ICS 27.180 CCS F19 中华人民共和国国家标准 GB/T 42716—2023 电化学储能电站建模导则 Guide for modeling of electrochemical energy storage power station 2023-12-01实施 2023-05-23发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42716—2023 目 次 前言 范围 1 规范性引用文件 术语和定义 总体要求 潮流计算模型 5 电磁暂态仿真模型 7 机电暂态仿真模型 中长期动态仿真模型 附录A（资料性） 电化学储能电站模型典型结构 附录B（资料性） 电化学储能电站潮流计算模型结构 附录C（资料性） 电化学储能电站电磁暂态仿真模型典型结构 附录D（资料性） 电化学储能电站电磁暂态仿真模型典型滤波电路拓扑 附录E（资料性） 电化学储能电站机电暂态/中长期动态仿真模型总体结构· 附录F（资料性） 储能电池机电暂态仿真模型 LT 附录G（资料性） 储能变流器正常运行状态电气控制机电暂态仿真模型 L2 附录H(资料性) 储能变流器故障穿越状态电气控制与保护机电暂态仿真模型 15 附录I(资料性） 储能变流器及并网接口机电暂态仿真模型 附录J（资料性） 厂站级有功无功控制机电暂态仿真模型 18 附录K（资料性） 电化学储能电站典型二次调频模型 21 参考文献 GB/T42716—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《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专利的责任。 本文件由中国电力企业联合会提出。 本文件由全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）归口。 本文件起草单位：中国电力科学研究院有限公司、国网冀北电力有限公司电力科学研究院、国网浙 江省电力有限公司电力科学研究院、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公 司电力科学研究院、中国南方电网电力调度控制中心、国家电网有限公司西北分部、国家电网有限公司 华东分部、国家电网有限公司华北分部、国网宁夏电力有限公司、国网甘肃省电力公司。 本文件主要起草人：郭强、周勤勇、张健、吴俊玲、戴汉扬、徐希望、杨泽栋、张立波、施浩波、李相俊、 牛萌、许守平、王官宏、李莹、韩志勇、胡娟、穆世霞、代倩、吴林林、肖雄、张尚、马俊超、宋新立、云雷、 李智诚、李芳、齐步洋、吕振华、朱艺颖、张星、安宁、李文锋、马士聪、谢惠藩、吴国旸、陈典、丁平、陆润钊、 蔡靖、张松涛、苏志达、姜懿郎、孙璐、苏丽宁、赵敏、贺海磊、王蒙、庄侃沁、李付强、汪莹、赵伟、霍超、 牟善科、皆鹏、项丽、邵冲、孙玉娇、杨京齐、高莹、黄丹、王雪琼。 GB/T42716—2023 电化学储能电站建模导则 1范围 型建立的技术要求 本文件适用于通过10（6）kV及以上电压等级并网的电化学储能电站，其他电化学储能电站可参 照执行。 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 本文件。 GB 38755 5电力系统安全稳定导则 GB/T40581电力系统安全稳定计算规范 DL/T2528电力储能基本术语 3术语和定义 DL/T2528界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 电化学储能电站模型 electrochemical energy storage station model 用于电力系统潮流计算以及电磁暂态、机电暂态和中长期动态过程计算分析的电化学储能电站仿 真模型。 注：一般包含一组或多组电化学储能系统模型、厂站级控制系统模型以及站内集电升压系统模型。 3.2 电化学储能系统模型electrochemicalenergystoragesystemmodel 用于电力系统潮流计算以及电磁暂态、机电暂态和中长期动态过程计算分析的电化学储能系统仿 真模型。 注：一般包含储能电池模型、储能变流器及其控制保护模型。对于非直挂型电化学储能电站，还包含单元升压变压 器模型。 3.3 厂站级控制模型electrochemicalenergystoragestationcontrolmodel 用于模拟电化学储能电站接受来自调度或操作人员的指令或根据并网点电气量对储能电站的运行 状态进行调整控制的仿真模型。 3.4 电磁暂态仿真模型electromagneticsimulationmodel 用于电力系统电磁暂态过程仿真的模型，主要反映电力系统各元件从微秒到数秒之间的动态特性。 