換到90%額定功率放電狀態(tài)與從90%額定功率放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到90%額定功率充電狀態(tài)所

需時(shí)間的平均值。

3.7

額定功率能量轉(zhuǎn)換效率energyconversionefficiencyatratedpower

飛輪儲能系統(tǒng)以額定功率放電時(shí)，由最高工作轉(zhuǎn)速運(yùn)行至最低工作轉(zhuǎn)速所輸出的電能

與同循環(huán)過程以額定功率充電時(shí)，由最低工作轉(zhuǎn)速運(yùn)行至最高工作轉(zhuǎn)速所輸入的電能的比

值,用百分?jǐn)?shù)表示。

3.8

最大可用充放電功率maximumavailablechargeanddischargepower

飛輪儲能電站在運(yùn)行中實(shí)際所能提供的最大充放電功率。

學(xué)兔兔3.9標(biāo)準(zhǔn)下載

最大調(diào)節(jié)步長maximumadjustmentstep

對飛輪儲能電站進(jìn)行AGC控制的單個控制指令的最大調(diào)節(jié)幅度。

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T/CRESO015-2023

3.10

荷電狀態(tài)stateofcharge,SOC

簡稱SOC，也稱剩余電量，一般用百分比來表示。

4基本要求

4.1飛輪儲能系統(tǒng)一般要求

4.1.1性能要求

飛輪儲能電站所采用的飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)滿足團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNESA1202-2020《飛輪儲能

系統(tǒng)通用技術(shù)條件》的性能要求。

4.1.2安全性要求

飛輪儲能電站所采用的飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)滿足團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNESA1202-2020《飛輪儲能

系統(tǒng)通用技術(shù)條件》的安全性要求。

4.1.3壽命要求

飛輪儲能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)不小于25年，或滿功率充放的循環(huán)次數(shù)應(yīng)不小于10萬次。

4.1.4容量要求

飛輪儲能系統(tǒng)的額定功率應(yīng)不小于100kW，額定功率充電持續(xù)時(shí)間和放電持續(xù)時(shí)間均應(yīng)

不小于5min。

4.1.5效率要求

飛輪儲能系統(tǒng)額定功率充電效率應(yīng)不低于90%、額定功率放電效率應(yīng)不低于90%、額定

功率能量轉(zhuǎn)換效率應(yīng)不低于80%。

4.1.6熱備狀態(tài)功耗

飛輪儲能系統(tǒng)熱備狀態(tài)下功耗應(yīng)不大于額定輸出功率的1.5%。

4.2飛輪儲能調(diào)頻電站一般要求

4.2.1飛輪儲能調(diào)頻電站接入電力系統(tǒng)的通用技術(shù)條件，應(yīng)滿足GB/T31464的基本要求。

4.2.2參與電網(wǎng)調(diào)頻的飛輪儲能電站，應(yīng)滿足GB/T40595中的總體要求。

4.2.3飛輪儲能調(diào)頻電站根據(jù)接入電網(wǎng)的電壓等級進(jìn)行容量匹配。

4.2.4在電力系統(tǒng)事故或緊急情況下，飛輪儲能調(diào)頻電站運(yùn)行控制應(yīng)符合GB/T31464相關(guān)

學(xué)兔兔規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)下載

4.2.5飛輪儲能調(diào)頻電站應(yīng)支持孤島運(yùn)行模式。

4.2.6飛輪儲能調(diào)頻電站應(yīng)配置相應(yīng)的安全保護(hù)系統(tǒng)。

4.3飛輪儲能調(diào)頻電站接入電網(wǎng)技術(shù)原則

3

T/CRESO015-2023

4.3.1飛輪儲能調(diào)頻電站接入電力系統(tǒng)應(yīng)滿足GB∕T31464和DL/T1870的基本要求，并網(wǎng)

點(diǎn)的選擇符合并網(wǎng)影響分析的要求。

4.3.2飛輪儲能調(diào)頻電站并網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)安裝可閉鎖、具有明顯開斷點(diǎn)、能實(shí)現(xiàn)可靠接地功能的

