T/CES 169-2022 锂离子电池储能电站调试技术规范

　　ICS 27.180

CCS P 60/64

团体标准

T/CES 169—2022

锂离子电池储能电站调试技术规范

Technical specifications for the commissioning of Lithium-ion battery energy

storage power station

2022-12-19 发布 2022-12-21 实施

中国电工技术学会 发布

T/CES 169—2022

I

目 次

前言................................................................................................................................................................... Ⅱ

1 范围............................................................................................................................................................... 1

2 规范性引用文件........................................................................................................................................... 1

3 术语和定义................................................................................................................................................... 2

4 总体要求....................................................................................................................................................... 3

5 单体调试....................................................................................................................................................... 3

5.1 一般要求................................................................................................................................................ 3

5.2 一次设备单体调试................................................................................................................................ 4

5.3 二次设备单体调试................................................................................................................................ 4

6 分系统调试................................................................................................................................................... 4

6.1 常规系统................................................................................................................................................ 4

6.2 电池管理系统........................................................................................................................................ 4

6.3 变流器系统............................................................................................................................................ 4

6.4 能量管理系统........................................................................................................................................ 5

6.5 功率协调控制系统................................................................................................................................ 5

6.6 功率稳定控制系统................................................................................................................................ 5

7 启动试运....................................................................................................................................................... 6

7.1 常规启动试验........................................................................................................................................ 6

7.2 SOE 标定试验....................................................................................................................................... 6

7.3 连续24h 试运试验................................................................................................................................ 6

8 涉网运行调试............................................................................................................................................... 6

附录A(规范性附录) 变流器对拖试验...................................................................................................... 7

A.1 PCS 功能模式检查............................................................................................................................... 7

A.2 PCS 空载下试验................................................................................................................................... 7

A.3 PCS 负载下试验................................................................................................................................... 8

附录B(资料性附录) SOE 标定试验.......................................................................................................... 9

B.1 SOE 标定原理....................................................................................................................................... 9

B.2 BMS 采样及数据记录功能检查........................................................................................................... 9

B.3 电池性能校核....................................................................................................................................... 9

B.4 实测标定SOE....................................................................................................................................... 9

B.5 校核SOE 标定.................................................................................................................................... 10

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II

前 言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

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专利的责任。

本文件由中国电工技术学会提出。

本文件由中国电工技术学会标准化工作专家委员会储能技术专业分会归口。

本文件起草单位：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院、国网湖南省电力有限公司、长沙理工

大学、国网综合能源服务集团有限公司、国网江苏省电力有限公司南京供电分公司、国网河南省电力公

司电力科学研究院、云南电网有限责任公司、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网四川省电力公

司电力科学研究院、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、国网湖北省电力有限公司电力科学研究

院、国网山东省电力公司电力科学研究院、国网重庆市电力公司电力科学研究院、中国电力科学院研究

院有限公司、湖南省湘电试验研究院有限公司、华自科技股份有限公司、湖南大学、中南大学、湖南华

大电工高科技有限公司。

本文件主要起草人：李理、梁剑、宋兴荣、陈宏、潘力强、臧欣、曹一家、张午寅、周喜超、周冠

东、洪权、陈昊、肖帅、余斌、韩伟、敖非、肖俊先、沈鑫、熊尚峰、江志文、孔祥平、张兰、吴晋波、

郑永康、丁禹、潘本仁、尹超勇、黎恒烜、龙雪梅、贺晨、谢笑苏、戴健、桂勇华、霍承祥、胡斯佳、

姜利、李林山、欧阳志国。

本文件为首次发布。

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1

锂离子电池储能电站调试技术规范

1 范围

本文件规定了锂离子电池储能电站工程调试的术语和定义、基本内容和技术要求。工程调试是对锂

离子电池储能电站制造、安装、设计质量以及技术性能的全面检查和验证，通过储能电站各系统的静、

动态特性试验，发现设备隐患并及时处理，从而确保设备正常投运和长期、稳定、安全运行。本标准规

定的调试范围包括单体调试、分系统调试、启动试运、涉网运行调试四部分。

本文件适用于10(6)kV 以上电压等级接入公用电网的锂离子电池储能电站，其他电压等级并网

的储能系统可参照执行。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件;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 50147 电气装置安装工程 高压电器施工及验收规范

