T/CES 223-2023 氢电耦合微电网效能评价导则 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
氢电耦合微电网效能评价导则（T/CES 223-2023）详细总结
本总结旨在全面解析“氢电耦合微电网效能评价导则”（团体标准 T/CES 223-2023）的核心内容。该标准由中国电工技术学会提出，归口于标准工作委员会储能技术工作组，于2023年首次发布。标准聚焦于氢电耦合微电网（结合氢能与可再生能源如风能、光伏）的效能评价，涵盖从定义、指标到评价方法的完整框架。以下是基于文档结构的详细总结，内容尽可能详尽，结构丰富，包括前言、范围、术语定义、基本规定、效能指标、评价方法、评价报告及附录等关键部分。
1. 前言
- 起草背景：文件依据 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则》起草，强调可能涉及专利，但不承担识别责任。
- 提出与归口单位：由中国电工技术学会提出，归口于其标准工作委员会储能技术工作组。
- 起草单位：由天津大学牵头，联合国网浙江省电力有限公司、国网智能电网研究院有限公司、北京四方继保工程技术有限公司、上海电力大学和国网上海市电力公司共同起草。
- 首次发布：2023年12月第一版，执行中意见可反馈至中国电工技术学会标准化中心。
- 主要起草人：包括刘一欣、赵波、郭力等专家。
2. 范围
- 适用对象：本文件规定氢电耦合微电网（定义见术语部分）的技术性能参数和效能评价原则，适用于35kV及以下电压等级、以水电解制氢装置为电氢转换单元的新建、改建或扩建项目。
- 核心目的：提供效能评价的总体框架，包括指标计算和评价方法，确保微电网运行高效且可持续。
- 限制条件：评价需在微电网投入运行6个月后进行，并基于历史数据或现场检测法（历史数据不足时强制现场检测）。
3. 规范性引用文件
标准引用多个国家标准，确保评价的兼容性和一致性：
- 电能质量类：如 GB/T 12325（供电电压偏差）、GB/T 15945（频率偏差）。
- 微电网类：如 GB/T 33589（接入技术规定）、GB/T 34129（测试规范）、GB/T 34930（运行控制）、GB/T 41995（运行特性评价）、GB/T 51250（调试与验收）。
- 氢能类：如 GB/T 19774（水电解制氢系统要求）、GB/T 24499（氢能术语）。
- 引用原则：凡注日期引用仅适用该版本；不注日期引用最新版本（含修改单）。
4. 术语和定义
关键术语为评价奠定基础：
- 氢电耦合微电网 (Hydrogen Electricity Coupling Microgrid)：整合氢能与可再生能源（如风、光），满足用户电、氢、热等多能源需求的微电网系统。
- 水电解制氢装置 (Installation of Hydrogen Gas Produced by Electrolyzing Water)：由水电解装置、分离器、冷却器等组成，用于电解水制氢。
- 并离网切换 (Grid-Connected/Off-Grid Switching)：微电网从并网到离网或反之的转换，需达到稳定状态。
- 其他术语：如黑启动能力（微电网内部电源完成启动并维持稳定运行的能力），均基于实际运行需求定义。
5. 基本规定
效能评价的组织和实施要求：
- 评价主体：由建设单位或业主单位组织有资质评价机构独立执行，并出具报告。
- 时间要求：宜在微电网运行6个月后开展，内容涵盖运行效能和社会效益评价。
- 数据来源：优先使用历史运行数据；数据不足时，采用现场检测法。
- 前置条件：
- 设备需具备型式试验报告（如分布式电源、储能、水电解制氢装置）。
- 微电网须通过 GB/T 51250 的调试与验收，并提供完整运行记录和验收报告。
6. 效能评价指标
指标分为运行效能和社会效益两大类，共17项指标。每项指标包括定义和计算公式，确保量化评价。
- 运行效能指标（5.1节）：
- 综合能源利用效率 (η)：微电网输出冷、热、电、气等能量之和与输入能量（一次能源 + 二次能源）的比值。公式：
\eta = \frac{E_{\text{out}}}{E_1^{\text{in}} + E_2^{\text{in}}} \times 100\%，其中E_{\text{out}}、E_1^{\text{in}}、E_2^{\text{in}}以千克标准煤为单位。 - 单位制氢直流电耗 (
W_{H_2})：单位氢气产量的直流电耗。公式：W_{H_2} = \frac{I_{DC} U_{DC} T_{H_2}}{Q_{H_2} \times 10^3}，单位为 kWh/m³，涉及直流电流I_{DC}、电压U_{DC}、检测时间T_{H_2}和氢气产量Q_{H_2}。 - 可再生能源发电量占比：包括占总发电量的占比 (
W_1^{\text{RES}} = \frac{E_{\text{RES}}}{E_{\text{RES}} + E_{\text{-RES}}} \times 100\%) 和占总用电量的占比 (W_2^{\text{RES}} = \frac{E_{\text{RES}}}{E_{\text{Load}}} \times 100\%)，强调可再生能源渗透率。 - 电量自平衡度 (
W_{\text{Self}})：微电网总用电量与外部电网交换电量差值的绝对值和用电量的比值。公式：W_{\text{Self}} = \frac{|E_{\text{Load}} - |E_{\text{Grid,in}} - E_{\text{Grid,out}}|}{E_{\text{Load}}} \times 100\%。 - 最大交换功率峰谷差占比 (
