【PVPMC】CGC鉴衡认证--张光青--电力储能产品及电站国内检测认证要求解析

电力储能产品及电站 国内检测认证要求解析 张光青 Guangqing Zhang 2019-12-10 Domestic testing and certification requirement for EES 1 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 目录 Contents 01 电力储能产品及电站面临的质量风险 02 03 Quality risks of electrical energy storage products and power stations 电力储能标准及国内检测认证现状 Status of domestic standards and testing certification for electrical energy storage 鉴衡电力储能质量保障解决方案 CGC’s quality assureance solution for electrical energy storage 2 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 01 电力储能产品及电站面临的质量风险Quality risks of electrical energy storage products and power stations 3 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能的作用与“能源安全” The role of electrical energy storage and “energy security“ 储能的作用 The role of electrical energy storage “ 能源安全 ” 的目标 Goals for energy security  安全 safety  高质量供电 High-quality power  电力供需平衡 Power supply and demand balance  平滑出力波动；提高其调度计划跟踪能力； Smoothing output fluctuations; improving its scheduling plan tracking ability;  调频 Regulation frequency  调压 Regulation voltage 发电侧 Power generation side 输电侧 Transmission side 用户侧 User side  调频 Regulation frequency  电压支撑 Voltage support  调峰 Adjust the peak  备用容量 Reserve capacity，无功发出， 改善供电  削峰填谷 Peak-cutting and fill-in-valley  容量费用管理；动态增容 Capacity Expense Management; Dynamic Capacity Increase  改善电能质量 Improve power quality  提升新能源自用率 Improve new energy self-use rate 配电侧 Distribution side  延缓增容需求 Delaying demand for capacity expansion  降低线路损耗 Reduce line loss  改善电能质量 Improve power quality动实 现有功，无，改善供电 储能要求  安全 safety  高效 High efficiency 4 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 影响储能发展的因素 Factors affecting the development of energy storage ◆政策体系和价格机制不完善 Imperfect policy system and price mechanism ◆成本高 high cost ◆质量（安全、寿命、效率等） Quality (safety, life, efficiency, etc.)  根据中关村储能产业技术联盟发布的《储能产业研 究白皮书 2019》显示截至 2018年 12月底，中国已 投运电化学储能项目 1.07GW，同比增长 175.19%。 据 CNESA数据显示， 2019年上半年，中国新增投 运电化学储能装机规模 116.9MW，增长趋缓。 Chinas energy storage market growth trend has slowed since this year.  “严禁擅自扩大投资界面和超标准建设，严 禁超过核价投资规模和范围安棑投资，严禁 过度追求高可靠性的“锦上添花”项目，杜 绝低效无效投资，不得在投资计划外安排输 变电资产租赁， 不得以投资、租赁或合同能 源管理等方式开展电网侧电化学储能设施建 设，不再安排抽水蓄能新开工项目 ，优化续 建项目投资进度。” State Grid once again ordered strict control of grid investment, and no project construction of grid-side energy storage is allowed 储 能 发 展 趋 势 放 缓 影响因素： Influencing factor: 5 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能电站面临的质量风险 Quality risk of electric energy storage power stations key words key words ❶ 电池系统缺陷 ❷ 应对绝缘检测的保护系统不够 ❸ 运营期间维护和管理不够 ❹ PCS、 BMS、 EMS之间的综合管理协调不好 6 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能电站面临的质量风险 Quality risk of electric energy storage power stations key words 全球电化学储能电站起火或爆炸事故不完全统计 Incomplete statistics of global fire or explosion power stations 国家 country 储能项目 Energy storage project 技术路线 Technical route 事故时间 Accident time 日本 JP 日本 NGK储能电站 钠硫电池 2011 美国 USA 30MW风电场 XtremePower公 司 15MW储能项目 铅酸 2012 美国 USA 美国某储能电站 锂离子电池 2017 美国 USA APS公司 亚利桑那州 某储能电站 锂离子电池 2019 中国 CHN 山西某储能电站 三元锂 2017 中国 CHN 江苏扬中某储能电站 磷酸铁锂 2018 中国 CHN 北京某用户侧储能项目 锂离子电池 2019 韩国 KR 韩国灵岩等 24座电站 锂离子电池 2017- 2019 7 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 储能电站安全事故原因分析 Analysis of Causes of Safety Accidents in Energy Storage Power Stations 关键设备质量问题 Causes of