GB 50148 电气装置安装工程 电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范

GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

GB 50171 电气装置安装工程 盘、柜及二次回路接线施工及验收规范

GB/T 13850 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器

GB/T 32901 智能变电站继电保护通用技术条件

GB/T 34120 电化学储能系统储能变流器技术规范

GB/T 34131 电力储能用电池管理系统

GB/T 34133 储能变流器检测技术规程

GB/T 36276 电力储能用锂离子电池

GB/T 36547 电化学储能系统接入电网技术规定

GB/T 36548 电化学储能系统接入电网测试规范

GB/T 51420 智能变电站工程调试及验收标准

DL/T 404 3.6kV～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备

DL/T 995 继电保护和电网安全自动装置检验规程

DL/T 2246(所有部分) 电化学储能电站并网运行与控制技术规范

DL/T 2528 电力储能基本术语

DL/T 5210.6—2019 电力建设施工质量验收规程 第6 部分：调整试验

DL/T 5437 火力发电建设工程启动试运及验收规程

NB/T 31016 电池储能功率控制系统技术条件

NB/T 42089 电化学储能电站功率变换系统技术规范

NB/T 42090 电化学储能电站监控系统技术规范

NB/T 42091 电化学储能电站用锂离子电池技术规范

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3 术语和定义

DL/T 2528、DL/T 2246 界定的术语和定义适用于本文件。

3.1

锂离子电池储能电站 Lithium-ion battery energy storage power station

采用锂离子电池作为电能存储介质，通过储能变流器进行可循环电能存储、释放的系统。一般包含

电池系统、储能变流器、监控系统及相关辅助设施等。对于接入10(6)kV 及以上电压等级的电池储

能电站，通常还包括汇集线路、升压变压器等。

3.2

分部试运 commissioning of individual system

储能电站从站用电受电至整套启动开始前的调试阶段，包括单体调试和分系统调试两部分。单体调

试是为检验设备状态和性能是否满足其设计要求的单台电气设备试运行;分系统调试是为了检验设备和

系统是否满足设计要求的联合试运行。

3.3

启动试运 start-up and commissioning

储能电站分系统调试结束后，从线路倒送电或储能电站第一次升压至完成24h 试运行为止的调试阶

段。为了对储能电站系统主设备、二次控制回路及自动装置，测量仪表等设备进行试运考验，检验系统

的完整性和可靠性，及时发现并消除可能存在的缺陷，保证设备的正常投入运行。

3.4

涉网运行调试 grid-connected operation commissioning

储能电站正常投运后，对储能电站涉网运行性能进行全面检测的调试试验。

3.5

功率变换系统 power conversion system (PCS)

与储能电池组配套，连接于电池组与电网之间，把电网电能存入电池组或将电池组能量回馈到电网，

主要由变流器及其控制系统构成。

3.6

能量管理系统 energy management system (EMS)

储能系统中实现站级数据采集与运行监控等基本功能。

3.7

电池管理系统 battery management system (BMS)

监测电池的电、热等参数，具有相应的控制、保护和通信等功能。

3.8

协调控制系统 coordinate control system (CCS)

集中控制储能电站多台PCS，以实现功率的动态快速响应。

3.9

功率稳定控制系统 power stability control system

根据控制策略及时切除相应功率负荷，以快速恢复系统功率平衡。对于储能电站是利用储能系统四

象限运行能力，改变功率流向实现控制。

3.10

VF 控制模式 VF control mode

功率变换系统以交流侧电压/频率为控制目标的控制模式。

3.11

PQ 控制模式 PQ control mode

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3

功率变换系统以交流侧有功功率/无功功率为控制目标的控制模式。

3.12

可用能量 available energy

在规定条件下，完全充电的电池可释放的能量。

3.13

电池能量状态 state of energy (SOE)

