08储能变流器技术规范.docx

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08储能变流器技术规范

国家新能源示范城市吐鲁番示范区屋顶光伏电站暨微电网试点工程

储能双向变流器

招标文件

（技术规范书）

招标人：

龙源吐鲁番新能源有限公司

设计单位：

龙源（北京）太阳能技术有限公司

二零一二年七月

1总则

1.1本技术规范书适用于国家新能源示范城市吐鲁番示范区屋顶光伏电站暨微电网试点工程的1MWh储能系统储能双向变流器，包括储能变流器各组成部分的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术与服务要求。

本技术规范书中，标记有“▲”的条款将作为技术评标的重要考核依据；标记有“★”的条款如不满足，将作为废标处理。

1.3▲投标人提供的储能变流系统必须在可靠、稳定运行，有充分的技术措施保证储能系统安全，并提供相关的第三方测试报告。

在投标文件中提供根据整个储能变流系统的功能和技术要求制定的完整解决方案，方案中至少应包括储能装置的集成方案、就地监测方案、设备一体化运输方案、一体化安装方案、调试方案、验收方案、运行维护方案、安全措施方案等，投标文件中应针对上述各方案分列专门章节详细描述。

此外，投标文件还应对本招标文件中所提各项要求均有响应，且在技术和经济上应确保合理。

1.4本招标文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标人应提供符合本技术规范引用标准的最新版本标准、相关最新工业标准及本招标文件其他技术要求的优质产品。

如果所引用的标准之间不一致或本招标文件所使用的标准与投标人所执行的标准不一致时，则按要求较高的标准执行。

1.5如果投标人没有以书面形式对本招标文件技术规范的条文提出差异，则意味着投标人提供的设备完全符合本招标文件的要求。

如有与本招标文件要求不一致的地方，必须逐项在“技术偏差表”中列出。

1.6不论中标与否，投标人对其持有的招标人的事务、业务或操作方法等机密信息和技术文件实行严格保密，并签定保密协议；除非招标人授权，投标人不得在任何时候向任何人透露任何保密信息。

1.7在签订合同之后，招标人保留对本技术规范书提出补充要求和修改的权利，投标人应予以配合。

如提出修改，将根据需要，招标人与投标人应召开设计联络会，具体项目和条件由招标人、投标人双方商协商确定。

1.8由于本项目在国内外尚无相同的工程案例参考，将会涉及较多的科研内容，投标方应对上述科研工作予以充分的认识及全力配合，按要求提供相关的技术资料，参加投标人组织的设计联络会以及提供必要的技术支持。