W_{\text{PVD}})：微电网与配电网交换功率的日峰谷差与负荷峰值的最大比值。公式：W_{\text{PVD}} = \max\left(\frac{P_{\text{PCC},d}^{\max} - P_{\text{PCC},d}^{\min}}{P_{\text{Load},d}^{\max}} \times 100\%\right)。 - 电能质量指标：如电压偏差百分比 (
W_{\text{VD}} = \frac{V - V_R}{V_R} \times 100\%)、电压合格率 (W_{\text{VQR}} = \frac{T_{\text{VD,in}}}{T_V} \times 100\%)、频率偏差百分比 (W_{\text{FD}} = \frac{f - f_R}{f_R} \times 100\%)、频率合格率 (W_{\text{FQR}} = \frac{T_{\text{FD,in}}}{T_F} \times 100\%)，确保系统稳定性。 - 供电可靠性指标：用户平均故障停电时间 (
W_{\text{FT}} = \frac{\sum_{k=1}^{K} t_k N_k}{N} \times 100\%) 和用户平均供电可靠率 (W_R = \left(1 - \frac{W_{\text{FT}}}{T_R}\right) \times 100\%)，反映服务连续性。 - 系统能力指标：离网运行能力（独立运行超2h，无保护动作或负荷断电）、并离网切换能力（切换过程电压满足 GB/T 50064、频率偏差 ≤0.5Hz、切换时间 <20ms）、黑启动能力（启动成功，电压频率无振荡）。
- 综合能源利用效率 (η)：微电网输出冷、热、电、气等能量之和与输入能量（一次能源 + 二次能源）的比值。公式：
- 社会效益指标（5.2节）：
- 可再生能源就地消纳率 (
W_{\text{Local}}^{\text{RES}})：可再生能源自发自用电量与总发电量的比值。公式：W_{\text{Local}}^{\text{RES}} = \frac{E_{\text{Self}}^{\text{RES}}}{E_{\text{RES}}} \times 100\%。 - 碳减排 (
W_C)：可再生能源发电对应的 CO₂ 减排量与微电网碳排放量的差值。公式：W_C = (E_{\text{RES}} - E_{\text{Grid,in}})\alpha_g - \sum_{i=1}^{N_{\text{FO}}} E_{\text{FO},i} \alpha_{\text{FO},i}，其中\alpha_g为电网碳排放因子，E_{\text{FO},i}为化石燃料消耗量。
- 可再生能源就地消纳率 (
7. 效能评价方法（第6章）
每项指标对应具体评价标准：
- 运行效能评价（6.1节）：
- 综合能源利用效率 ≥70% 合格。
- 单位制氢直流电耗：碱水电解 <5.5 kWh/Nm³、质子交换膜 <5.0 kWh/Nm³、固定氧化物 <3.6 kWh/Nm³ 合格。
- 可再生能源占比指标（如
W_1^{\text{RES}}和W_2^{\text{RES}}）≥50% 合格。 - 电量自平衡度 ≥50% 合格。
- 电能质量指标：电压偏差符合 GB/T 12325、频率偏差符合 GB/T 15945、电压合格率 ≥95%、频率合格率 ≥95%。
- 供电可靠性：用户平均故障停电时间不超过接入电网上年度披露值、用户平均供电可靠率不低于披露值。
- 系统能力：离网运行超2h无故障、并离网切换成功完成2次以上、黑启动成功且满足 GB/T 41995。
- 社会效益评价（6.2节）：
- 可再生能源就地消纳率 ≥50% 合格。
- 碳减排 >0 合格。
8. 评价报告（第7章）
报告是评价的最终输出：
- 组成（7.1节）：必须包括评价机构资质证明、评价范围说明、流程简述、检测方法及仪器、性能参数数据、评价结论、其他事项，以及附图或附表（如引用标准汇总）。
- 评价结论（7.2节）：基于附录B的效能评价表，结论合格需满足：
- 指标5.1.1~5.1.5（运行效能关键指标）和5.2.1、5.2.2（社会效益指标）中，不合格指标少于3个。
- 其余所有指标（如电能质量和系统能力）必须合格。
- 否则，结论为不合格。
9. 附录（资料性部分）
- 附录A：氢电耦合微电网典型结构
提供微电网的典型架构图，展示氢能（如水电解制氢装置）与可再生能源（风、光）的耦合方式，包括电力流、氢气流和热力流的整合。此图有助于直观理解系统组成：
- 附录B：氢电耦合微电网效能评价表
以表格形式汇总所有评价指标（表B.1），包括一级指标（运行效能/社会效益）、二级指标（具体项）、评价依据、评价结果和指标属性（如“必须合格”或“选择性合格”）。例如：- 运行效能指标中，电压合格率等为“必须合格”。
- 社会效益指标中，可再生能源就地消纳率为“参照7.2规定选择性合格”。
- 表格用于实操中系统化记录评价过程。
总结要点
本导则（T/CES 223-2023）是氢电耦合微电网领域的首个团体标准，强调以量化指标（如能源效率、碳减排）和严格方法（如现场检测）实现效能评价。核心在于促进可再生能源消纳和系统可靠性，评价结论以多指标综合判定（少数关键指标允许不合格）。通过附录的典型结构图和评价表，标准提供了实用工具，适用于工程实践和监管。完整内容可参考原文档或联系中国电工技术学会。
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