在规定条件下，电池当前储存的能量占可用能量的百分比。

3.14

可用电池能量状态 state of available energy (SOAE)

在规定条件下，电池当前可以释放的能量占可用能量的百分比。

3.15

SOE 标定 SOE calibration

通过充放电试验建立电池能量状态与可用能量对应关系的过程。

3.16

均衡 balance

保持电池单体间、电池模块间和电池簇间的电压等参数偏差在一定范围内的措施。

3.17

对拖试验 internal power exchange test

储能电站离网状态下，利用PCS 开展储能单元间内部功率交换，对储能电站控制系统及一次回路

进行校核的试验。

4 总体要求

4.1 锂离子电池储能电站调试宜按单体调试、分系统调试、启动试运、涉网运行调试的顺序分步骤进行。

4.2 调试工作应由具有相应调试资质的单位承担，多单位参与调试的工程，应明确一个主体调试单位，

主体调试单位应对调试进度进行总体安排和协调，并对系统完整性、安全可靠性进行检查。

4.3 工程初步设计审查、设备招投标等与工程建设有关的前期工作，应邀请具备调试资质的单位参加，

参会人员应对系统设计、设备选型、启动调试设施提出意见和建议。

4.4 调试工作应按照国家和行业现行的相关标准、设计和设备技术文件要求，以及经审批的调试大纲

进行。

4.5 调试工作的组织机构和工程各参建单位的职责，参照DL/T 5437 执行。

4.6 调试质量的验收及评价，参照DL/T 5210.6—2019 执行。

4.7 被调试的设备(装置)均应通过具有检测资质单位的型式试验、到货抽检。

4.8 调试的仪器、仪表应经检验合格并在有效期内。

4.9 本文件对锂离子电池储能电站的装置或系统进行规定，未提及的其他装置或系统，可参见相关的

调试技术标准。

5 单体调试

5.1 一般要求

5.1.1 待调试设备应进行资料检查，包括设备出厂试验报告、技术说明书和图纸资料等，资料应齐备、

完整。

5.1.2 待调试设备应进行外观、接口及电源检查，包括外观检查、上电检查和绝缘试验等，应满足技

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术协议要求。

5.1.3 待调试设备应进行软、硬件检查，包括硬件配置检查、参数检查、程序版本检查、配置文件版

本及校验码检查，应满足技术协议要求。

5.2 一次设备单体调试

5.2.1 调试变压器、断路器、互感器、隔离开关、熔断器、避雷器、电缆、防雷接地等电气一次设备，

本体常规试验应符合GB 50147、GB 50148、GB 50150、DL/T 404 及相关标准的要求。

5.2.2 调试电子式互感器、合并单元、智能终端等电气一次设备，本体数字化试验应符合GB/T 51420

