T/CES 241-2023 工商业储能一体化柜通用技术规范

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1. 前言和引言

• ​​前言​​：本文件按照GB/T 1.12020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》起草，可能涉及专利，发布机构不承担识别责任。由中国电工技术学会提出，储能技术工作组归口。起草单位包括国网江苏综合能源服务有限公司等多家企业和机构，主要起草人如李响、王德顺等。本文件为首次发布。
• ​​引言​​：随着“双碳”国家战略的推进，储能一体化柜采用电化学储能电池（以磷酸铁锂电池为主）作为电源，可接入用户侧实现削峰填谷、需量控制、临时增容、新能源消纳和电能质量治理等应用。制定本文件旨在规范设备生产、集成和使用，促进资源共享、协作和竞争，确保储能柜的可靠运行。

2. 范围

• 本文件适用于接入380V电网电压等级的交流型储能一体化柜（简称“储能柜”），单柜功率范围为50kW~200kW，容量范围为100kW·h~400kW·h。其他电压等级或直流输出的储能柜可参照执行。
• 核心目标：规定储能柜的组成、使用条件、技术性能、安全性能及试验检测要求。

3. 规范性引用文件

• 引用了多个国家标准和行业标准，包括：
  • 安全与防护标准：如GB 2894（安全标志）、GB/T 20138（防护等级）、GB 50370（气体灭火系统）。
  • 电池相关标准：如GB/T 36276（锂离子电池）、GB/T 34131（电池管理系统）。
  • 性能测试标准：如GB/T 36547（接入电网技术）、GB/T 34133（储能变流器测试）。
  • 其他关键标准：如GB/T 12325（电能质量）、DL/T 2528（电力储能术语）等。
• 这些文件为储能柜的设计、生产、测试和安全提供了强制性依据，最新版本适用于本文件。

4. 术语和定义

• 关键术语基于DL/T 2528等标准界定：
  • ​​储能柜（energy storage cabinet）​​：以磷酸铁锂电池为储能载体，集成柜体、电池组单元、电池管理单元、储能变流器、控制单元、消防单元和温湿度管理单元，支持户外灵活部署的系统。
  • ​​动态增容（dynamic capacity increase）​​：通过调节储能柜有功/无功功率输出，实现配电网临时增额的补偿措施。
• 其他术语引用自GB/T 34120、GB/T 36545等，确保定义一致。

5. 总则

• 储能系统采用柜体形式部署，适用于用户侧户外直接放置。
• 一般要求：包括柜体、电池组单元、电池管理单元、储能变流器、控制单元、消防单元和温湿度管理单元的一体化设计。
• 部署原则：支持单柜使用或并机扩展（功率和容量可叠加）。

6. 系统组成

储能柜由多个核心单元组成，具体要求和规定如下：

• 单柜功率50kW~200kW，容量100kW·h~400kW·h，支持并机扩展。
• 宜采用户外柜集成方式，确保结构紧凑。

• 采用磷酸铁锂电池，符合GB/T 36276要求。
• 关键指标：循环寿命满足标准、安全性能符合规定、能量转换效率≥94%（基于GB/T 36548测试）。
• 设计细节：电池模块内温度采集通道数不小于单体数量，正负极处有温度采集点。

• 符合GB/T 34120规定，宜采用单模块、单级架构。
• 性能要求：无功输出能力≥100%，整流/逆变最大效率≥98%（非隔离），空载损耗≤额定功率的0.8%。
• 振动测试：符合GB/T 2423.10要求。

• 作为通信枢纽，汇集电池组、储能变流器、计量系统、消防系统、温湿度控制及上级管理系统的数据。
• 通信内容详细：
  • 电池组单元：SOC、簇电压/电流、单体电压/温度、状态和告警信息。
  • 储能变流器：交流/直流侧电压/电流/功率、状态（并离网）、控制指令（启停、功率调节）。
  • 计量系统：并网点频率、电压、电流、有功/无功电能等。
  • 消防系统：可燃气体（如H2/CO）ppm值、温度、烟雾、预警级别。
  • 温湿度系统：柜内环境温湿度、风机状态。
  • 上级管理系统：电气模拟量（频率、功率）、电能量（充放电量）、状态量（充放电状态）等。

