T_HJN 001-2023 全钒液流电池储能电站建设技术规范.pdf

ICS 27.100 CCS HJN D 4420 杭州市节能协会团体标准 T/HJN 0012023 全钒液流电池储能电站建设技术规范 Technical Specification for the Construction of All-Vanadium Redox Flow Battery Energy Storage Station 2023-12-31 发布 2023-12-31 实施 杭州市节能协会 发 布 学兔兔 标准下载T/HJN 0012023 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.1 4 基本原则.1 5 项目立项.2 项目选址.2 建设规模.2 项目可行性评估.2 项目建设备案要求.2 接入方案编制要求.2 6 项目设计.3 基本要求.3 并网设计.3 电池系统.3 直流系统.4 储能变流器（PCS）.4 电池管理系统.4 土建要求.5 7 项目施工.6 8 项目调试.6 全钒液流电池储能电站调试.6 并网调试.7 9 项目验收.7 总体要求.7 资料要求.8 并网前工程验收.9 启动验收.9 试运行验收.9 竣工验收.10 学兔兔 标准下载T/HJN 0012023 II 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的规定起草。本文件的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由杭州德海艾科能源科技有限公司、国网（杭州）综合能源服务有限公司提出。本文件由杭州市节能协会归口。本文件起草单位：杭州德海艾科能源科技有限公司、国网（杭州）综合能源服务有限公司、杭州佳和电气股份有限公司、杭州和达能源有限公司。本文件主要起草人：王宇、熊仁海、白 江、陈广新、王庆丰、麻立群、刘 咏、李卓然、姜家宝、吴佳玮、吴济、胡海方、金杭良、周阳、陈炜烽、沈开勇。学兔兔 标准下载T/HJN 0012023 1 全钒液流电池储能电站建设技术规范 1 范围 本文件规定了新建、改扩建全钒液流电池储能电站建设的基本原则、项目立项、项目设计、项目施工、项目调试、项目验收等技术规范要求。本文件适用于100kW及以上新建、改扩建的全钒液流电池储能电站，100kW以下全钒液流电池储能电站可参考执行。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/T 31464 电网运行准则 GB/T 32509 全钒液流电池通用技术条件 GB/T 33339 全钒液流电池系统测试方法 GB/T 34120 电化学储能系统储能变流器技术规范 GB/T 34866 全钒液流电池安全要求 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定 GB/T 41986 全钒液流电池设计导则 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50229 火力发电厂与变电站设计防火标准 GB 50116 火灾自动报警系统设计规范 DL/T 5810全钒液流电池储能电站接入电网设计规范 DL/T 5816 分布式电化学储能系统接入配电网设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。全钒液流电池储能电站 VFB energy storage system 与电网直接连接的可以实现储存/释放能量功能的系统，该系统包括全钒液流电池系统、交流/直流变流装置在内。全钒液流电池系统电解液 VFB electrolyte 具有离子导电性的含不同价态钒离子的溶液。单电池 single cell 全钒液流电池的基本单元，主要由一组正负电极及分开电极的离子传导膜组成。电堆 stack 由多个单电池以叠加型式紧固的、具有多个管道和同一电流输出的组合体。