開斷設(shè)備，具備開斷故障電流的能力，可就地操作或遠(yuǎn)程操作。

4.3.3飛輪儲能調(diào)頻電站接入電網(wǎng)后，不應(yīng)導(dǎo)致其所接入電網(wǎng)的短路容量超過該電壓等級

的允許值；短路電流值應(yīng)低于斷路器遮斷容量且留有一定裕度。

4.3.4飛輪儲能調(diào)頻電站接入電網(wǎng)應(yīng)進(jìn)行輸配電設(shè)備允許的載流能力校核。

4.3.5飛輪儲能調(diào)頻電站并網(wǎng)點(diǎn)處的保護(hù)應(yīng)與所接入電網(wǎng)的保護(hù)相協(xié)調(diào)配合。

4.3.6飛輪儲能調(diào)頻電站并網(wǎng)點(diǎn)處的接口設(shè)備應(yīng)滿足相應(yīng)電壓等級的電氣設(shè)備絕緣耐壓規(guī)

定。

4.3.7通信要求：飛輪儲能調(diào)頻電站與調(diào)度主站應(yīng)采用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、專用遠(yuǎn)動通道等

進(jìn)行通信，通信規(guī)約采用DL/T634.5101、DL/T634.5104等規(guī)定的通訊方式。飛輪儲能電

站與調(diào)度主站具有一次調(diào)頻實(shí)時(shí)交互信息功能。

4.4飛輪儲能調(diào)頻電站接入電網(wǎng)測試一般要求

4.4.1飛輪儲能電站接入電力系統(tǒng)的測試，應(yīng)參考GB∕T40595、GB∕T36548或其他相關(guān)

標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定進(jìn)行，應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：

電網(wǎng)適應(yīng)性測試(包含頻率適應(yīng)性測試、電壓適應(yīng)性測試和電能質(zhì)量適應(yīng)性測試)

功率控制測試（有功功率調(diào)節(jié)能力測試、無功功率調(diào)節(jié)能力測試、功率因數(shù)調(diào)節(jié)能力

測試）

安全及保護(hù)功能測試；

過載能力測試；

充放電響應(yīng)時(shí)間測試；

充放電調(diào)節(jié)時(shí)間測試；

充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間測試；

能量轉(zhuǎn)換效率測試；

通信與自動化測試；

孤島模式測試。

學(xué)兔兔5一次調(diào)頻技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)下載

5.1功能要求

5.1.1飛輪儲能調(diào)頻電站的一次調(diào)頻功能應(yīng)按照電網(wǎng)公共連接點(diǎn)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在并網(wǎng)運(yùn)

行時(shí)（充電狀態(tài)、放電狀態(tài)、熱備狀態(tài)），一次調(diào)頻功能始終投入并確保正常運(yùn)行。

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T/CRESO015-2023

5.1.2飛輪儲能調(diào)頻電站通過有功功率控制實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻功能，在電網(wǎng)高頻擾動情況下，

當(dāng)電網(wǎng)頻率超過一次調(diào)頻控制死區(qū)時(shí)，飛輪儲能電站快速響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化，參與電網(wǎng)頻

率調(diào)節(jié)。

5.1.3飛輪儲能電站的一次調(diào)頻功能通過儲能變流器或儲能協(xié)調(diào)控制器實(shí)現(xiàn)，調(diào)差率、頻

率死區(qū)、調(diào)頻限幅等一次調(diào)頻參數(shù)應(yīng)可設(shè)置。

5.1.4飛輪儲能電站及其各個飛輪儲能系統(tǒng)單體均應(yīng)具備一次調(diào)頻投入/退出功能。

5.1.5在電網(wǎng)工作在49.85Hz以下時(shí)，飛輪儲能電站不允許進(jìn)入充電狀態(tài)，或者電網(wǎng)工作在

50.15Hz以上時(shí)，飛輪儲能電站不允許進(jìn)入放電狀態(tài)。

5.1.6飛輪儲能電站應(yīng)具備一次調(diào)頻相關(guān)歷史數(shù)據(jù)的存儲、查詢功能。

5.2技術(shù)性能指標(biāo)

5.2.1一次調(diào)頻頻率死區(qū)應(yīng)控制在±O.O3-0.05Hz以內(nèi)（該值可根據(jù)接入點(diǎn)電網(wǎng)實(shí)際情況

