标准搜索结果: 'GB/T 34133-2017'
| 标准编号 | GB/T 34133-2017 (GB/T34133-2017) | | 中文名称 | 储能变流器检测技术规程 | | 英文名称 | [Including 2018XG1] Testing code for power converter of electrochemical energy storage system | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F19 | | 国际标准分类 | 27.180 | | 字数估计 | 46,492 | | 发布日期 | 2017-07-31 | | 实施日期 | 2018-02-01 | | 起草单位 | 中国电力科学研究院、阳光电源股份有限公司、北京群菱能源科技有限公司、许继电源股份有限公司 | | 归口单位 | 中国电力企业联合会 | | 提出机构 | 中国电力企业联合会 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 34133-2017
Testing code for power converter of electrochemical energy storage system
ICS 27.180
F19
中华人民共和国国家标准
储能变流器检测技术规程
2017-07-31发布
2018-02-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 检测条件 2
5 检测装置 3
6 检测项目 5
附录A(资料性附录) 检测记录 26
附录B(规范性附录) 功率设定值控制响应时间及控制精度判定方法 38
附录C(规范性附录) 检测规则 40
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
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这些专利的责任。
本标准由中国电力企业联合会提出并归口。
本标准起草单位:中国电力科学研究院、阳光电源股份有限公司、北京群菱能源科技有限公司、许继
电源股份有限公司。
本标准主要起草人:吴福保、陈志磊、张军军、秦筱迪、李臻、牛晨晖、陈梅、夏烈、徐亮辉、赵为、林永清、
曹智慧、李政、周荣蓉、郭重阳、董玮、曹磊、杨青斌。
储能变流器检测技术规程
1 范围
本标准规定了电化学储能变流器的检测项目、检测条件、检测装置和检测步骤等。
本标准适用于以电化学电池作为储能载体的低压三相储能变流器,且直流侧电压不超过1000V。
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 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温
GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温
GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验
GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 Db:交变湿热(12h+12h
循环)
GB/T 3859.1 半导体变流器通用要求和电网换相变流器 第1-1部分:基本要求规范
GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)(IEC 60529:2001)
GB 4793.1 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分:通用要求
GB 4824 工业、科学和医疗(ISM)射频设备 骚扰特性 限值和测量方法
GB/T 7251.1 低压成套开关设备和控制设备 第1部分:型式试验和部分型式试验成套设备
GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差
GB/T 13422 半导体变流器 电气试验方法
GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡
GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差
GB/T 17626.2 电磁兼容 检测和测量技术 静电放电抗扰度检测
GB/T 17626.3 电磁兼容 检测和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度检测
GB/T 17626.4 电磁兼容 检测和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度检测
GB/T 17626.5 电磁兼容 检测和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度检测
GB/T 17626.6 电磁兼容 检测和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T 17626.15 电磁兼容性 试验和测量技术 闪烁仪 功能和设计规范
