中國電工技術學會團體標準T/CES 095-2022《儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動系統現場試驗導則》由中國電工技術學會標準工作委員會儲能技術工作組歸口，中國大唐集團科學技術研究總院有限公司華東電力試驗研究院牽頭編制完成。該標準規範了儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動系統現場靜態試驗、動態試驗和試驗報告要求，填補了儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動系統現場領域標準的空白。
解讀
1. 標準起草單位及主要起草人
起草單位：中國大唐集團科學技術研究總院有限公司華東電力試驗研究院、中電華創（蘇州）電力技術研究有限公司、湖南大學、中國大唐集團科學技術研究總院有限公司水電科學技術研究院、中國電力科學研究院、國網綜合能源服務集團有限公司、廣東大唐國際肇慶熱電有限責任公司、大唐萬寧天然氣發電有限責任公司、大唐陳村水力發電廠、貴溪發電有限責任公司、南京南瑞繼保電氣有限公司。
主要起草人：陳延雲、胡磊、何智龍、帥智康、盛明珺、戴申華、田冠玉、周二保、王曉暉、胡罡、許英才、江彬、許皓程、吳占元、周喜超、周炳、王官宏、李旭、梅志剛、蘭建輝、魏家柱、王萍、王亞順、周建中、黎帥、徐俊元、梁辰、何天磊、陳聰、王曉劍、楊建衛、曹晟磊、王尊。
2. 標準編制背景
目前國內燃氣輪機組數量眾多，同時已經具有不同容量燃氣輪機儲能黑啟動機組，儲能黑啟動優點明顯、有較大的市場競爭力，套用前景廣泛，現有燃氣輪機電廠想要實現成為儲能黑啟動機組意願強烈。另外目前儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動試驗沒有相關的行業標準，現場該試驗沒有統一的規範，各環節沒有統一標準。
3. 標準主要內容
從內容上來看，該標準主要包含以下幾個部分：
3.1 範圍
本標準規定了容量50MW及以上燃氣輪機組儲能黑啟動系統試驗，其他容量燃氣輪機組儲能黑啟動試驗可參照本檔案。
3.2 規範性引用檔案
下列檔案對於本檔案的套用是必不可少的。凡是注日期的引用檔案，僅注日期的版本適用於本檔案。
凡是不注日期的引用檔案，其最新版本（包括所有的修改單）適用於本檔案。
GB 3100 國際單位制及其套用
GB 50172 電氣裝置安裝工程 蓄電池施工及驗收規範
GB/T 1.1 標準化工作導則 第 1 部分：標準化檔案的結構和起草規則
GB/T 38334 水電站黑啟動技術規範
GB/T 2820.5 往復式內燃機驅動的交流發電機組 第 5 部分：發電機組
DL/T 596 電力設備預防性試驗規程
DL/T 724 電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程
DL/T 995 繼電保護及電網安全自動裝置檢驗規程
DL/T 1502 廠用電繼電保護整定計算導則
3.3 術語和定義
包括黑啟動、儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動、黑啟動試驗、孤網試驗、黑啟動耗時、黑啟動機組、A類黑啟動、B類黑啟動、電池儲能的功率轉換系統的定義。
3.4 常規試驗
靜態試驗包含常規試驗和補充試驗。
3.4.1 靜態試驗
常規試驗試驗包括：儲能系統絕緣測試、儲能系統直流電阻測試、廠用電源切換靜態試驗、蓄電池充放電試驗、升壓變壓器保護試驗，靜態試驗參考DL/T596、DL∕T995、DL/T 1502標準執行。對於蓄電池充放電試驗方法參照 GB 50172，試驗結果滿足 DL/T 724 的技術要求。除此之外，蓄電池系統放電電量，應滿足2次機組啟動期間電量需求。蓄電池系統放電容量，除應滿足機組啟動期間最大負荷需求外，還應滿足最大容量電機的工頻啟動需求，並留有一定裕度。
3.4.2 補充試驗
（1） PCS小電流試驗
在直流輸入端接入試驗直流電壓，輸出端接一電阻性負載。使用示波器觀察交流輸出電壓波形。啟動PCS系統，逆變電路在180°導通方式。輸出交流電壓可按（1）式計算：
（1）
式中：
Ud——逆變橋輸入直流電壓，V；
Uab——逆變橋輸出交流側線電壓，V。
（2） PCS三相不平衡度試驗
直流輸入端接入試驗適應的直流電壓，測試三相電壓不平衡度 ，儀器採樣時間為3s。輸出電壓不平衡度可按（2）式計算：
（2）
式中：
——3s內第k次測得的三相不平衡度；
m——3s內均勻間隔取值數（m＞6）。
（3） PCS冷卻裝置功能性試驗
檢查冷卻風機或冷卻水泵輔助觸點和轉動方向正確。
（4） PCS信號校驗
對PCS系統的全部操作、保護、限制及信號迴路按照設計邏輯進行傳動檢查，確保符合設計邏輯及供貨要求。
（5） PCS電氣保護功能