4 基本原则 全钒液流电池储能电站建设应结合电化学储能技术发展水平、规划、环境条件、土地、消防救援和土建条件等因素，并满足安全可靠、经济适用、节能环保、便于安装和维护的要求。全钒液流电池储能电站接入电网，其系统的运行、监控应遵守相关的国家标准、行业标准。全钒液流电池储能电站接入电网不得危及公众或操作人员的人身安全；不应对电网的安全稳定运行产生任何不良影响。学兔兔 标准下载T/HJN 0012023 2 全钒液流电池储能电站接入电网后，公共连接点处的电能质量应满足相关标准的要求。全钒液流电池储能电站接入电网后，不应导致其所接入电网的短路容量超过允许值，短路电流值应低于断路器遮断容量且留有一定的裕度。全钒液流电池储能电站宜具备调峰、调频、热备用、调压、电力需求响应、紧急功率支撑、虚拟惯量、黑启动等应用功能。全钒液流电池储能电站应标识技术类型、功率、储能容量和电压等级等信息。全钒液流电池储能电站设计使用寿命不低于 15 年，循环寿命不小于 20000 次，瓦时容量保持率应95%。全钒液流电池储能电站 PCS 交流测额定效率不低于 75%。5 项目立项 项目选址 5.1.1 应根据电力系统规划设计的网络结构、负荷分布、应用对象、应用位置、城乡规划、征地拆迁等因素，进行技术经济比较确定，并应满足防火和防爆要求。5.1.2 当全钒液流电池储能电站分期建设时，站址应根据远期发展规划，留有建设用地。5.1.3 应有方便、经济的交通运输条件，与站外公路连接应短捷，且工程量小。5.1.4 应节约用地，尽量利用荒地、劣地、不占或少占耕地和经济效益高的土地，并尽量减少土石方量。5.1.5 全钒液流电池储能电站站区场地设计标高宜高于或局部高于站外自然地面，以满足站区场地排水要求。5.1.6 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所。5.1.7 站址选择应考虑防洪及防涝要求。5.1.8 站址选择应避开下列地段和地区:地震断层和设防烈度高于九度的地震区；有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段；采矿陷落(错动)区界限内；堤、坝决溃后可能淹没的地区；重要的供水水源、水体保护区；历史文物古迹保护区；其他可能导致电站事故或者电站事故可能对周边安全产生影响的区域。建设规模 5.2.1 全钒液流电池储能电站建设规模应根据电网、土地、投资等条件进行综合评估；5.2.2 全钒液流电池储能电站的储能容量与储能功率之比可根据实际需求灵活配置；5.2.3 全钒液流电池储能电站的电解液储罐容积可根据实际需求预备余量，提供容量扩展功能。项目可行性评估 5.3.1 全钒液流电池储能电站建设前应进行可行性研究，编制可行性研究报告。5.3.2 可行性研究报告内容应包括：工程概述、全钒液流电池储能系统、电力系统、站址选择、工程设想、环境保护与水土保持、节能措施分析和抵御自然灾害评估、劳动安全与工业卫生、投资估算、财务评价与社会效果分析等。5.3.3 按照全钒液流电池储能电站项目所在地的电网的入网规则要求，对项目接入系统方案进行审查。项目建设备案要求 5.4.1 全钒液流电池储能电站应在项目所在地的相关部门进行备案。接入方案编制要求 5.5.1 接入前系统概况：全钒液流电池储能电站建设前接入电网概况。学兔兔 标准下载T/HJN 0012023 3 5.5.2 接入系统原则：根据电力平衡结果、系统电压情况、原有电网特点、负荷分布情况和全钒液流电池储能电站规模、分期投产容量，阐述方案拟定的思路和原则。5.5.3 接入系统方案：提出全钒液流电池储能电站接入的电压等级和方式，包括接入电压等级、接入点位置及数量、导线截面及线路长度、涉网设备要求、全钒液流电池系统的电压及频率特性等。5.5.4 接入系统一次方案电气计算应包括：潮流计算。为避免出现线路功率或节点电压越限，应分析全钒液流电池储能电站出力变化引起的线路功率和节点电压的波动，如全钒液流电池储能电站并网运行引起电压或同步问题应提出解决方案；无功补偿。计算并确定全钒液流电池储能电站无功补偿配置方案；稳定计算。