GB/T 20840.2 互感器 第2部分:电流互感器的补充技术要求
GB/T 20840.3 互感器 第3部分:电磁式电压互感器的补充技术要求
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电化学储能系统中,连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的装置。
3.2
充电过程中电流保持恒定的充电。
3.3
充电过程中电压保持恒定的充电。
3.4
电池储能系统在恒流充电状态下,储能变流器直流侧输出电流在其额定值范围内任一数值上保持
稳定时,其输出电流最大波动值与设定值之间的比值。
3.5
电池储能系统在恒压充电状态下,储能变流器直流侧输出电流在其额定值范围内变化,输出电压在
可调节范围内任一数值上保持稳定时,其输出电压最大波动值与设定值之间的比值。
3.6
当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时,在一定的电压跌落范围和时间间隔内,电池储能系
统能够保证不脱网连续运行。
3.7
电网模拟装置 gridsimulator
模拟电网输出特性的可控交流电源。
3.8
储能系统在充电状态和放电状态之间切换所需要的时间。一般是指从90%额定功率充电状态转
换到90%额定功率放电状态与从90%额定功率放电状态转换到90%额定功率充电状态所需时间的平
均值。
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:20℃~30℃;
b) 相对湿度:≤90%;
c) 环境气压:86kPa~106kPa。
4.2 电气条件
4.2.1 电网电能质量条件
检测应在以下电网电能质量条件下进行:
a) 电压谐波总畸变率应满足GB/T 14549的规定;
b) 电网频率偏差应满足GB/T 15945的规定;
c) 电网电压偏差应满足GB/T 12325的规定;
d) 电网电压三相不平衡度应满足GB/T 15543的规定。
4.2.2 电气安全要求
测试场地电气安全应满足GB 4793.1的要求。
5 检测装置
5.1 测量装置
电压、电流测量装置和数据采集装置的准确度等级应至少满足表1的要求。电压互感器应满足
GB/T 20840.3的要求,电流互感器应满足GB/T 20840.2的要求,传感器响应时间不应大于100μs。
数据采集装置的采样频率不应小于10kHz(电能质量测量时不应小于20kHz),带宽不应小于10kHz。
频率测量精度应至少达到0.01Hz。
表1 测量设备仪器准确度要求
设备仪器 准确度等级
电压互感器 0.2级
电压传感器 0.2级
电流互感器 0.2级
电流传感器 0.2级
数据采集装置 0.2级
5.2 电网模拟装置
5.2.1 功能要求
电网模拟装置应至少具备以下功能:
a) 各相电压值可独立调节及编程控制;
b) 频率值可调节及编程控制;
c) 电能可双向流动。
5.2.2 性能要求
电网模拟装置的性能指标应符合以下要求:
a) 与储能变流器连接侧的电压谐波应小于GB/T 14549中谐波允许值的50%;
b) 向电网注入的电流谐波应小于GB/T 14549中谐波允许值;
c) 输出电压基波偏差值应小于0.2%,输出电压可调节步长不应大于被测设备可调节步长的1/2;
d) 输出频率偏差值应小于0.01Hz,可调节步长至少为0.05Hz;
e) 响应时间应小于0.02s;
f) 三相电压不平衡度应小于1%,相位偏差应小于1%;
g) 额定功率不应小于储能变流器的额定功率的1.2倍。
5.3 电压跌落发生装置
电压跌落发生装置宜使用无源电抗器模拟电网电压跌落,原理如图1所示,装置应满足以下要求:
图1 电压跌落发生装置示意图
a) 装置应能模拟三相对称电压跌落、相间电压跌落和单相电压跌落;
b) 限流电抗器X1和短路电抗器X2均应可调,装置应能在A点产生不同深度的电压跌落;
c) 电抗值与电阻值之比(X/R)应至少大于10;
d) 三相对称短路容量应为被测储能变流器额定功率的3倍及以上;
e) 开关S1、S2应使用机械断路器或电力电子开关;
f) 电压跌落时间与恢复时间应小于20ms。
5.4 直流电源
直流电源除应满足5.1规定的电压、电流精度要求外,还应满足以下要求:
a) 电压调节范围应能覆盖被测储能变流器工作电压范围,功率应至少为被测储能变流器额定功
率的1.2倍;
b) 电压响应时间不应大于20ms;
c) 动态电压瞬变值应小于电压设定值的±10%。
5.5 电池模拟装置
电池模拟装置应至少满足以下要求:
a) 应满足5.4的要求;
b) 能量应能双向流动;
c) 应能模拟电化学电池充放电特性,宜能设置电池类型、电池组标称电压、电池组容量等参数。
5.6 直流负载
直流负载应至少满足以下要求:
a) 具备阻值可调、能实现电压电流闭环控制;
b) 调整负载产生的电流变化步长不应大于0.01A;
c) 在各电压点的允许电流应大于储能变流器的最大电流;
d) 宜采用无源器件。
5.7 孤岛模拟负载
孤岛模拟负载除应满足本规程5.1规定的电压、电流精度要求外,还应满足以下功能和性能要求:
a) 阻性负载、感性负载、容性负载调节精度不应大于0.2%,调节步长不应大于额定功率的0.05%;