1.9中标后投标人应协同设计方完成深化方案设计，配合施工图设计，配合储能系统调试和验收，并承担培训及其它附带服务。

1.10本技术规范中涉及有关商务方面的内容，如与招标文件的商务部分有矛盾时，以商务部分为准。

2工程概况

2.1工程项目名称：

国家新能源示范城市吐鲁番示范区屋顶光伏电站暨微电网试点工程。

2.2工程项目地点：

吐鲁番位于新疆东部，博格达山南麓，吐鲁番盆地中心。

吐鲁番市是吐鲁番地区政治、经济、文化中心，西距新疆首府乌鲁木齐180公里。

地理坐标：

东经88°51′--89°54′，北纬41°20′--43°35′。

吐鲁番示范区地理坐标为：

北纬42.54东经89.11，时区为东6区。

2.3项目规模

本项目光伏电站采用“分块发电、集中并网”的总体设计方案进行设计。

吐鲁番示范区起步区一期工程居住建筑部分光伏板装机容量预计达到8.718MWp，最终装机容量为13.4MWp。

采用功率为235Wp的光伏组件，组件支架全部采用固定支架。

光伏电站首年发电量约为1801.8万kWh/年。

图1储能系统总体配置图

图2储能系统组成图

2.4电站工程主要建设方案

本项目光伏电站采用10kV升压方案。

光伏阵列所产生的直流电经逆变器逆变后所的交流电电压为0.4kV，光伏系统直接接入用户配电间，在每栋楼楼顶分散设置逆变器室。

多余电量汇流后经箱变升压至10kV，由箱变形成环网接至10kV开闭所，然后双回10kV出线并网。

本项目光伏电站10kV开闭所为屋内配电装置，单母线三分段接线。

本项目建10kV间隔40个，分别为：

出线间隔20回，进线间隔2回，PT间隔3个，接地消弧间隔2个，备用间隔6回，无功补偿间隔2回，电动汽车充电间隔1回，储能单元（1MWh铅酸蓄电池）间隔1回，母联间隔2回，所用变间隔1回。

上网电量关口计量点设在10kV出线侧。

本工程电站能量管理系统采用全数字化电气能量管理系统，全站具有统一的数据模型和通信平台。

电站可监控至每一个光伏及储能组串的运行参数。

本工程10kV配电装置按常规采用全数字化电气能量管理系统来实现控制、保护、测量、远动等全部功能，包括配电装置的数据采集及监控、微机保护信息的采集与监视、断路器及主要电动隔离开关的就地与远方操作等功能。

2.5工程建设条件

（1）场址用地条件

吐鲁番市属于典型的大陆性暖温带荒漠气候，土壤以砂壤和黄色粘土为主，属微碱性，有机质少。

吐鲁番市地处新疆东部荒漠化地区，干旱少雨，生态环境脆弱，而当地气候独具特色，太阳能、浅层地能、风能等可再生能源极其丰富，具有良好的可再生能源利用条件。

（2）交通运输条件

吐鲁番市新区位于吐鲁番市区东面的戈壁滩上，距离老城区5公里，北依火焰山，东临吐哈油田作业区，西北紧邻著名的葡萄沟景区，原312国道从中部穿过。

新区规划范围确定为：

北至葡萄沟水库，南至312国道以南约2公里，西至葡萄乡路东，东以收费站以东2公里为界，新区总面积8.81平方公里。

（3）气象条件

吐鲁番市地处新疆东部荒漠化地区，干旱少雨，生态环境脆弱。

气候特点表现为日照长、气温高、降水少、春季多大风等，太阳能资源十分丰富，年平均气温为14.4℃，极端最高气温47.8℃（2008年8月4日），极端最低气温-25.2℃（1975年12月20日）；无霜期234天；年平均降水量15.6mm，年平均蒸发量2545.7mm，年平均大风日数16天。

冬季最大冻土深度83cm（1977年2月）。

吐鲁番地区近30年平均的太阳能资源年总量为1524.77kWh/m2，年均日照时数达2912.3h以上。

（4）工程地质条件

拟建场地地形、地貌单一，地层较为简单；根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版），判定该场地属抗震有利地段，适宜修建拟建物。

本场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.10g，地震分组第一组；场地土为中硬场地土，场地类别为

类,标准冻深0.83米。

综合评价场地土具弱腐蚀性，其防护应符合国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）的相关规定。

本场地可不考虑地下水的影响。

3储能系统储能双向变流器技术规范

本技术与服务规范书内容包括储能变流器各组成部分的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术与服务要求。