（1）直流過電壓保護。在直流側電壓採樣輸入直流電壓，其大小相應於直流側過電壓保護定值的1.05倍，使網橋側過電壓保護動作，記錄對應的保護動作時間。
（2）交流過壓/欠壓保護。在交流側電壓採樣端輸入交流電壓，其大小相應於交流側過電壓保護定值的1.05倍，使機橋側過電壓保護動作，記錄對應的保護動作時間。在交流側電壓採樣端輸入交流電壓，其大小相應於交流側欠電壓保護定值的0.95倍，使機橋側欠電壓保護動作，記錄對應的保護動作時間。
3.5 動態試驗
3.5.1 一般試驗條件
（1） 儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動試驗應和電網調度充分溝通，根據各試驗階段、試驗範圍、初始狀態（交流供電部分消失、交流供電全部消失）制定試驗實施方案，方案中應明確試驗停電範圍、安全隔離點、安全措施和故障緊急處理預案。
（2）儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動試驗應按照電網黑啟動預案，結合電站設備實際情況進行。
（3）儲能系統（蓄電池、PCS、升壓變壓器）設備正常，蓄電池功率滿足燃機黑啟動所需最大功率要求、蓄電池電量滿足燃機兩次黑啟動所需電量要求。
（4）柴油發電機設備正常，具備啟動能力。
（5）黑啟動快切系統正常。
（6）發電機勵磁系統正常以及各系統繼電保護裝置投入。
（7）熱控DCS系統狀態正常，黑啟動邏輯驗證合格。
（8）試驗期間機組應斷開與電網電氣一次的連線，即機組變壓器單元高壓側斷路器在斷開位置，機組在非併網狀態。
（9）控制用直流系統工作正常。
（10）動態試驗應按照本標準羅列試驗項目按順序進行。
3.5.2 A類黑啟動廠用電恢複試驗
試驗前熱控DCS黑啟動處於手動模式，發電機非併網狀態（主變高壓側斷路器和機端斷路器均在斷開狀態），廠用電由啟備變提供，儲能蓄電池連線埠開關合閘位置。手動遠方斷開廠用中壓母線備用進線開關，升壓變壓器高壓側開關合閘成功，廠用中壓母線受電成功。廠用電設備運行正常。各母線電壓有效值控制在±5%額定電壓範圍內。
3.5.3 B類黑啟動廠用電恢複試驗
試驗前熱控DCS黑啟動處於手動模式，發電機非併網狀態（主變高壓側斷路器和機端斷路器均在斷開狀態），廠用電由啟備變提供，儲能蓄電池連線埠開關合閘位置。手動遠方斷開廠用中壓母線備用進線開關，柴油發電機啟動成功帶起保全段負荷，保全段工作和備用電源進線開關斷開。升壓變壓器高壓側開關合閘成功，廠用中壓母線受電成功。廠用電設備運行正常。各母線電壓有效值控制在±5%額定電壓範圍內。
3.5.4 機組啟動試驗
廠用中壓母線受電成功，廠用中壓母線以下負荷具備受電條件。對於B類黑啟動，廠用保全電源工作正常。之後按照正常啟機流程，廠用電中壓、低壓各系統負荷啟動運行正常，廠用中壓母線上最大電機空載啟動母線上的電壓水平不宜低於額定電壓的80%。燃機點火、高盤成功，發電機額定轉速。
3.5.5 發電機零起升壓試驗
發電機額定轉速，勵磁系統熱備用。發電機自動方式零啟升壓，發電機建壓成功，機端電壓為額定電壓，勵磁系統和繼電保護系統無異常。
3.5.6 孤網運行試驗
黑啟動廠用電恢復成功，發電機建壓成功，升壓變壓器高壓側開關分閘位置，快切熱備用，熱控孤島運行邏輯驗證合格，燃氣機系統具備孤島運行條件。DCS遠方手動啟動快切，發電機帶起廠用負荷；發電機帶廠用電運行，機組進入孤島運行狀態。熱控系統正確調節，機組運行平穩，參數正常。
3.5.7 燃機發電機併網試驗
線路停電，升壓站停電，機端斷路器和主變高壓側斷路器具備手動遠方合閘功能。手動遠方合上機端斷路器和主變高壓側斷路器，線路開關單側檢無壓空充合閘；發電機運行正常，母線和線路受電成功。繼電保護及安全自動裝置無異常告警及動作情況，發變組過激磁保護不啟動，線路差動保護可靠躲過空充電流。勵磁調節器調節合理。發電機機端電壓頻率、升壓站母線電壓頻率、線路電壓頻率在48.5-50.5Hz。其他各系統正常。
3.5.8 停機試驗
程式解列發電機，完成廠用電切換，停機成功。
3.6 試驗報告
試驗報告應包括以下內容：
（a）試驗機組的發電機、PCS系統、勵磁系統、儲能系統各設備的技術參數；
（b）試驗儀器、時間、地點、環境以及試驗項目；
（c）試驗相關數據、曲線；
（d）試驗結論應提出投運建議。
4. 標準制定效益
《儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動系統現場試驗導則》的編制規範儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動現場試驗目的、項目及方法，指導儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動現場試驗工作。本標準的制定，有利於儲能系統輔助燃氣輪機組黑啟動現場試驗的安全和高效開展，有利於提高燃機儲能黑啟動的安全穩定，同時對所有儲能黑啟動具有借鑑意義，因此該導則具有明顯經濟效益、社會效應和示範效應。