power plant accidents 电池中存在极片折叠、切割不良、活性材料涂层不良等制造缺陷 等引起电池内短路造成热失控；电 池端子接触不良引起过流或短路现象； …… In the battery, there are manufacturing defects such as pole sheet folding, poor cutting, and poor coating of the active material, which cause short-circuits in the battery and cause thermal runaway; poor contact of the battery terminals causes overcurrent or short-circuit 电站事 故原因 Key equipment quality issues 系统设计问题 System design issues 运行维护问题 Operation and maintenance issues 电池系统的过流保护、隔离设计问题；直流侧绝缘检测保护设计问题；有效容量与实际配置容量问 题；系统散热设计；消防安全设计； BMS、 PCS、 BMS保护协调不够等 Battery system overcurrent protection and isolation design issues; DC side insulation detection protection design issues; effective capacity and actual configured capacity issues; system heat dissipation design; fire safety design; insufficient coordination of BMS, PCS, BMS protection, etc. 运营环境管理不当（水分、粉尘、盐水）； …… Improper management of operating environment (moisture, dust, salt water)…… 注：综合韩国、美 国、中国事故电站 分析的结果 8 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能产品及电站面临的其它质量风险 Other quality risks of electrical energy storage products and power station 储能技术 Energy storage technology 效率（ %） efficiency 应用类型 Application Type 循环次数 /服役 年限（年） Number of cycles / service life (years) 锂离子电池（磷酸 铁锂） 90-95 功率型 能量型 8-10年 3000-7000次 铅酸电池（铅炭电 池） 70-85 能量型 5-8年 1000-3000次 全钒液流电池 75-85 能量型 15年 ＞ 10000次 超临界压缩空气储 能 52-65 能量型 30-50年 上万次  容量 、循环寿命及效率缺乏客观公正的第三方数据 Lack of objective and fair capacity,cycle life and efficiency data tested by third parties ◆电池的总容量 ≠储能系统的有效容量 ; “充放电功率 ” 比 “ 充放电电流 “ 更适合电力系统 的各个环节 The total battery capacity is not equal to the effective capacity of the energy storage system. “Charging and discharging power“ is more suitable for all aspects of the power system than “charging and discharging current“ ◆电池循环寿命实际运行达不到设计充放电次数 Battery cycle life cannot reach the design charge and discharge times. ◆ 效率未达到预期目标 Efficiency does not meet expectations 86 88 90 92 94 96 98 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 充电能量保持率 (%) 放电能量保持率 (%) 能量效率 (%) 结果影响因素：储能技术类型、运行环境条件、运行工况模式等 Influencing factors of results: type of energy storage technology, operating environmental conditions, operating mode, etc. 9 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 02 电力储能标准及国内检测认证现状Status of domestic standards and testing certification for electrical energy storage 10 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 规划设计 设备及试验 施工及验收 并网及检测 运行与维护 1 2 3 4 5 不同储能技术路线所涉及产品的技 术要求及测试方法标准： Technical requirements and test method standards for products involved in different energy storage technology routes: 如：铅酸 、 锂电 、 铅炭 、 钒液流 、 锌溴液流 、 燃料电池 、 超级电容等 储能所用的储能介质 、 变流器 、 电 池管理系统 、 连接器 、 电缆 、 火灾 预警及消防防护系统 、 集成系统等产品 国内电力储能标准建设 Development of domestic power storage standards Planning and Design Equipment and test Constructionand acceptance Grid connectionand test Operation and maintenance 电力储能架构包含的技术领域众多，涵盖各种不同形式的储能、不同的应用功能，但是生产流程却是一致的，国内主要以 此划分储能标准的界面，各个环节之间的标准不交叉、不重叠。 