主要包括：

储能双向变流器及通讯装置和配套软件等组成部分。

3.1相关概念及定义

本补充定义围绕本次招标对电池储能系统装置、单元部件及其特性的进行规定，只适用于本项目招标、合同签订及执行，标书中的定义将在实际合同执行时延续。

阀控式储能用铅酸蓄电池valve-regulatedlead-acidbatteriesforenergystorage

各个电池是密封的，但都带有在内压超出预定值时允许气体逸出的阀的储能用铅酸蓄电池（简称：

阀控式蓄电池）。

注：

这种电池在正常情况下不能添加电解液。

蓄电池周围温度　ambienttemperatureofbatteries

蓄电池外壁距离5cm以内的温度。

C10———10h率额定容量，单位为安时（Ah）。

C120———120h率额定容量，单位为安时（Ah）。

I10———10h率放电电流，数值为C10/10，单位为安培（A）。

I120———120h率放电电流，数值为犆C120/120，单位为安培（A）。

Ce———实际容量，单位为安时（Ah）。

Ica———充电接受能力试验在充电到10min的电流值，单位为安培（A）。

3.2设计和运行条件

储能双向变流器应在下述条件下连续工作满足其所有性能指标。

表1环境条件参数表

环境项目

招标人要求值

投标人保证值

海拔高度（m）

<100m

安装地点

户内

安装地点室内环境温度

5~30℃

户外环境温度

历年最高温度（℃）

47.8

历年最低温度（℃）

-25.2

年最长日照时数（h）

3349.6

年最短日照时数（h）

2829.7

▲耐地震能力

抗震7级0.1g

3.3规范和标准

GB/T18479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则

DL/T527-2002静态继电保护装置逆变电源技术条件

GB/T13384-2008机电产品包装通用技术条件

GB/T191-2008包装储运图示标志

GB/T14537-1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验

GB14598.27-2008量度继电器和保护装置第27部分：

产品安全要求

DL/T478-2010继电保护及安全自动装置通用技术条件

GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验A：

低温

GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验B：

高温

GB/T2423.3-2006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/T2423.8-1995电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验Ed：

自由跌落

GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验Fc：

振动（正弦）

GB3859.1-1993半导体变流器基本要求的规定

GB3859.2-1993半导体变流器应用导则

GB3859.3-1993半导体变流器变压器和电抗器

GB/T17626-2006电磁兼容试验和测量技术

GB14048.1-2006低压开关设备和控制设备第1部分：

总则

GB7947-2006人机界面标志标识的基本和安全规则导体的颜色或数字标识

GB/T12325-2008电能质量供电电压允许偏差

GB/T15543-2008电能质量三相电压允许不平衡度

GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变

GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波

GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）（IEC60529:

