T_CNESA 1203-2021 压缩空气储能系统性能测试规范.pdf

ICS 19.020 CCS F 04 团 体 标 准 T/CNESA 1203-2021 压缩空气储能系统性能测试规范 Performance test specification for compressed air energy storage systems 2021-02-01 发布 2021-02-01 实施 中关村储能产业技术联盟 发布 中关村储能产业技术联盟是中国社会组织5A级社团，是中国首个专注在储能领域的非营利性国际 行业组织。中关村储能产业技术联盟致力于通过影响政府政策的制定和储能应用的推广促进储能产业 的健康有序发展。 中关村储能产业技术联盟聚集了优秀的储能技术厂商、新能源产业公司、电力系统以及相关领域的 科研院所和高校，覆盖储能全产业链各参与方。中关村储能产业技术联盟在协同政府主管部门研究制定 中国储能产业发展战略、倡导产业发展模式、确定中远期产业发展重点方向、整合产业力量推动建立产 业机制等工作中，发挥着举足轻重的先锋作用。 The China Energy Storage Alliance（CNESA） is a grade 5A China Social Organization and China’s first non-profit organization dedicated to the international energy storage industry. CNESA is committed to the healthy development of the energy storage industry through positive influence of government policy and promotion of energy storage applications. CNESA’s membership body includes domestic and international organizations involved in all aspects of the energy storage industry, from technology manufacturers, renewable energy corporations, research bodies, institutes of higher learning, and more. CNESA partners with government bodies to develop strategies for industry development, determine directions for medium- and long-term industry growth, consolidate efforts to establish a market mechanism, and many other projects that play a crucial role in advancing the energy storage industry in China and abroad. 地址：北京市海淀区北四环西路11号B座310室 邮编：100190 电话：86- 1 0- 65 66 70 66 传真：86-10-65666983 网址：http://www.cnesa.org 邮箱：standard@cnesa.org 本标准由中关村储能产业技术联盟自主编写、制定，因其产生的著作权等所有权利均归中 关村储能产业技术联盟所有。除事先得到中关村储能产业技术联盟的许可或国家现行法律法规 允许使用本标准外，任何机构或个人均不得以任何形式对本标准进行部分或全部地复制、使用。 如对本标准的权利或使用有疑问的，请联系中关村储能产业技术联盟！ This standard is developed by the China Energy Storage Alliance, and all rights such as copyright arising from it are reserved by the China Energy Storage Alliance. No copy or use of this standard, in part or whole, is allowed in any form without official permission from China Energy Storage Alliance or unless permitted under national law. For any questions or enquiry regarding right or use of this standard, please contact the China Energy Storage Alliance. T/CNESA 1203—2021 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 总则 . 2 5 测试条件 . 3 6 测量仪器设备 . 3 7 储、释能测试步骤 . 4 7.1 储能测试步骤 . 4 7.2 释能测试步骤 . 4 8 测试项目及方法 . 5 8.1 有效储能量、能量效率 . 5 8.2 升负荷速率 . 5 8.3 储能响应时间 . 5 8.4 释能响应时间 . 6 8.5 待机损耗 . 6 9 测试报告 . 7 附录 A （资料性） 测试报告 8 A.1 概述 8 A.2 测试报告内容 8 T/CNESA 1203—2021 II 前 言 本文件按照 G B/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这些专利的责任。 本文件由中关村储能产业技术联盟提出并归口。 