陳滿
南方電網(wǎng)調峰調頻發(fā)電有限公司
1.編制背景
電池儲能技術近年來發(fā)展很快,由于其能量密度高、占地面積小、效率高、建設周期短、站址適應性強等優(yōu)點,具有在電力系統(tǒng)應用的前景。近年負荷峰谷差存在加大的趨勢。負荷峰谷差的日益增大給發(fā)電和電力調度帶來困難。充分利用儲能系統(tǒng),最大限度地提高現(xiàn)有設備輸變電能力、經(jīng)濟高效的利用電能是解決問題的根本所在。另一方面,風能、太陽能等新能源發(fā)電具有不穩(wěn)定和不連續(xù)的特點,儲能監(jiān)控系統(tǒng)對于保證儲能的與風電/光伏發(fā)電機組高效、可靠協(xié)調具有重要的意義。電化學儲能電站作為目前儲能站建設相對成熟的技術和發(fā)展方向,建立和健全電池儲能站技術標準體系,科學規(guī)劃和指導電池儲能站設施建設和運營,實現(xiàn)電池儲能站建設的標準化,有效降低施工難度和運維費用,利于電池儲能技術的規(guī)?;褂?,推動儲能技術的發(fā)展和產業(yè)化。
本規(guī)范規(guī)定了功率不小于500kW且容量不小于500kWh的電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)結構、功能和技術要求,適當考慮3~5年內電池儲能技術發(fā)展趨勢,規(guī)定了監(jiān)控系統(tǒng)的結構及功能要求、并提出了監(jiān)控系統(tǒng)的主要性能指標以及防雷接地要求及電源要求,對于保證電化學儲能電站運行的可靠性和安全性,規(guī)范監(jiān)控系統(tǒng)的設備生產及工程設計具有重要的指導意義。
2.編制原則
標準編制的主要原則是遵守現(xiàn)有的相關法律、條例、標準和導則等,兼顧電網(wǎng)運行和儲能系統(tǒng)技術發(fā)展的要求,對儲能監(jiān)控系統(tǒng)的功能、設備配置、系統(tǒng)參數(shù)提出要求,同時,盡量使標準內容和條文便于理解、引用和實施。標準編制過程中,查閱了大量的國內外相關標準資料,借鑒了電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設備技術要求,結合我國電力系統(tǒng)實際情況,對監(jiān)控建設、制造提供指導,對國內儲能技術的發(fā)展方向提供了一定的引導,為我國儲能產業(yè)的規(guī)范化發(fā)展和保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了支撐。
3.編制依據(jù)
標準編制過程中,重點參考了國內電網(wǎng)變電站、發(fā)電站監(jiān)控相關技術規(guī)范,并結合儲能電站的運行需求及特點,國內儲能電站實施案例進行編制,并最大范圍內征求了行業(yè)內設備廠商、集成商、電站運營商、電網(wǎng)公司、發(fā)電公司等專業(yè)人士的意見和建議,反復推敲,力求通俗易懂,盡量使標準內容和條文便于理解、引用和實施。
4.標準解讀
4.1 標準主要內容
本標準參照《工程建設標準編寫規(guī)定》的要求編寫,分為9章和附錄A,包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、總則、系統(tǒng)構成、系統(tǒng)功能、性能指標、防雷接地、電源、附錄A,B。
4.2標準使用范圍
本標準適用于功率不小于500kW且容量不小于500kWh的新建、擴建或改建工程電化學儲能電站,對系統(tǒng)構成、系統(tǒng)功能、性能指標、防雷接地、電源進行了規(guī)定。
4.3主要條款解讀
4.3.1 術語
本標準規(guī)定了12個術語與定義,主要包括儲能相關設備及監(jiān)控系統(tǒng)構架、核心設備的術語及定義。
4.3.2 總則
總則規(guī)定了監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求,在滿足可擴展性、可靠性前提下應考慮經(jīng)濟型原則,實現(xiàn)資源共享。
4.3.3 系統(tǒng)構成
5.1.1站內監(jiān)控系統(tǒng)宜由站控層、間隔層兩部分組成,并采用分層、分布、開放式網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)連接。
解讀:本條規(guī)定了電化學儲能電站的系統(tǒng)結構,宜采用分層分布結構。
5.1.2 站控層宜由計算機網(wǎng)絡連接的系統(tǒng)主機/操作員站、歷史數(shù)據(jù)服務器、遠動工作站、應用服務器(可由主機兼任)、工程師站(選配)等設備構成,為站內運行提供人機界面,實現(xiàn)間隔層設備的控制管理,形成全站的監(jiān)控和管理中心,并可與各級監(jiān)控中心通信。