及相关标准的要求。

5.3 二次设备单体调试

5.3.1 调试一次设备状态监测单元、继电保护及安全自动装置、测控装置、时钟同步装置、交直流一

体化电源系统、电能质量监测装置、就地监控装置、辅助监控装置、电能计量装置、PMU 装置、故障

录波装置、报文记录与分析装置、数据通信网关机、交换机、防火墙、加密认证装置、网络安全隔离装

置等，常规电气二次设备试验应符合GB/T 13850、GB/T 14285、DL/T 995 及相关标准的要求。

5.3.2 调试数字化电气二次设备，试验应符合GB/T 32901、GB/T 51420 及相关标准的要求。

5.3.3 调试储能电池及管理系统单体，试验应符合GB/T 34131、GB/T 36276、NB/T 42091 及相关标准

的要求。

5.3.4 调试储能变流器单体，试验应符合GB/T 34120、GB/T 34133、NB/T 31016、NB/T 42089 及相关

标准的要求。

5.3.5 调试储能系统监控及通信设备单体，试验应符合NB/T 42090 及相关标准的要求。

6 分系统调试

6.1 常规系统

6.1.1 远动系统、防误系统、保护故障信息系统、电能量采集系统、PMU 系统、电能质量监测系统、

在线监测系统、时间同步系统、辅助监测系统试验应符合GB/T 13850、GB/T 14285、DL/T 995 及相关

标准的要求。

6.1.2 二次设备与一次设备之间的缆线配接及二次回路，网络性能测试、整组传动试验、一次通流加

压试验应符合GB 50171、DL/T 995 及相关标准的要求。

6.2 电池管理系统

6.2.1 调试BMS 计算储能电站电池能量状态SOE 功能，SOE 计算值能用于表征储能电站实际能量，

数值不受电池告警及故障逻辑影响，其数值不能出现突变;调试BMS 计算储能电站可用电池能量状态

SOAE 功能，SOAE 计算值可考虑电池告警及故障逻辑的影响，用于表征当前储能电站实际可用电池能

量，其数值可以突变。BMS 系统应将SOE、SOAE 信息输出至EMS。

6.2.2 调试BMS 系统与外部系统的通信交互、控制逻辑交互功能，BMS 应能与变流器系统、消防系

统设备正确联动。

6.2.3 调试BMS 系统的数据存储功能，BMS 应能在1Hz 的存储频率下存储每个单体电芯的电压、电

流信息，储存时间至少为30 天，数据信息宜采用数据库存储，并能够导出。

6.3 变流器系统

6.3.1 调试PCS 系统在VF、PQ、功率因数控制模式切换功能，各控制模式应能够平滑切换。

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6.3.2 调试PCS 在VF 控制模式下的电压调整速率整定功能，PCS 应能调整输出电压的上升和下降速