The electric energy storage architecture contains many technical fields, covering various forms of energy storage and different application functions, but the production process is consistent. This is mainly used to divide the interface of energy storage standards in China. The standards between various links are not Cross and do not overlap. GB/T 36547电化学储能系统接 入电网技术规定 GB/T36548 电化学储能系统接 入电网测试规范 GB/T 36549电化学储能电站运 行指标与评价GB 51048 电化学储能电站设计 规范 11 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 主要储能设备标准 Main energy storage equipment standards 储能介质 (如电池 ) 储能系统关 键设备 电池 管理系统 储能 变流器 能量 管理系统 辅助系统 BMS PCS EMS auxiliary system Energy storage media, such as batteries The key equipment that forms the energy storage system GB/T22473 储能用铅酸蓄电池 GB/T36276 电力储能用锂离子电池 GB/T 36280 电力储能用铅炭电池 NB/T42135 锌溴液流电池通用技术条件 GB/T34120电化学储能系统用储能变流器 技术规范 GB/T 34133储能变流器检测技术规程GB/T34131 电化学储能电站用锂离子电池管理 系统技术规范 NB/T 42134全钒液流电池管理系统技术条件 GB 16280 线性感温火灾探测器 GB14287.1电气火灾监控系统 第 1部 分：电气火灾监控设备 12 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 国内招投标过程中对产品检测认证的要求 Requirements for product testing and certification during domestic bidding 投标人 须 提供与投标储能系统电池型 号一致的第三方 认证 报告和试验测试 报告 青海特高压外送基地及 新能源基地超 200MW 储能系统采购 检测作为打分项目（最高 10分），产 品认证作为 额外加分 项（最高可加 6 分） 北京某能源集团用户侧 储能设备及安装工程采 购项目 应答人应提供相应电池检测资质的机 构出具对电池单体及模组满足国标 GB/T36276相关技术要求试验合格的 证明文件 许继集团江苏租赁项目 下舍站磷酸铁锂电池采 购项目谈判采购公告 储 能 产 品 招 投 标 过 程 中 对 检 测 认 证 的 要 求 13 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 03 鉴衡电力储能质量保障解决方案CGC’s quality assureance solution for electrical energy storage 14 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能质量保障解决方案 -从零部件到系统 EES quality assurance solutions-from parts to systems • 关键原材料 /零部件认证 Certification of key materials / components • 电池连接器 Battery connector • 电池连接电缆 Battery connection cable • 分系统 /系统认证 Sub-system / system certification • 电池簇 battery cluster、 电池系统 battery system • 能量管理系统（ EMS） • 电池管理系统（ BMS） • 集装箱式电化学储能系统 Container type EESS • 关键 设备监造、认证 Supervision and certification of key equipment • 电池单体 cell、模块 module • 储能变流器 PCS （ DC/DC、 DC/AC） • 电站检测 Energy storage power station test • 关键设备检测与评价 Testing and evaluation of key equipment • 子系统 /系统安全、性能检测与评 价 Testing and evaluation of subsystem / system safety and performance 15 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能质量保障解决方案 ——零部件：电缆 EES quality assurance solutions- parts： cable key words 结构尺寸 structure size 导体、绝缘、护套厚 度 外径 椭圆度 . 标记和识别 低温冲击试验 Low temperature impact tes 机械性能 热延伸试验 收缩试验 低温弯曲试验 低温拉伸试验 耐臭氧 护套材料 Sheath material 机械性能 质量损失试验 热冲击试验 高温压力试验 低温弯曲试验 热稳定性试验 绝缘材料 Insulation Materials 兼容性测试 Compatibility test 导体电阻 电压 缺陷 电阻率 耐电压 电气性能 Electrical performance 老化后抗张强度 断裂伸长率 ➢ 室内使用： Indoor use • 耐酸性试验 • 垂直火焰燃烧试验 • 烟密度试验 ➢ 短期户外使用： Short-term outdoor use: • 耐酸性试验 • 垂直火焰燃烧试验 ➢ 永久户外使用： For permanent outdoor use: • 湿热试验 • 耐酸碱溶液试验 • 垂直火焰燃烧试验 • 抗紫外试验 • 耐盐雾试验 16 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能质量保障解决方案 -零部件 :连接器 EES quality assurance solutions- parts： connector 机械性能 Mechanical performance 外观和尺寸检查 铭牌、极性和编码 接地测试 内锁测试 端子连接 插套插针保持力 机械冲击 耐候性能 Weatherability 接触电阻初始测量 低温试验 高温试验 腐蚀试验 高低温冲击测试 湿度 循环测试 接触电阻最终测量 介电强度 温度试验 Temperature test 温升测试 安全防护 Safety 防触电保护 接地电阻 防护等级 寿命测试 life test 接触电阻初始测量 分断容量 机械操作 接触电阻最终测量 弯曲试验 17 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能质量保障解决方案 -关键设备 :电池 EES quality assurance solutions- Key equipment: battery 服务 service items 标准和规则 Standards and rules 储能用铅酸蓄电池安全及性能认证 Safety and performance certification for lead-acid batteries for ES GB/T 22473-2008《储能用铅酸蓄电池》 CGC-R46011： 2010《 储能用铅酸蓄电池认证实施规则 》 储能用阀控式密封胶体蓄电池安全及性能认证 Safety and performance certification for valve-regulated sealed gel batteries for ES CGC/GF045-2015《 