以 6kV 及以上电压等级接入的同步电机类型全钒液流电池储能电站应进行稳定计算；短路电流计算。对相关断路器的开断能力进行校核，当不满足要求时应提出解决方案；根据需要，为保证系统公共连接点处电能质量满足要求，对全钒液流电池储能电站并网运行引起的频率偏差、闪变、谐波等电能质量进行分析。5.5.5 全钒液流电池储能电站接入方案应包含投资估算。6 项目设计 基本要求 全钒液流电池储能电站的设计主要分为初步设计阶段和施工图设计阶段。并网设计 6.2.1 全钒液流电池储能电站的接线形式应根据其在电网中的地位、设备特点等条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便等要求。6.2.2 全钒液流电池储能电站宜采用一级变压方式，接线方式应当简化，宜采用单母线接线方式。6.2.3 全钒液流电池储能电站涉网高压断路器遮断容量应满足短路容量要求。6.2.4 全钒液流电池储能电站单点并网电压等级可根据装机容量进行初步选择，参考如下：100kW1000kW（含）可接入 0.4kV；500kW6000kW（含）可接入 6/10/20kV 电网；6000kW 及以上且 30000kW及以下时储能电站可接入 35kV 电网，30000kW 以上时，接入电网电压等级可根据当地电网条件，经技术经济比较确定。6.2.5 全钒液流电池储能电站应按照相关标准和规范要求，配备必要的通信信息系统，接入 6kV 及以上电压等级全钒液流电池储能电站，应具备向属地电力调度机构上传并网设备状态、并网点电压、电流、有功功率、无功功率、充放电状态、荷电状态、最大充放电功率和充放电量等实时运行信息的数据功能。380V 电压等级接入电网的用户侧储能电站，应具备向当地电网报备装机容量数据功能，宜通过采集系统采集用户侧储能电站并网点有功功率、无功功率、充放电状态等。6.2.6 全钒液流电池储能电站应在并网点设置双向计量电能表。正向电量用于计量储能设施的充电电量，反向电量用于计量储能设施的放电电量。站用电部分应单独设置计量电能表。6.2.7 全钒液流电池储能电站接入电网部分的设计应分别满足 GB/T 36547、DL/T 5810、DL/T 5816 的要求。电池系统 6.3.1 全钒液流电池设计应符合 GB/T 34866-2017 规定的安全要求。6.3.2 全钒液流电池电堆材料、电解液、管路及主要部件使用寿命应满足电池设计使用寿命。6.3.3 全钒液流电池应具有安全防护设计，主要材料宜采用难燃或不燃材质，其外壳、储罐及内部相关重要部件应符合 HB40（水平级）的要求：水平燃烧实验移去引燃源后，没有可见的有焰燃烧；移去引燃源后，试样持续有焰燃烧，但火焰前端未达到 100mm 标线；如果火焰前端超过 100mm 标线，线性燃烧速率不超过 40mm/min。此外，还符合 V-0（垂直级）的要求：垂直燃烧实验单个试样余焰时间10s；任一状态调节的一组试样总的余焰时间50s；第二次施加火焰后单个试样的余焰加上余辉时间30s；余焰和余辉不会蔓延至夹具；火焰颗粒或低落物不会引燃绵垫。学兔兔 标准下载T/HJN 0012023 4 6.3.4 全钒液流电池系统设计时应具有漏液后的防护与处理措施，降低其他设备的损坏风险，应具备漏液报警功能及紧急停机功能。6.3.5 全钒液流电池系统放置地面、集液池及围堰应具有防腐、防渗措施。6.3.6 全钒液流电池系统设计时应根据环境温度、工作温度和实际需要配置热管理系统，以保障系统正常运行。6.3.7 全钒液流电池系统设计时应具有设备安装、检修与运维的操作空间。6.3.8 全钒液流电池系统放置地面应满足储罐和箱体的载荷承重以及地面平整度要求。6.3.9 全钒液流电池系统应配备相应的气体排放或处理装置，排气管道末端应置于电池系统建筑或预制舱外部并标识，远离点火源和进风口。6.3.10 与电解液接触的材料，如电解液储罐材料、电解液管道材料、循环泵腔体内部材料、传感器接触点等，应具有抗酸腐蚀性。6.3.11 全钒液流电池系统内使用的密封材料应满足输送的流体腐蚀和压力要求。6.3.