率，保证PCS 空载升压时，所连接升压变压器不因励磁涌流导致保护动作。

6.3.3 调试PCS 在功率因数控制模式下的功率执行策略，PCS 应能接受EMS 或CCS 下发的功率因数

指令，并能从PQ 控制模式自动切换为功率因数模式。

6.3.4 调试多台PCS 控制系统策略及电气一次回路的正确性，开展多台PCS 的对拖联调试验。对拖试

验分为两个主要阶段，一是调试PCS 在VF 控制模式下的空载电压软启动功能，二是调试PCS 单元并

联后对拖带负荷能力。对拖试验过程可参考附录A。

6.4 能量管理系统

6.4.1 调试EMS 系统中的AGC、AVC 子站功能，EMS 在接受调度主站AGC、AVC 指令后能够进行

功率计算及分配。

6.4.2 调试EMS 对并网点功率的控制精度，EMS 应采用考虑站用电负荷功率的PCS 功率算法，在充

电和放电过程中均能保证并网点功率满足要求。

6.4.3 调试EMS 分配PCS 有功功率的控制策略，控制策略应具备储能电站电池均衡功能，应可用于

改善电池的一致性水平。

6.4.4 测试EMS 指令执行速率，通过模拟调度主站通信协议及信号点下发指令，基于时间同步系统测

量指令响应时间。

6.4.5 调试EMS 配置的模拟量、开关量和网络信号接口，确保满足涉网运行性能测试的需求。

6.4.6 配置CCS 的储能电站，调试EMS 系统与CCS 系统控制联动及闭锁功能。EMS 系统将功率指令

下发给CCS 系统，PCS 系统的功率指令由CCS 系统计算及下发。

6.4.7 调试EMS 与源网荷稳定控制系统控制联动及闭锁功能，两个系统在控制策略上应无时间配合上

的死区，确保所控PCS 均在受控状态。

6.5 功率协调控制系统

6.5.1 配置CCS 系统的储能电站，调试CCS 系统的快速调频、惯量支撑、阻尼控制等控制功能，试验

应符合DL/T 2246 及相关标准的要求。

6.5.2 配置CCS 系统的储能电站，调试CCS 系统与EMS 系统控制联动及闭锁功能，采用EMS 采用

AGC 控制时，AGC 指令与快速调频功率指令同方向指令应进行叠加、反方向指令应进行闭锁。

6.5.3 配置CCS 系统的储能电站，调试CCS 与源网荷稳定控制系统控制联动及闭锁功能，两个系统在

控制策略上应无时间配合上的死区，确保所控PCS 均在受控状态。

6.5.4 配置CCS 系统的储能电站，调试CCS 分配PCS 有功功率的控制策略，控制策略应具备储能电

站电池均衡功能，应可用于改善电池的一致性水平。

6.5.5 配置CCS 系统的储能电站，测试CCS 指令执行速率，通过模拟调度主站通信协议及信号点下发

指令，基于时间同步系统测量指令响应时间。

6.5.6 配置CCS 系统的储能电站，调试CCS 配置的模拟量、开关量和网络信号接口，确保满足涉网运

行性能测试的需求。

6.6 功率稳定控制系统

6.6.1 调试功率稳定控制系统与EMS 系统或CCS 系统控制联动及闭锁功能，多个系统在控制策略上

应无时间配合上的死区，确保所控PCS 均在受控状态。

6.6.2 调试功率稳定控制系统配置的模拟量、开关量和网络信号接口，确保满足涉网运行性能测试的

需求。

6.6.3 调试功率稳定控制系统主站计算执行子站动作功率的正确性。

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7 启动试运

7.1 常规启动试验

开展储能电站启动受电、带负荷检查等启动试运常规试验，试验应符合GB 50150、GB/T 14285、

DL/T 995 及相关标准的要求。

7.2 SOE 标定试验

7.2.1 调试BMS 系统和EMS 系统的SOE 标定功能，BMS 系统和EMS 系统应根据不同功率下电池充

放电数据进行SOE 运行范围标定(见附录B)，验证两个系统均能够设定有效的储能电站能量运行区间。

7.2.2 BMS 系统应基于充放电过程中的电池电压、电流开展电池系统本身的SOE 标定，并将该SOE

标定值上送EMS。

7.2.3 EMS 系统应基于BMS 系统上送的充放电过程中的电池电压、电流开展储能电站级的SOE 标定，

并将该SOE 标定值与BMS 系统上送SOE 标定值对比，在线评估BMS 系统SOE 标定性能。EMS 系统

应能在监控界面显示SOE、SOAE 信息，并能够将该信息上送至远动系统。

7.3 连续24h 试运试验

7.3.1 完成启动受电阶段和带负荷试运阶段调试并确认设备均正确投运后，可进入连续24h 试运。

7.3.2 连续24h 试运阶段调试应包括下列内容：

a) 解决和处理试运期间出现的问题，并处理与调试有关的缺陷及异常情况;

b) 按照本次投运的电池容量的50%的额定功率进行一次完整的充/放电来回，做好试运记录，定

期检查设备状态、统计运行数据。

8 涉网运行调试

8.1 开展功率调节、电网适应性、高/低电压穿越、电能质量、保护特性等储能电站涉网运行性能试验，

试验应符合GB/T 36547、GB/T 36548 的要求。

8.2 开展快速调频、惯量支撑、阻尼控制等储能电站涉网运行性能试验，试验结果应符合DL/T 2246

的要求。

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附 录 A

(规范性附录)