1998）

GB/T15945-1995电能质量电力系统频率允许偏差

GB/T4942.2-1993低压电器外壳防护等级

GB50054-2011低压配电设计规范

IEC60364-7-712低压电气安装部分7-712：

特殊安装和地点的要求--太阳能光伏供电系统

IEC60947-3低压开关第三部分：

开关、断路器、开关-断路器和保险丝整合单元

电磁兼容性相关标准：

EN50081或同级以上标准

EMC相关标准：

EN50082或同级以上标准

电网干扰相关标准：

EN61000或同级以上标准

电网监控相关标准：

UL1741或同级以上标准

电磁干扰相关标准：

GB9254或同级以上标准

GB/T14598.9辐射电磁场干扰试验

GB/T14598.14静电放电试验

GB/T17626.8工频磁场抗扰度试验

GB/T14598.3-2006绝缘试验

JB-T7064-1993半导体变流器通用技术条件

以及其他IEC标准。

投标方在设备设计和制造中所涉及的各项规范和标准必须遵循现行最新版本的IEC标准和中国国家标准。

投标方必须提供所使用的标准。

本技术规范书所使用的标准如与投标方所执行的标准发生矛盾时，按技术要求高的条款所在标准执行。

其它未注标准按国际、国内行业标准执行。

投标人应将采用的相应标准和规范的名称及版本在标书中注明。

3.4技术要求

投标人提供的设备应功能完整，技术先进成熟，并能满足人身安全和劳动保护条件。

投标人所供设备均正确设计和制造，提供的全套设备应良好匹配，保证整机性能良好，在投标人提供的各种工况下均能满足安全和持续运行的要求。

3.4.1储能双向变流器技术要求

储能双向变流器（下称PCS）是储能系统中的核心设备，必须采用高品质性能良好的成熟产品。

（1）★PCS投标人应在国内具有兆瓦级储能项目的工程业绩，其中单台PCS的额定容量不小于500kW，投标人须提供相关投运资料或图片；

（2）★PCS投标人或者类似主电路产品必须具有中国电科院、国网电科院或开普实验室之一所出具的检测报告或型式试验报告；

（3）★PCS与其他外部设备（如BMS、监控系统等）的所有通讯必须支持IEC61850通讯协议，具体规约细节由招标人在技术联络会确定；

（4）★投标人能够提供投标PCS产品的完整的仿真模型和参数；

（5）▲PCS宜具有措施解决大规模锂电池应用时直接并联运行所引起的电池组间环流、各电池组放电期间出力不均的问题；

（6）▲PCS宜具备快速响应能力，满容量充放电转换时间宜不超过80ms；

（7）▲PCS在设计上宜有相关措施，在绝缘等方面的技术指标宜满足GB/T3859.2-93中5.11.2的规定。

（8）▲PCS宜具备至少1路独立的以太网通信接口与BMS通信，宜具备至少1路10M/100M以太网与监控系统通信。

当PCS与BMS及监控系统的网络通信中断时，PCS宜有足够的措施保证设备自身的安全，并维持一段时间正常运行。

（9）▲PCS宜具备接收IRIG-B（DC）信号进行对时的功能，并通过柜内端子排接线。

（10）PCS必须具有P/Q和V/F两种工作模式，处于P/Q工作模式时，能根据电网调度部门指令控制有功功率及无功功率输出，具备四象限满容量运行的能力。

（11）▲有功功率控制功能

双向变流器可根据储能电站监控系统指令控制其有功功率输出。

为实现有功功率调节功能，电池储能系统应能接收并实时跟踪执行储能电站监控系统发送的有功功率控制信号，根据并网侧电压频率、储能电站监控系统控制指令等信号自动调节有功输出，确保其最大输出功率及功率变化率不超过给定值，以便在电网故障和特殊运行方式下保证电力系统稳定性。

（12）▲电压/无功调节功能

双向变流器可根据交流侧电压水平、储能电站监控系统控制指令等信号实时跟踪调节无功输出，其调节方式、参考电压、电压调整率、功率因数等参数可由储能电站监控系统远程设定。

（13）▲低电压穿越（LVRT）

低电压穿越指双向变流器具有一定的耐受电压异常能力，避免在电网电压异常时无条件脱离，引起电网电源的损失。

如图3所示，当电池储能系统交流侧电压在电压轮廓线及以上的区域内，电池储能系统必须保证不间断并网运行；交流侧电压在电压轮廓线及以下的区域内，允许电池储能单元系统脱离电网。

