陳滿
南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司
《電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》自實(shí)施以來，受到了行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解存在著差異，本文從標(biāo)準(zhǔn)的編制背景、編制原則、編制參考依據(jù)等出發(fā)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容進(jìn)行解讀闡述，使相關(guān)人員更深刻準(zhǔn)確地理解標(biāo)準(zhǔn)的意義，更能在實(shí)際工作中用好該標(biāo)準(zhǔn)，為電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)提供依據(jù)。
1.編制背景
電池儲(chǔ)能技術(shù)近年來發(fā)展很快，由于其能量密度高、占地面積小、效率高、建設(shè)周期短、站址適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有在電力系統(tǒng)應(yīng)用的前景。近年負(fù)荷峰谷差存在加大的趨勢(shì)。負(fù)荷峰谷差的日益增大給發(fā)電和電力調(diào)度帶來困難。充分利用儲(chǔ)能系統(tǒng)，最大限度地提高現(xiàn)有設(shè)備輸變電能力、經(jīng)濟(jì)高效的利用電能是解決問題的根本所在。另一方面，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電具有不穩(wěn)定和不連續(xù)的特點(diǎn)，儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于保證儲(chǔ)能的與風(fēng)電/光伏發(fā)電機(jī)組高效、可靠協(xié)調(diào)具有重要的意義。電化學(xué)儲(chǔ)能電站作為目前儲(chǔ)能站建設(shè)相對(duì)成熟的技術(shù)和發(fā)展方向，建立和健全電池儲(chǔ)能站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，科學(xué)規(guī)劃和指導(dǎo)電池儲(chǔ)能站設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能站建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化，有效降低施工難度和運(yùn)維費(fèi)用，利于電池儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)模化使用，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化。
本規(guī)范規(guī)定了功率不小于500kW且容量不小于500kWh的電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和技術(shù)要求，適當(dāng)考慮3～5年內(nèi)電池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，規(guī)定了監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能要求、并提出了監(jiān)控系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)以及防雷接地要求及電源要求，對(duì)于保證電化學(xué)儲(chǔ)能電站運(yùn)行的可靠性和安全性，規(guī)范監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備生產(chǎn)及工程設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。
2.編制原則
標(biāo)準(zhǔn)編制的主要原則是遵守現(xiàn)有的相關(guān)法律、條例、標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則等，兼顧電網(wǎng)運(yùn)行和儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的要求，對(duì)儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)的功能、設(shè)備配置、系統(tǒng)參數(shù)提出要求，同時(shí)，盡量使標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和條文便于理解、引用和實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，查閱了大量的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料，借鑒了電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求，結(jié)合我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)際情況，對(duì)監(jiān)控建設(shè)、制造提供指導(dǎo)，對(duì)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展方向提供了一定的引導(dǎo)，為我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化發(fā)展和保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了支撐。
3.編制依據(jù)
標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，重點(diǎn)參考了國(guó)內(nèi)電網(wǎng)變電站、發(fā)電站監(jiān)控相關(guān)技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合儲(chǔ)能電站的運(yùn)行需求及特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電站實(shí)施案例進(jìn)行編制，并最大范圍內(nèi)征求了行業(yè)內(nèi)設(shè)備廠商、集成商、電站運(yùn)營(yíng)商、電網(wǎng)公司、發(fā)電公司等專業(yè)人士的意見和建議，反復(fù)推敲，力求通俗易懂，盡量使標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和條文便于理解、引用和實(shí)施。
4.標(biāo)準(zhǔn)解讀
4.1 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容
本標(biāo)準(zhǔn)參照《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》的要求編寫，分為9章和附錄A，包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、總則、系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、防雷接地、電源、附錄A,B。
4.2標(biāo)準(zhǔn)使用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)適用于功率不小于500kW且容量不小于500kWh的新建、擴(kuò)建或改建工程電化學(xué)儲(chǔ)能電站，對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、防雷接地、電源進(jìn)行了規(guī)定。
4.3主要條款解讀
4.3.1 術(shù)語