• 外观要求：焊接牢固、油漆光滑、防腐等级≥C4。
• 防护等级：至少IP54。
• 标识：柜体有安全标识（接地、当心触电、严禁烟火、禁止带电操作）和铭牌信息（电池参数、功率/容量、制造商等）。

• 配备自动灭火装置（介质宜用全氟己酮或七氟丙烷），符合GB 50370。
• 安全监测：可燃气体和烟感探测。
• 设计：最小保护单元为电池模块，每个模块可配置独立喷头或探火管。

• 热管理：采用液冷或风冷，25℃下0.5C充放电循环14400s，电芯温度差≤5℃（风冷≤10℃）。
• 自供电：满足离网自启动要求。
• 断路器：符合GB/T 10963.1或GB/T 14048.2，具备过载和短路保护。
• 电能计量：双向计量功能，符合DL/T 448。

7. 使用条件

• ​​环境条件​​：正常工作温度-20℃~+50℃，海拔≤2000m，相对湿度≤95%。
• ​​防振动​​：电池组单元满足GB/T 36545防振要求。
• ​​设备摆放​​：地面纵向倾斜≤6°，横向倾斜≤5°，确保稳定运行。

8. 性能要求

• 电流谐波总畸变率≤5%，直流电流分量≤交流额定值的0.5%。
• 电压波动和闪变符合GB/T 12326。
• 功率控制符合GB/T 36547，电网适应性良好。

• 电能质量符合GB/T 34120，具备零压软启动功能。
• 电压可调范围≥额定电压的±10%。

• ​​自启动​​：无外接电源下实现自启动。
• ​​过载能力​​：110%额定功率持续≥10min，120%持续≥1min。
• ​​运行功能​​：支持有功/无功控制、功率因数调节，满足削峰填谷、动态增容、三相不平衡治理等模式。
• ​​本地监控​​：符合GB/T 36558，实现数据监测（电池电压、温度、变流器功率等）和控制功能（充放电运行、V/F控制）。
• ​​通信与自动化​​：支持本地/远程控制切换，具备RS485、以太网和无线接口，可接入上层调度。
• ​​保护功能​​：包括交流/直流过欠压、过流、过频、相序保护、过温和短路保护。

9. 安全要求

• ​​防雷接地​​：符合GB/T 36276，系统有可靠接地点。
• ​​绝缘​​：绝缘材料性能达标。
• ​​安全标识​​：形状、颜色、尺寸按GB 2894执行（如接地标识、严禁烟火）。
• ​​温升​​：额定功率下温升满足GB/T 36545极限。
• ​​防护等级​​：至少IP54。
• ​​电池安全预警​​：可上报预警信息并启动保护。

10. 试验

• 试验项目包括型式试验、出厂试验和现场测试（详见表1），关键测试：
  • 设备安全检测：外观、绝缘耐受电压。
  • 性能试验：谐波测试、功率控制、电网适应性、过载能力、系统能量试验。
  • 功能试验：通信功能、防护等级、噪声、温升、电磁兼容。
• 要求完成出厂试验及并网现场测试，并出具报告。

11. 贮存和运输

• ​​贮存​​：地面承载力足够、无严重倾斜；环境温度-25℃~+55℃，湿度<95%。
• ​​运输​​：储能柜断电关闭；环境温度-20℃~+45℃，湿度<95%。

12. 附录

• ​​附录A（资料性）​​：提供储能柜的结构示意图，用于直观展示设计布局。

   

• ​​附录B（资料性）​​：展示典型通信架构示意图，说明控制系统与各单元的交互。

   

本总结涵盖了文档的全部关键部分，重点突出技术规范的核心要求（如系统组成细节、性能指标和安全措施），并嵌入原始图片以辅助理解。文档强调标准化、安全性和实用性，适用于设备厂商、集成商和用户，确保储能柜在工商业应用中的可靠性和互操作性。