储能阀控式密封胶体蓄电池技术规范 》 CGC-R49003:2016储能用阀控式密封胶体蓄电池认证实施规则 电力储能用锂离子电池（单体、模块、簇） 安全、基本性能及循环性能 认证 Lithium-ion batteries (cells, modules, clusters) for ES certification for safety, basic performance, and cycle performance GB/T 36276-2018《 电力储能用锂离子电池 》 CGC-R46104:2019储能产品认证实施规则（电力储能用锂离子电池） 电力储能用铅炭电池（单体、簇、系统）安全及性能认证 Safety and performance certification of lead-carbon batteries (cells, cluster, system) for ES GB/T 36280-2018《 电力储能用铅炭电池 》 电力储能用锂离子电池监造 Supervision of lithium-ion battery for ES 鉴衡 《 电力储能用锂离子电池监造技术规范 》 及供需双方技术协议 电力储能用锂离子电池航运、海运安全鉴定 Lithium-ion batteries for ES air transportation, maritime transportation safety appraisal UN38.3 其它定制化服务：蓄电池工况循环寿命测试、电池热失控之后气体成分及比例测试及分析、出货检验、到货检验、出质保验收等 Other customized services: battery life cycle life test, gas composition and ratio test and analysis after battery thermal runaway Delivery inspection, arrival inspection, quality assurance acceptance, etc. 18 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能质量保障解决方案 -关键设备 :储能变流器 EES quality assurance solutions- Key equipment: PCS 四 类产品（按照运行模式分类）： Four categories of products (classified by operating mode) ◆ 并网运行模式 on grid ◆ 离网运行模式 off grid ◆ 并网或离网运行模式（模式 不能在线切换） on or off grid (cannot be switched online) ◆ 并离网运行模式 dual modes 安全 性能 safety 基本功能及保 护功能、 基本电性能 Function and electrical performance 电网兼容性 Grid compatibility 环境适应性 Environment 电磁兼容 性性 EMC 储能变流器 认证的 五 大 维度 19 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC）  安全认证 safety certification： 集装箱式电化学储能系统认证 • GB∕T 36547-2018 电化学储能系统接入电网技术规定 • GB∕T 36548-2018 电化学储能系统接入电网测试规范 • IEC 62933-2-1:2017 Electrical energy storage (EES) systems – Part 2-1: Unit parameters and testing methods – General specification • 其它客户委托技术要求 储能系统 /电站检验 Container-type electrochemical energy storage system certification Energy storage system / power station inspection 现场检查（关键设备、布线等施工及 安装质量、消防及标识等检查） 接地、绝缘测试 串联电池模块一致性测试 容量、循环效率测试 电能质量、充放电响应时间等测试  性能认证 Performance certification：  可靠性认证 Reliability certification ： 20 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 电力储能质量保障解决方案 -电站全生命周期 EES quality assurance solution-full life cycle of power station EPC能力评价 EPC capability evaluation 设计能力评价 Design Capability Evaluation 设计方案评估 Design evaluation 关键设备选型 Selection of key equipment 供应商质量保证能力检查 Supplier quality assurance capability check 关键设备监造 equipment supervision 关键设备出货检验 equipment shipment inspection 关键设备到货验收 Arrival inspection of key equipment 业主工程师服务 Owner Engineer Services 竣工验收 Completion acceptance 试运行验收 commissioning test and inspection 初始性能测试 Initial performance test 运维能力评价 Operation and maintenance capability evaluation 运维质量评价 Operation and Maintenance Quality Evaluation 设备出质保验收 Equipment quality assurance acceptance 电站性能后评价 Post evaluation of power plant performance 技术尽调 TDD 设计阶段 Design period 设备采购 Equipment Purchase 施工 /安装阶段 Construction / installation 试运行 commissi ng period 运行期间 run period 21 CGC 第十三届国际光伏性能建模与仿真研讨会（ PVPMC） 保障储能安全与可靠，助力行业健康发展 Ensuring the safety and reliability of energy storage and helping the industrys healthy development 全周期解决方案 本地化服务 22 北京市东城区和平里北街 6号远东科技文化园 26号楼三层 3F,Building 26,Far East ST Cultural Park, No.6 Hepingli North St., Dongcheng District, Beijing, 100013,P.R.C. 张光青 Guangqing Zhang +86-13264321300 +86-10-59796665 传递信息 建立信任 提供知识 推动进步 CREATING TRUST, PROMOTING PROGRESS 谢 谢！ Thanks! 23