b) 品质因数Qf的调整范围不小于1;
c) 应具备三相独立调节功能。
5.8 温度检测设备
温度检测设备应满足以下要求:
a) 应能够存储检测过程中的全部温度数据;
b) 应具有足够的通道数量满足测温点的需要;
c) 测温通道的测温范围应至少满足-20℃~160℃,测温精度应不低于0.5℃;
d) 各测温通道应有统一的时基信号;
e) 采样频率不应低于1Hz/s。
5.9 电磁兼容性测试设备
电磁兼容性测试设备应满足 GB/T 17626.2、GB/T 17626.3、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5、
GB/T 17626.6、GB 4824的要求。
6 检测项目
6.1 充放电检测
6.1.1 检测回路
检测宜采用电池模拟装置进行,检测回路见图2。
图2 检测回路示意图
6.1.2 充放电转换时间检测
检测应按以下步骤进行:
a) 储能变流器在额定充电功率状态下运行至少3min,向储能变流器发额定功率放电指令,测量并
记录储能变流器从90%额定充电功率状态切换到90%额定放电功率状态的最小时间间隔t1;
b) 储能变流器在额定放电功率状态下运行至少3min,向储能变流器发额定功率充电指令,测量并
记录储能变流器从90%额定放电功率状态切换到90%额定充电功率状态的最小时间间隔t2;
c) 按式(1)计算平均充放电切换最小时间t。
t=
t1+t2
(1)
6.1.3 直流充电性能检测
6.1.3.1 电流误差检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图2连接检测回路,调节被测储能变流器工作在恒流充电状态;
b) 设定储能变流器直流侧电流分别为直流额定电流的100%、50%和10%;
c) 接入电池模拟装置或阻性负载,调整电池模拟装置或阻性负载使储能变流器直流侧电压分别
为直流电压范围的最大值、中间值和最小值;
d) 测量储能变流器直流侧实际电流值,利用式(2)计算储能变流器电流误差;
e) 将计算结果填入附录A中对应的表格内。
ΔI=
IZ-IZ0
IZ0 ×
100% (2)
式中:
ΔI---输出电流误差;
IZ ---实测电流值;
IZ0---设定的输出电流整定值。
6.1.3.2 恒流充电稳流精度检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图2连接检测回路,调节被测储能变流器工作在恒流充电状态。
b) 设定储能变流器的直流侧电流分别为直流额定电流的100%、50%和10%。
c) 接入电池模拟装置或阻性负载,调整电池模拟装置或阻性负载使储能变流器直流侧电压在其
直流电压范围内变化,变化步长为被测储能变流器直流电压范围的20%,每一步长保持至少
10s,记录充电过程中直流电流数据,得出负载变化过程中直流电流最大波动值IM。
d) 按式(3)计算稳流精度。
δI=[(IM-IZ)/IZ]×100% (3)
式中:
δI ---稳流精度;
IM---输出电流波动最大值,单位为安培(A);
IZ---输出电流整定值,单位为安培(A)。
e) 取3个电流设定值下稳流精度最大值作为测量结果。
6.1.3.3 恒流充电电流纹波系数检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图2连接检测回路,调节被测储能变流器工作在恒流充电状态下;
b) 设定储能变流器的直流侧电流分别为其额定直流电流值的100%、50%、10%;
c) 接入电池模拟装置或阻性负载,调整电池模拟装置或阻性负载使储能变流器的直流侧电压分
别在其直流电压范围的最大值,中间值和最小值;
d) 利用数据采集装置测量储能变流器直流侧电流的纹波值;
e) 分别按式(4)和式(5)计算直流电流的纹波有效值系数和峰值系数。
XIrms=
Irms
IDC ×
100% (4)
XIPP=
IPP
IDC×
100% (5)
式中:
XIrms---电流纹波有效值系数;
XIPP ---电流纹波峰值系数;
Irms ---输出电流交流分量有效值,单位为安培(A);
IPP ---输出电流交流分量峰-峰值,单位为安培(A);
IDC ---直流输出电流平均值,单位为安培(A)。
6.1.3.4 电压误差检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图2连接检测回路,调节被测储能变流器工作在恒压充电状态下;
b) 设定被测储能变流器直流侧电压分别为其直流电压范围的最大值、中间值和最小值;
c) 接入电池模拟装置或阻性负载,调整电池模拟装置或阻性负载使直流侧电流分别为直流电流
额定值的100%、50%、10%;
d) 测量储能变流器直流侧实际电压值,利用式(6)计算储能变流器电压误差;
e) 将计算结果填入附录A中对应的表格内。
ΔU=
UZ-UZ0
UZ0 ×
100% (6)
式中:
ΔU ---输出电压误差;
UZ ---实测电压值;
UZ0---设定的输出电压整定值。
6.1.3.5 恒压充电稳压精度检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图2连接检测回路,调节被测储能变流器工作在恒压充电状态下;