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了12個(gè)術(shù)語與定義，主要包括儲(chǔ)能相關(guān)設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架、核心設(shè)備的術(shù)語及定義。
4.3.2 總則
總則規(guī)定了監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求，在滿足可擴(kuò)展性、可靠性前提下應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)型原則，實(shí)現(xiàn)資源共享。
4.3.3 系統(tǒng)構(gòu)成
5.1.1站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)宜由站控層、間隔層兩部分組成，并采用分層、分布、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。
解讀：本條規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，宜采用分層分布結(jié)構(gòu)。
5.1.2 站控層宜由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的系統(tǒng)主機(jī)/操作員站、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、應(yīng)用服務(wù)器（可由主機(jī)兼任）、工程師站（選配）等設(shè)備構(gòu)成，為站內(nèi)運(yùn)行提供人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)間隔層設(shè)備的控制管理，形成全站的監(jiān)控和管理中心，并可與各級(jí)監(jiān)控中心通信。
解讀：本條規(guī)定了站控層的主要設(shè)備，有些電化學(xué)儲(chǔ)能電站較小，工程師站可以與工作組合并。
5.2.1監(jiān)控系統(tǒng)宜采用星型網(wǎng)絡(luò)（共享式或交換式以太網(wǎng)），功率為1MW或容量1MWh以上的電化學(xué)儲(chǔ)能電站宜采用雙網(wǎng)冗余配置，其余電化學(xué)儲(chǔ)能電站可采用單網(wǎng)。監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可參考資料性附錄A、B。
解讀：本條根據(jù)GB51048《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中的大、中、小型電化學(xué)儲(chǔ)能電站進(jìn)行劃分，考慮對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求，對(duì)于大型及中型電化學(xué)儲(chǔ)能電站宜采用雙網(wǎng)冗余配置，小型電化學(xué)儲(chǔ)能電站可采用單網(wǎng)。
5.2.2電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)宜單獨(dú)組網(wǎng)，并以儲(chǔ)能單元為單位接入站控層，充分考慮站內(nèi)電池堆、功率變換系統(tǒng)的配置方案，保證信息交換的可靠性與實(shí)時(shí)性。
解讀：考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速控制的需求，功率變換系統(tǒng)宜單獨(dú)組網(wǎng)，與大量電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)分開上送。
5.3.2.2功率為1MW或容量為1MWh及以上的電化學(xué)儲(chǔ)能電站主機(jī)/操作員工作站宜采用雙機(jī)冗余配置，其余電化學(xué)儲(chǔ)能電站可采用單機(jī)配置。
解讀：本條根據(jù)GB51048《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中的大、中、小型電化學(xué)儲(chǔ)能電站進(jìn)行劃分，考慮對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性的要求，對(duì)于大型及中型電化學(xué)儲(chǔ)能電站宜采用雙機(jī)冗余配置，一臺(tái)主機(jī)發(fā)生故障的情況下，可保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
4.3.4 系統(tǒng)功能要求
6.4.4 監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能定位宜支持下列應(yīng)用模式但不限于：
a）削峰填谷；
b）孤網(wǎng)運(yùn)行；
c）系統(tǒng)調(diào)頻；
d）電壓支撐；
e）電能質(zhì)量治理；
f）平滑功率輸出；
g) 跟蹤計(jì)劃出力。
解讀：監(jiān)控系統(tǒng)的功能根據(jù)各應(yīng)用場(chǎng)景配置高級(jí)應(yīng)用功能，可以是其中一項(xiàng)或者多項(xiàng)。
6.10.1站控層設(shè)備與電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)、保護(hù)測(cè)控設(shè)備之間宜采用以太網(wǎng)連接，宜采用基于網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。其中，站控層與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議宜采用IEC61850、ModbusTCP/IP等，站控層與PCS、保護(hù)測(cè)控設(shè)備等其他設(shè)備之間通信宜采用IEC 61850、ModbusTCP/IP通信規(guī)約。
解讀：站控層設(shè)備與電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)、保護(hù)測(cè)控設(shè)備之間優(yōu)先采用IEC61850規(guī)約，IEC61850規(guī)約具備通信速度快、模塊化、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，隨著規(guī)模化調(diào)度、聚合儲(chǔ)能的發(fā)展，后續(xù)調(diào)度運(yùn)維擴(kuò)容都具有一定的優(yōu)勢(shì)。
4.3.5 性能指標(biāo)
性能指標(biāo)主要包括系統(tǒng)性能電磁兼容性能，其中系統(tǒng)系統(tǒng)主要考慮系統(tǒng)誤差、響應(yīng)速度、數(shù)據(jù)刷新速度及系統(tǒng)可靠性幾個(gè)方面。
4.3.6 電源
9.3 交流不間斷電源的備用電源切換時(shí)間應(yīng)不大于5ms，備用時(shí)間應(yīng)不小于2小時(shí)。
解讀：交流不間斷電源的切換時(shí)間主要考慮數(shù)據(jù)不丟失服務(wù)器允許的切換時(shí)間，備用時(shí)間主要考慮外部救援或者外電恢復(fù)所需要的時(shí)間。
5、結(jié)束語
本文從標(biāo)準(zhǔn)的編制背景和意義、編制過程、適用范圍、主要內(nèi)容等方面對(duì)NB/T 42090-2014 《電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行了全面解讀。希望本標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，能夠正確引導(dǎo)國(guó)內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。
限于編寫組水平有限，如發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中有不當(dāng)之處，請(qǐng)及時(shí)向全國(guó)電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)和中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)反饋。