解讀:本條規(guī)定了站控層的主要設備,有些電化學儲能電站較小,工程師站可以與工作組合并。
5.2.1監(jiān)控系統(tǒng)宜采用星型網(wǎng)絡(共享式或交換式以太網(wǎng)),功率為1MW或容量1MWh以上的電化學儲能電站宜采用雙網(wǎng)冗余配置,其余電化學儲能電站可采用單網(wǎng)。監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可參考資料性附錄A、B。
解讀:本條根據(jù)GB51048《電化學儲能電站設計規(guī)范》中的大、中、小型電化學儲能電站進行劃分,考慮對網(wǎng)絡可靠性的要求,對于大型及中型電化學儲能電站宜采用雙網(wǎng)冗余配置,小型電化學儲能電站可采用單網(wǎng)。
5.2.2電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)宜單獨組網(wǎng),并以儲能單元為單位接入站控層,充分考慮站內電池堆、功率變換系統(tǒng)的配置方案,保證信息交換的可靠性與實時性。
解讀:考慮儲能系統(tǒng)的快速控制的需求,功率變換系統(tǒng)宜單獨組網(wǎng),與大量電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)分開上送。
5.3.2.2功率為1MW或容量為1MWh及以上的電化學儲能電站主機/操作員工作站宜采用雙機冗余配置,其余電化學儲能電站可采用單機配置。
解讀:本條根據(jù)GB51048《電化學儲能電站設計規(guī)范》中的大、中、小型電化學儲能電站進行劃分,考慮對系統(tǒng)運行的可靠性的要求,對于大型及中型電化學儲能電站宜采用雙機冗余配置,一臺主機發(fā)生故障的情況下,可保證系統(tǒng)的可靠運行。
4.3.4 系統(tǒng)功能要求
6.4.4 監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能定位宜支持下列應用模式但不限于:
a)削峰填谷;
b)孤網(wǎng)運行;
c)系統(tǒng)調頻;
d)電壓支撐;
e)電能質量治理;
f)平滑功率輸出;
g) 跟蹤計劃出力。
解讀:監(jiān)控系統(tǒng)的功能根據(jù)各應用場景配置高級應用功能,可以是其中一項或者多項。
6.10.1站控層設備與電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)、保護測控設備之間宜采用以太網(wǎng)連接,宜采用基于網(wǎng)絡的通信協(xié)議。其中,站控層與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議宜采用IEC61850、ModbusTCP/IP等,站控層與PCS、保護測控設備等其他設備之間通信宜采用IEC 61850、ModbusTCP/IP通信規(guī)約。
解讀:站控層設備與電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)、保護測控設備之間優(yōu)先采用IEC61850規(guī)約,IEC61850規(guī)約具備通信速度快、模塊化、可擴展性好等優(yōu)點,隨著規(guī)模化調度、聚合儲能的發(fā)展,后續(xù)調度運維擴容都具有一定的優(yōu)勢。
4.3.5 性能指標
性能指標主要包括系統(tǒng)性能電磁兼容性能,其中系統(tǒng)系統(tǒng)主要考慮系統(tǒng)誤差、響應速度、數(shù)據(jù)刷新速度及系統(tǒng)可靠性幾個方面。
4.3.6 電源
9.3 交流不間斷電源的備用電源切換時間應不大于5ms,備用時間應不小于2小時。
解讀:交流不間斷電源的切換時間主要考慮數(shù)據(jù)不丟失服務器允許的切換時間,備用時間主要考慮外部救援或者外電恢復所需要的時間。
5、結束語
本文從標準的編制背景和意義、編制過程、適用范圍、主要內容等方面對NB/T 42090-2014 《電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》進行了全面解讀。希望本標準的頒布實施,能夠正確引導國內電化學儲能電站的監(jiān)控系統(tǒng)建設。
限于編寫組水平有限,如發(fā)現(xiàn)標準中有不當之處,請及時向全國電力儲能標準化委員會和中國電力企業(yè)聯(lián)合會反饋。
原標題:標準解讀|NB/T 42090-2016 電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范