变流器对拖试验

A.1 PCS 功能模式检查

调试PCS 在VF 控制模式与PQ 控制模式间切换功能，保证PCS 既可以作为电压源运行，也可以

作为负荷运行。

A.2 PCS 空载下试验

调试PCS 在VF 控制模式下的空载电压软启动功能，试验分为两个阶段，如图A.1 所示。

a)VF 模式PCS，升压至本单元变压器 b)VF 模式PCS，升压至对侧单元变压器

图A.1 PCS 空载下试验连接拓扑图

A.2.1 VF 模式PCS，升压至本单元变压器

PCS 单元与集电环或交流母线均断开，调试VF 控制模式下的PCS 升压至本侧升压变，校验PCS

单元本侧回路及控制功能。

A.2.2 VF 模式PCS，升压至对侧单元变压器

PCS 单元与集电环或交流母线连接，调试VF 控制模式下的PCS 升压至其余PQ 控制模式下PCS

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单元，校验整体PCS 回路及控制功能。

A.3 PCS 负载下试验

调试PCS 单元并联后对拖带负荷能力，试验分为两个阶段如图A.2 所示。

a)本侧PCS 按VF 模式控制，对侧PCS 按PQ 模式对拖 b)对侧PCS 按VF 模式控制，本侧PCS 按PQ 模式对拖

图A.2 PCS 负载下试验连接拓扑图

A.3.1 本侧PCS 按VF 模式控制，对侧PCS 按PQ 模式对拖

PCS 单元与集电环或交流母线连接，VF 控制模式PCS 对PQ 控制模式PCS 进行“一对多”对拖试

验。试验中要求有且仅有一台VF 控制模式的PCS 作为电压源，可有多台PQ 控制模式的PCS 作为控

制负荷。校验PQ 控制模式PCS 事故紧急停机后再启动功能，校验EMS 群控功能。调试PCS 在PQ 控

制模式下正常启动功能，功率交互过程应无冲击;校验各PCS 事故紧急停机功能，调试停机及启动前

后监控系统群控功能。

A.3.2 对侧PCS 按VF 模式控制，本侧PCS 按PQ 模式对拖

PCS 单元与集电环或交流母线连接，改变两侧PCS 控制模式，重新开展VF 控制模式PCS 对PQ

控制模式PCS 进行“一对多”对拖试验。

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附 录 B

(资料性附录)

SOE 标定试验

B.1 SOE 标定原理

利用储能电站小功率充放电过程中的电压、电流、SOE 数据，对充放试验数据进行W·h 积分，将

开路电压曲线的能量积分E 作为能量窗基准，按一定的算法确定不同能量窗宽度系数的最优充放电区

间。最后将基于开路电压曲线计算的能量窗区间映射到特定功率下的电压区间，完成SOE 标定，其间

计算得到的SOE-开路电压-能量积分曲线，如图B.1 所示。

图B.1 利用能量窗建立SOE 与电压区间关系

B.2 BMS 采样及数据记录功能检查

测试各储能单元BMS 系统对电压、电流、温度的采样功能，保证BMS 能够准确正确记录采样值。

B.3 电池性能校核

根据储能电站在10%、50%、100%额定功率下的充放电数据，计算并绘制开路电压曲线如图B.2

所示，根据不同功率下计算得到的开路电压曲线一致性校核电池性能。充放电过程中取消EMS 系统对

电池充放的功率限制，仅考虑电池自身限制和保护逻辑对功率限制，保证充放电过程不受其他功率限制

条件的影响。

B.4 实测标定SOE

根据SOE-开路电压-能量积分曲线，以额定容量为限制条件，计算电池均衡性最优区间，整定储能

电站的SOE 运行区间，如图B.3 所示。

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图B.2 不同功率充放下的开路电压曲线

图B.3 实测储能电站的SOE 运行区间

B.5 校核SOE 标定

校核大功率充放电下监控系统按照SOE 标定运行区间控制的有效性。大功率充放过程中，如按照

SOE 运行区间实际充放的能量与按SOE-开路电压-能量积分曲线计算的能量出现5%额定能量及以上的

偏差，则重新进行SOE 标定。