1 GB/T42716—2023 3.5 数模混合仿真模型digital-analoghybridsimulationmodel 次电路采用数字模型，控制系统采用物理控制器构建的电磁暂态仿真模型。 3.6 电磁暂态封装模型 electromagnetic transientpackaging model 一次电路和控制系统均采用数字模型，并且控制系统模型由物理控制器内部程序改造封装形成，可 直接被仿真程序调用的电磁暂态仿真模型。 3.7 电磁暂态结构化模型electromagnetictransientstructuralmodel 一次电路和控制系统均采用数字模型，并且控制系统模型结构明确，可对外开放控制逻辑的电磁暂 态仿真模型。 3.8 机电暂态仿真模型electromechanicaltransientsimulationmodel 用于电力系统机电暂态过程仿真的模型，主要反映电力系统各元件从几个周波到数十秒的动态 特性。 3.9 中长期动态仿真模型mid-longtermdynamic simulationmodel 用于电力系统长期动态过程仿真的模型，主要反映电力系统各元件从数干秒至数干分钟的动态 特性。 4总体要求 4.1电化学储能电站模型应能反映电化学储能电站的电气特性、电池能量状态以及充放电特性，并满 足GB38755和GB/T40581规定的电力系统仿真分析计算的要求。 4.2电化学储能电站模型应根据电站实际电气结构搭建，包含一组或多组电化学储能系统模型、厂站 级控制系统模型以及站内集电升压系统模型。电化学储能电站模型典型结构见附录A。 4.3对于站内多个由同一规格型号、相同拓扑结构的储能电池和变流器构成的电化学储能系统，建模 时可等值为同一电化学储能系统。对于不同规格型号、不同拓扑结构的电化学储能系统宜分别建模。 采用等值建模方式时，宜考虑汇集线阻抗等影响因素 4.4电化学储能电站模型参数宜采用实测参数，无法获取实测参数时，应基于出厂参数和实验曲线或 数模混合仿真模型进行参数辨识。 4.5电化学储能电站模型应根据实际工况进行仿真试验来验证模型有效性。 5潮流计算模型 5.1电化学储能电站潮流计算模型应根据站内一次系统拓扑结构搭建，包含电化学储能系统模型、站 内集电升压系统模型等，模型结构见附录B。 5.2电化学储能系统宜根据控制方式和潮流计算的需要设置潮流计算节点类型，包括有功无功恒定 （PQ节点）、有功电压恒定（PV节点）等节点类型。 5.3电化学储能电站潮流计算模型参数应包含各电化学储能系统的有功功率和无功功率限值、电化学 储能系统当前功率设定值和电压设定值等。 2 GB/T42716—2023 6电磁暂态仿真模型 6.1电化学储能电站电磁暂态仿真模型应能模拟储能电站数微秒至数秒时间尺度的动态特性，可用于 大电网全电磁暂态仿真中储能电站与电力系统之间的动态响应特性分析，以及储能电站电力电子设备 快速动作特性模拟、控制参数整定等仿真计算 6.2电化学储能电站电磁暂态仿真模型应包括电化学储能系统模型和站内升压变压器，模型结构见附 录C。 6.3电化学储能系统模型的一次电路应由储能电池和变流器等主要设备模型构成，其中： a） 储能电池模型应包括电池簇等效模块，该模块应根据电池簇的连接方式和参数折算出等值内 电势和内电阻； b) 变流器模型应根据实际电路拓扑搭建，模型应包括换流桥、直流电容器、交流滤波电路等模块， 交流滤波电路的典型结构见附录D； 换流桥模型应根据仿真场景进行选择，系统级仿真宜采用平均值模型，设备级仿真宜采用开关 函数模型。 6.4电化学储能系统模型的控制系统建模方法应根据模型种类选择，模型种类包括数模混合仿真模 型、电磁暂态封装模型、电磁暂态结构化模型等，其中： 体模型应通过试验验证； b）电磁暂态封装模型的控制系统应由控制器内部程序改造、封装和编译形成，以动态链接库的形 式存在，并且可直接被仿真程序调用； c）电磁暂态结构化模型的控制系统应给出对应的标准化结构框图，标注所有可修改的参数，并提 供一套典型参数供试用。 6.5电化学储能电站电磁暂态仿真模型应具备启动/复位、有功/无功功率控制、交流电压控制、高/低 电压穿越、脱网稳定运行、一次调频、交直流保护等功能。 7机电暂态仿真模型 7.1电化学储能电站的机电暂态仿真模型应能模拟储能电站儿个周波至数十秒时间尺度的动态特性， 可用于储能电站参与电网调频/调压分析、储能电站高/低电压穿越能力分析等仿真计算。 7.3电化学储能系统模型由储能电池模型、变流器及其控制保护模型构成，总体结构见附录E，其中： a）储能电池模型应能模拟电池能量状态，并根据电池能量状态调整电化学储能系统有功电流指 令，模型框图见附录F； b）变流器及其控制保护模型宜包含储能变流器正常运行状态电气控制、故障穿越状态电气控制 与保护、储能变流器及并网接口，模型框图分别见附录G附录I。 无功功率控制以及功率分配模块，模型框图见附录J。 7