投标设备应具备在一定条件下进行升级以满足本要求的能力或可能性。

▲投标人需提供投标产品或同类产品的LVRT权威测试报告，或具有权威机构出具的同类产品的LVRT现场实测分析报告。

图3PCS低电压穿越要求

注：

UL0=0.9UN，UL1=0.2UN；

T1=1s，T2=3s。

（14）▲频率异常时的响应特性

双向变流器应具备一定的耐受系统频率异常的能力。

（15）孤岛运行

储能变流器除并网运行模式外，还应具有孤岛运行模式，即按照设定的条件脱离主网，在容量范围内为部分负荷提供符合电网电能质量要求的电能。

表2孤岛运行技术要求

项目

单位

规格

备注

交流相数

三相四线

额定电压

V

380

有效值

电压精度

%

±3%以内

额定电压

输出电压失真度

%

＜5%

线性负载

额定输出频率

Hz

50±2%

电压过渡变动范围

%

10%以内

电阻负载0%~100%

●运行条件：

变流器应区分计划与非计划孤岛运行，通过防孤岛保护来避免非计划孤岛运行。

●计划孤岛运行时，应按照设定的条件脱离主网，在容量范围内为部分负荷提供频率和电压稳定的电能。

●电能质量：

在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面应满足国家相关标准。

●协调控制：

变流器应具备在孤岛运行情况下与其它变流器之间自动协调控制的功能，确保孤岛运行时，多组变流器能按照统一的电压、频率向负荷稳定供电，同时能承受正常的负荷波动冲击。

●电池放电终止的判据：

当有接收到BMS的过放电告警信号、电池故障信号或者蓄电池单元端电压降低到放电终止电压时停止蓄电池的放电。

（16）▲双向变流器保护功能

储能双向变流器须具有直流过电压保护、过流保护、输入反接保护、短路保护、接地保护（具有故障检测功能）、欠压/过压保护、过载保护、过热保护、过/欠频保护、三相不平衡保护及报警、相位保护功能。

在并网运行时宜设置Ⅰ段式电网过压定时限保护和Ⅱ段式电网欠压定时限保护。

变流器在孤岛运行时宜设置Ⅱ段式负载欠压定时限保护。

（17）双向变流器直流侧电能质量要求

变流器对电池充电时应满足电池对电能质量要求。

恒流充电时，稳流精度≤1%（在20%~100%输出额定电流时），电流纹波≤1%。

（18）双向变流器交流侧电压不平衡度

变流器接入电网后，公共连接点的三相电压不平衡度应不超过GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》规定的限值，公共连接点的负序电压不平衡度应不超过2%，短时不得超过4%；其中由变流器引起的负序电压不平衡度应不超过1.3%，短时不超过2.6%。

（19）PCS宜具有故障记录功能，每份记录的信息包括故障器件所有重要的模拟量和开关量，以便进行事故分析。

（20）PCS并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不超过其输出电流额定值的0.5%。

（21）PCS的布置和安装应方便施工、调试、维护和检修，若有特殊要求应特别注明。

（22）PCS选用技术先进且成熟的IGBT/IPM功率器件。

投标人必须提供IGBT/IPM功率器件的厂家及主要技术参数，若为进口设备，其说明书等内容应采用中文。

（23）PCS要求能够自动化运行，运行状态可视化程度高。

应提供大尺寸的液晶显示屏（LCD）和轻触按键作为人机界面。

通过按键操作，液晶显示屏（LCD）可清晰显示实时各项运行数据，实时故障数据，历史故障数据。

（24）PCS本体要求具有直流输入手动或电动分断开关，交流电网手动或电动分断开关，紧急停机操作开关；每台PCS的交流输出侧带有断路器与变压器低压侧形成安全隔离。

（25）PCS直流接入端母排必须能同时接入多组直流电池簇输入支路。

端子大小必须能接入120mm2的电缆；

（26）使用寿命：

25年安全可靠运行。

（27）外型尺寸：

变流器应为柜式结构，为保证美观，每面柜体尺寸高度、色调应统一，整体协调。

柜体颜色在设计联络会上确定。

（28）柜体结构要求：

变流器内柜体可采用高素质的冷轧钢板，钢板的厚度≥1.5mm，表面采用静电喷涂，柜体的全部金属结构件都经过特殊防腐处理，以具备防腐、美观的性能；柜体结构安全、可靠，应具有足够的机械强度，保证元件安装后及操作时无摇晃、不变形；通过抗震试验、内部燃弧试验；柜体采用封闭式结构，柜门开启灵活、方便；元件特别是易损件安装便于维护拆装，各元件板应有防尘装置；柜体设备要考虑通风、散热；屋内使用的盘柜需达到IP20以上的防护标准；设备应有保护接地。