本文件起草单位：中国科学院工程热物理研究所、毕节高新技术产业开发区国家大规模物理储能技 术研发中心、中储国能（北京）技术有限公司、中国长江三峡集团有限公司、中科院工程热物理研究所 南京未来能源系统研究院。 本文件主要起草人：张华良、李文、尹钊、周学志、王亮、左志涛、盛勇、谢宁宁、纪律、徐玉杰、 陈海生。 T/CNESA 1203—2021 1 压缩空气储能系统性能测试规范 1 范围 本文件规定了压缩空气储能系统的总则、测试条件、测量仪器设备、储/释能测试步骤、测试项目 及方法和测试报告要求。 本文件适用于压缩空气储能系统的性能测试与评估。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 压缩空气储能系统 compressed air energy storage system 利用电能驱动电动机压缩空气，将电能转换为空气的势能储存起来；当需要时，再将空气的势能转 换为电能的一种储能系统。 注：一般包括电动机、压缩机、换热器、蓄热装置、蓄冷装置、储气（液）装置、膨胀机、发电机、控制系统及相 关辅助设施等。 3.2 热备用状态 hot standby state 压缩空气储能系统已具备运行条件， 且各部件达到热平衡状态， 设备保护及自动装置满足带电要求， 控制系统下达指令即可进入储、释能的状态，亦称待机状态。 3.3 有效储气（液）量 effective gaseous(liquid) air storage capacity 压缩空气储能系统在释能过程中可用来驱动膨胀机做功发电的储气（液）量。 3.4 有效储能量 effective energy storage capacity 压缩空气储能系统在释能过程中，利用有效储气（液）量对外膨胀做功产生的电能。 3.5 储能功率 energy storage power 压缩空气储能系统在储能过程中消耗的电功率。 T/CNESA 1203—2021 2 3.6 释能功率 energy release power 压缩空气储能系统在释能过程中，由发电机发出的电功率。 3.7 储能响应时间 response time for energy storage 压缩空气储能系统在热备用状态下， 自收到储能控制指令起， 直到压缩机排气压力达到储气 （蓄冷） 装置压力所需要的时间。 3.8 释能响应时间 response time for energy release 压缩空气储能系统在热备用状态下，自收到释能控制指令起，直到膨胀机达到额定转速所需要的时 间。 3.9 升负荷速率 increasing power rates 压缩空气储能系统释能阶段，单位时间内系统能够增加的输出功率。 3.10 循环周期 energy storage cycle 压缩空气储能系统从有效储气 （液） 量为零开始， 储能至额定储气 （液） 量， 再释能至有效储气 （液） 量为零的过程。 3.11 能量效率 energy efficiency 一个循环周期内，压缩空气储能系统释能过程中净输出的能量与储能过程中输入的能量之比。 4 总则 4.1 压缩空气储能系统测试边界如图 1所示。 4.2 压缩空气储能系统测试前应编制测试方案并制定相应的安全措施。 4.3 压缩空气储能系统性能测试项目包含有效储能量测试、能量效率测试、升负荷速率测试、储能响 应时间测试、释能响应时间测试、待机损耗测试。 4.4 压缩空气储能系统性能测试结果应形成相应的测试报告，并提供测试的环境条件。 T/CNESA 1203—2021 3 注：二次能量Q是指在一个循环周期内进入压缩空气储能系统的热能、燃料等非电能的总量。 图1 压缩空气储能系统测试边界示意图 5 测试条件 5.1 压缩空气储能系统的全部现场设备应按照有关标准进行安装、调试、试运行并通过验收合格。 5.2 压缩空气储能系统各部件、子系统测试条件应符合相应的技术规范。 5.3 压缩空气储能系统应具备满负荷运行的基本条件。 5.4 压缩空气储能系统性能测试前，应至少连续完成 3 次循环周期保证系统处于热稳定状态。 6 测量仪器设备 测试仪器仪表应按国家有关计量检定规程或有关标准经检定或计量合格，并在检定有效期内。 测试仪器仪表精度应满足表1的要求。 压缩机 储气 装置 蓄热装置 电动机 输入 电能 空气 膨胀机 发电机 二次能量 Q 循环周期 蓄冷装置 测 试 边 界 释能过程 储能过程 输出 电能 空气 储液 装置T/CNESA 1203—2021 4 表 1 测试仪器仪表精度要求 名称 精度等级 电流传感器 0.2级（FS满量程） 电压传感器 0.2级（FS满量程） 温度传感器 ±1℃ 湿度计 ±3%（相对湿度） 功率分析仪 0.2级（FS满量程） 电能表 0.2级（FS满量程） 压力传感器 0.12%（FS满量程） 液位传感器 ±5mm 7 储、释能测试步骤 7.1 储能测试步骤 压缩空气储能系统储能测试步骤如下。 a) 压缩空气储能系统的有效储气（液）量为零，处于热备用状态，记录储能电表示数E C_b egin 。 b) 启动压缩机，开始储能过程。 c) 若有二次能量输入，记录输入的二次能量 Q。 d) 有效储气（液）量达到额定值，停止储能，记录储能电表示数E C_end 。 e) 输入的总能量按式（1）计算。 E C E C_end E C_begin Q . （1） 式中： E C ——输入总能量，单位为千瓦时（kWh）； E C_b egin ——储能开始时刻电表示数，单位为千瓦时（kWh）； E C_ end ——储能终了时刻电表示数，单位为千瓦时（kWh）； Q——系统从外界输入的二次能量，单位为千瓦时（kWh）。 注：总输入电能EC包括储能过程水泵耗电、油泵耗电等所有辅机的电耗，以及外界输入的二次能量Q的总和。 7.2 释能测试步骤 压缩空气储能系统释能测试步骤如下。 a) 释能系统处于热备用状态，记录释能电表示数E T_b egin 。 b) 膨胀机开始进入对外输出功率（发电）过程。 c) 压缩空气储能系统有效储气（液）量降低到零，停止释能，记录释能电表示数E T_ end 。 d) 有效储能量按式（2）计算。