確定）。

5.2.2一次調(diào)頻的調(diào)差率應(yīng)不大于0.5%-3%（該值可根據(jù)接入點(diǎn)電網(wǎng)實(shí)際情況確定）。

5.2.3一次調(diào)頻的投用范圍為調(diào)度機(jī)構(gòu)核定的岀力范圍。飛輪儲能電站一次調(diào)頻的頻率階

躍擾動調(diào)節(jié)過程如圖1所示。

學(xué)兔兔說明：標(biāo)準(zhǔn)下載

thx一響應(yīng)遲滯時(shí)間：

t0.9—一次調(diào)頻階躍響應(yīng)時(shí)間；

ts—一次調(diào)頻調(diào)節(jié)時(shí)間。

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T/CRESO015-2023

圖1飛輪儲能電站一次調(diào)頻的頻率階躍擾動調(diào)節(jié)過程

對于調(diào)節(jié)目標(biāo)變化量不低于額定功率10%的，其頻率階躍擾動響應(yīng)過程應(yīng)滿足以下要求：

1）一次調(diào)頻響應(yīng)遲滯時(shí)間thx應(yīng)不大于0.1s。

2）一次調(diào)頻的階躍響應(yīng)時(shí)間t0.9應(yīng)不大于0.2s。

3）一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)時(shí)間ts應(yīng)不大于1S。

4）一次調(diào)頻的穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)控制在額定功率的±1%以內(nèi)。

5.2.4頻率信號的采樣周期應(yīng)小于80ms，頻率測量誤差不大于0.002Hz。

6二次調(diào)頻技術(shù)要求

6.1功能要求

6.1.1飛輪儲能電站應(yīng)具備AGC遠(yuǎn)方/就地控制功能，各飛輪儲能系統(tǒng)均應(yīng)具備AGC投入/退

出控制功能。

6.1.2飛輪儲能電站接收到電網(wǎng)調(diào)度下發(fā)的AGC控制指令時(shí)，應(yīng)根據(jù)各飛輪儲能系統(tǒng)的運(yùn)行

狀態(tài)、SOC等條件，實(shí)時(shí)生成各飛輪儲能系統(tǒng)的有功控制指令，采用相應(yīng)的控制策略執(zhí)行各

飛輪儲能系統(tǒng)的有功輸出控制，實(shí)現(xiàn)對調(diào)度AGC控制目標(biāo)的跟蹤。

6.1.3飛輪儲能電站應(yīng)具備對調(diào)度下發(fā)AGC控制指令的校驗(yàn)功能。校驗(yàn)AGC控制指令是否超

岀飛輪儲能電站的最大可用充放電功率、荷電狀態(tài)（SOC），超出最大允許值時(shí)須拒絕執(zhí)行。

6.1.4飛輪儲能電站在正常運(yùn)行狀態(tài)下（充電狀態(tài)、放電狀態(tài)、熱備狀態(tài)），均應(yīng)具備AGC

功能。

6.1.5飛輪儲能電站應(yīng)具備AGC投入/退出功能，在電網(wǎng)頻率異常、通信中斷和儲能系統(tǒng)故

障等情況時(shí)，應(yīng)閉鎖AGC控制功能。

6.1.6飛輪儲能電站應(yīng)具備一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)控制功能，有功功率控制目標(biāo)應(yīng)為調(diào)度端

AGC有功指令值與一次調(diào)頻響應(yīng)調(diào)節(jié)量的代數(shù)和。

6.1.7響應(yīng)死區(qū)、穩(wěn)態(tài)控制偏差、調(diào)節(jié)速率等AGC控制參數(shù)應(yīng)可設(shè)置。

6.1.8飛輪儲能電站應(yīng)具備AGC相關(guān)歷史數(shù)據(jù)的存儲、查詢功能。

學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載

6.2技術(shù)性能指標(biāo)

6.2.1AGC的投用范圍為調(diào)度機(jī)構(gòu)核定的出力范圍，可調(diào)功率范圍不大于±100%額定功率。

6.2.2AGC控制的最大調(diào)節(jié)步長應(yīng)設(shè)置為100%額定功率。

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