（29）柜内电气元件应选用国外知名品牌。

（30）柜内元器件安装及走线要求整齐可靠、布置合理，电器间绝缘应符合国家有关标准。

进出线必须通过接线端子，大电流、一般端子、弱电端子间需要有隔离保护，电缆排布充分考虑EMC的要求。

应选用国内外知名品牌的质量可靠的输入输出端子（请说明所采用端子的品牌），端子排的设计应使运行、检修、调试方便，适当考虑与设备位置对应，并考虑电缆的安装固定。

端子排应为铜质，大小应与所接电缆相配套。

柜内应预留一定数量的备用端子。

强电、弱电的二次回路的导线应分开敷设在不同的线槽内。

每个端子只允许接一根导线。

电流端子和电压端子应有明确区分。

（31）系统盘柜内应该针对接入的设备及线路，拥有明显的断点器件，确保检修时能逐级断开系统。

（32）变流器交流侧输出端与升压变压器低压侧直接连接时，采用电缆连接方式；变流器交流侧输出端经交流开关柜与升压变压器连接时，变流器与低压交流开关柜采用电缆连接方式。

（33）交流各相、直流正负导线应有不同色标。

（34）母线、汇流排需加装绝缘热缩套管，无裸露铜排。

（35）柜内元件位置编号、元件编号与图纸一致，并且所有可操作部件均用中文标明功能。

（36）柜面的布置应整齐、简洁、美观。

柜面上部应设测量表计、故障信号显示装置、指示灯、按钮等。

变流器柜体正面必须配备紧急停机按钮。

（37）进出线要求：

柜体进出线宜采用下进下出的引线及连接线方式。

（38）为防止变流器装置受到潮气的影响，在柜内设置电加热器。

3.4.2变流器通讯设置要求

储能变流器主要与监控系统、电池管理系统（BMS）进行信息交换，储能变流器将自身的运行状态上送至监控系统、监控后台并能接收后台下发的命令及定值，同时可接收BMS系统信息，对电池进行保护。

上述系统间的通信主要通过以太网通讯接口（转换所需软硬件由招标人全套提供）.

变流器需在就地显示设备以及远方监控系统中至少可以显示下列信息：

（1）上传量。

PCS上传变流器运行信息至少应包含以下内容：

●蓄电池充电电流

●蓄电池组端口电压

●蓄电池放电电流

●PCS交流侧电压/电流/频率

●功率器件温度

●控制/保护定值

●保护及故障信号

（2）下行量。

微电网监控系统和储能电站监控系统向PCS下达以下命令时，PCS应能及时响应：

●并网充放电命令

●孤网运行命令

●并网充放电有功功率期望

●无功功率期望

●孤网运行网侧电压、频率期望

●保护定值

（3）PCS可接收BMS发送的蓄电池状态量及告警信息等至少包括以下必要信息：

●蓄电池组可充电电量

●蓄电池组可放电电量

●蓄电池组状态：

充满、放空、正常、告警、故障等

变流器需提供以太网通讯接口及IEC61850规约，遵循招标人的关于通信的技术规定，配合监控系统能将变流器上述参数及故障型号传至远方控制室。

并能保证实现监控系统可以远方控制变流器启停，可以远方调整变流器工作模式及功率值的功能。

变流器接到BMS告警信息后应进行相应的保护动作，为提高可靠性，可增加硬节点故障告警开入。

3.4.3设备及元器件品质承诺

中间电容

逆变器的中间电容作为滤波与能量传递的重要环节，对其可靠性必须提出很高的要求。

现中间电容需选用薄膜电容。

在吐鲁番地区使用时，由于环境温度较高，整机的散热性能受到影响，薄膜电容相比电解电容器有较高的承受电流和电压能力，容量受温度影响小，寿命更长。

投标人应说明提供的逆变器电容的使用类型和技术参数，并对其做出品质承诺。

3.5包装、装卸、运输与储存

3.5.1概述

投标人应按合同的要求，对产品的包装、发运、装卸、储存应建立一定的程序，形成文件并加以实施。

3.5.2包装

投标人应对产品的包装、储存和标志过程进行控制，使之达到给定的要求（包括所使用的材料）。

（1）普通货物

本次招标由投标人提供的所有设备和材料应具备适应远洋、内陆运输和多次搬运、装卸的坚固包装，并应根据货物特点及需要，采取防潮、防雨、防锈、防腐蚀等保护措施，以保证货物安