b) 设定被测储能变流器直流侧电压分别在其直流电压范围的最大值,中间值和最小值;
c) 接入电池模拟装置或阻性负载,调整电池模拟装置或阻性负载使储能变流器直流侧电流在
0%~100%直流额定电流下变化,变化步长为20%直流额定电流,每一步长保持时间不应小
于10s,测量直流侧电压的最大波动值UM;
d) 按式(7)计算恒压充电稳压精度。
δU =[(UM-UZ)/UZ]×100% (7)
式中:
δU ---稳压精度;
UM---负载电流在0%~100%额定电流范围内变化,输出电压波动最大值,单位为伏特(V);
UZ---输出电压整定值,单位为伏特(V)。
e) 取3个电压设定值下稳压精度最大值作为检测结果。
6.1.3.6 恒压充电电压纹波检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图2连接检测回路,调节被测储能变流器工作在恒压充电状态下;
b) 设定被测储能变流器直流侧电压分别至其直流电压范围的最大值、中间值和最小值;
c) 接入电池模拟装置或阻性负载,调整电池模拟装置或阻性负载使被测储能变流器直流侧电流
在0%~100%额定电流下变化,变化步长为20%直流额定电流,每一步长保持时间不应小于
10s;
d) 利用数据采集装置测量储能变流器直流侧电压的纹波值;
e) 分别按式(8)和式(9)计算纹波有效值系数和纹波峰值系数。
XUrms=
Urms
UDC ×
100% (8)
XUPP=
UPP
UDC×
100% (9)
式中:
XUrms---纹波有效值系数;
XUPP ---纹波峰值系数;
Urms ---输出电压交流分量有效值,单位为伏特(V);
UPP ---输出电压交流分量峰-峰值,单位为伏特(V);
UDC ---直流输出电压平均值,单位为伏特(V)。
6.2 并离网切换检测
6.2.1 检测回路
并离网切换检测回路见图3所示:
图3 并离网切换检测回路示意图
6.2.2 主动并离网切换检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图3连接检测回路,负荷功率设定为被测储能变流器额定功率的100%;
b) 调节储能变流器工作在并网运行条件下;
c) 待储能变流器运行稳定后向其发离网运行命令;
d) 确认储能变流器是否切换到离网运行模式;
e) 待储能变流器运行稳定后向其发并网运行命令;
f) 确认储能变流器是否切换到并网运行模式。
注:负荷类型为阻感性负载(PF=0.8)和阻容性负载(PF=0.8)。
6.2.3 被动并网转离网切换时间检测
检测应按以下步骤进行:
a) 按图3连接检测回路,设定负荷功率为被测储能变流器额定功率的100%;
b) 调节储能变流器工作在并网额定功率充电运行条件下;
c) 待储能变流器运行稳定后断开并网开关;
d) 利用数据采集装置测量并记录Uload、Uac的数据与波形;
e) 测量从并网开关断开时刻起到储能变流器放电电流IF达到额定电流90%的时间间隔;
f) 分别调整负荷功率为被测储能变流器额定功率的30%和60%,重复步骤b)~d),并记录实验
结果;
g) 调节储能变流器工作在额定功率放电运行条件下,重复步骤c)~f)。
注1:Uload为负载电压,Uac为网侧电压,IF为储能变流器放电电流。
注2:负荷类型为阻感性负载(PF=0.8)和阻容性负载(PF=0.8)。
6.3 效率检测
6.3.1 检测回路框图
储能变流器整流效率和逆变效率检测回路如图4所示。
图4 储能变流器效率检测回路框图
6.3.2 整流效率检测
设定被测储能变流器为并网运行状态并按如下步骤进行检测:
a) 按照图4连接检测回路,调节储能变流器工作在整流状态;
b) 调节储能变流器直流侧电压为直流电压调节范围上限值;
c) 使被测储能变流器按每10%额定功率为一个区间运行;
d) 利用数据采集装置记录交流侧有功功率和直流侧有功功率;
e) 按式(10)计算被测储能变流器整流效率;
f) 调节储能变流器直流侧电压分别为直流电压调节范围的中间值和下限值,重复步骤c)~e)。
η1=
pDC
pAC×
100% (10)
式中:
η1 ---整流效率;
pDC---直流输出功率,单位为瓦特(W);
pAC---交流输入功率,单位为瓦特(W)。
6.3.3 逆变效率检测
根据被测储能变流器的运行模式设定相应并网/离网状态并按如下步骤进行检测:
a) 按照图4连接检测回路,调节储能变流器工作在逆变状态;
b) 调节储能变流器直流侧电压为直流电压调节范围上限值,调节电网模拟装置输出电压为储能
变流器交流标称电压;
c) 使被测储能变流器按每10%额定功率为一个区间运行;
d) 利用数据采集装置测量交流侧有功功率和直流侧有功功率;
e) 按式(11)计算被测储能变流器逆变效率;
f) 调节储能变流器直流输出电压分别为直流电压调节范围的中间值和下限值,重复步骤c)~e)。
η2=
pAC
pDC×
100% (11)
式中:
η2 ---逆变效率;
pDC---直流输入功率,单位为瓦特(W);
pAC---交流输出功率,单位为瓦特(W)。
6.3.4 损耗检测
6.3.4.1 待机损耗检测
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