5.3 功率变换系统
5.3.1 功率变换系统交流侧电压宜从表5.3.1的标准值中选取。
1 应具备并网充电、并网放电、离网放电三种基本功能。
2 应具有有功功率连续可调功能。
3 应具有无功功率调节能力。
4 应具备低电压穿越能力。
5.3.4 功率变换系统的功能应符合下列要求：
1 应采集功率变换系统交、直流侧电压、电流等模拟量和装置正常运行、告警故障等开关量信息。
2 应接收电池管理系统上送的电池电压、温度、计算电量等模拟量和故障告警等开关量保护、联合控制所需信息。
3 应完成装置运行状态的切换及控制逻辑，且应包括功率变换系统的启停、控制方式的切换、运行状态的转换。
4 应具备保护功能，确保各种故障情况下的系统和设备安全。功率变换系统保护配置宜符合表5.3.4的规定。
5.3.5 功率变换系统性能指标应符合下列要求：
1 在额定运行条件下，功率变换系统的效率应满足下列要求：
1) 一级变换拓扑型：额定功率不大于100kW的仅含AC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于95％；额定功率大于100kW的仅含AC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于97％。
2) 两级变换拓扑型：额定功率不大于100kW的含AC／DC＋DC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于92％；额定功率大于100kW的含AC／DC＋DC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于94％。
3) H桥链式拓扑型：效率不应低于97％。
注：计算以上效率时，不包含隔离变压器损耗。
2 功率变换系统在110％的标称电流容量下，持续运行时间不应少于1min；在120％的标称电流容量下，持续运行时间不应少于10s。高于上述要求的工程，应根据实际计算功率变换系统的过载能力要求。
3 与电网连接点的谐波电压、输出电流谐波总畸变率应符合现行国家标准《电能质量 公用电网谐波》GB／T 14549的规定。
4 功率变换系统并网运行时产生的电压波动和闪变应符合现行国家标准《电能质量 电压波动和闪变》GB 12326的规定。
5 对储能电池进行恒流充电时，输出电流的稳流精度应符合下列要求：
1) 一级变换拓扑型功率变换系统输出电流的稳流精度应为±5％。
2) 两级变换拓扑型功率变换系统输出电流的稳流精度应为±2％。
6 对储能电池进行恒流充电时，输出电流的电流纹波应符合下列要求：
1) 一级变换拓扑型功率变换系统输出电流的电流纹波不应超过5％。
2) 两级变换拓扑型功率变换系统输出电流的电流纹波不应超过2％。
7 并网运行时，功率变换系统交流侧输出电流中的直流电流分量不应超过其输出电流额定值的0.5％。
8 并网运行模式下，不参与系统无功调节时，功率变换系统输出大于其额定输出的50％功率时，超前或滞后功率因数不应小于0.95。
9 功率变换系统应能快速切换运行状态，在90％额定功率并网充电状态和90％额定功率并网放电状态之间运行状态切换所需的时间不应大于200ms。
10 当输入电压为额定值时，在距离设备水平位置1m处，用声级计测量满载时的噪声，噪声不应大于70dB。
条文说明
5.3.1 功率变换系统交流侧电压宜优先选择电网标称电压系列，尽量避免接口设备的非标准化。
5.3.4 本条对功率变换系统的监测、控制、保护功能作出了基本规定。
1 对于模拟量测量精度，宜符合下列要求：
(1) 交流电压：在0.2p.u.～1.15p.u.时的测量和转换量值误差应不超过实际值的1％；
(2) 交流电流：在0.2p.u.～1.5p.u.时的测量和转换量值误差应不超过实际值2％；
(3) 直流电压：在允许电压范围内，测量和转换量值误差应不超过实际值的1％；
(4) 直流电流：在额定功率0.2p.u.～1.2p.u.时的测量和转换量值误差应不超过实际值的2％；
(5) 无功功率：在负荷电流0.2p.u.～1.2p.u.时误差应不超过2.5％；
(6) 有功功率：在负荷电流0.2p.u.～1.2p.u.时误差应不超过2.5％。
3 一般，控制方式的切换主要指锁定退出、就地手动、就地自动、远方控制方式的切换。运行状态的转换主要指充电、放电、待机、停机状态的切换。
4 PCS本体保护主要通过硬件回路实现，其应具有最高的优先级的快速的响应回路，在严重故障状况下封脉冲、跳交直流两侧断路器，并停机告警，具备故障手动复归确认功能。
PCS直流侧保护、交流侧保护等一般通过软件算法实现，分为瞬动保护和定时限保护。瞬动保护设有保护动作定值，当系统检测到严重故障时单点动作出口，封脉冲，跳交直流两侧断路器，并停机告警，具备故障手动复归确认功能。定时限保护设有动作定值和延时定值，当系统检测到严重故障时，经延时定值确认后出口，封脉冲，系统转为故障状态并告警。故障消失后故障标志自动清除，转为待机状态。
表5.3.1 交流侧电压
5.3.2 功率变换系统的额定功率宜从表5.3.2的标准值中选取。
表5.3.2 额定功率
5.3.3 功率变换系统功能、性能要求应与储能单元需求相匹配，并应符合下列要求：
1 应具备并网充电、并网放电、离网放电三种基本功能。
2 应具有有功功率连续可调功能。
3 应具有无功功率调节能力。
4 应具备低电压穿越能力。
5.3.4 功率变换系统的功能应符合下列要求：
1 应采集功率变换系统交、直流侧电压、电流等模拟量和装置正常运行、告警故障等开关量信息。
2 应接收电池管理系统上送的电池电压、温度、计算电量等模拟量和故障告警等开关量保护、联合控制所需信息。
3 应完成装置运行状态的切换及控制逻辑，且应包括功率变换系统的启停、控制方式的切换、运行状态的转换。
4 应具备保护功能，确保各种故障情况下的系统和设备安全。功率变换系统保护配置宜符合表5.3.4的规定。
表5.3.4 功率变换系统保护配置
5 宜支持IEC61850、CAN或Modubs TCP／IP通信，并应能配合监控系统及电池管理系统完成储能单元的监控及保护。
5.3.5 功率变换系统性能指标应符合下列要求：
1 在额定运行条件下，功率变换系统的效率应满足下列要求：
1) 一级变换拓扑型：额定功率不大于100kW的仅含AC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于95％；额定功率大于100kW的仅含AC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于97％。
2) 两级变换拓扑型：额定功率不大于100kW的含AC／DC＋DC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于92％；额定功率大于100kW的含AC／DC＋DC／DC环节的功率变换系统，效率不应低于94％。
3) H桥链式拓扑型：效率不应低于97％。
注：计算以上效率时，不包含隔离变压器损耗。
2 功率变换系统在110％的标称电流容量下，持续运行时间不应少于1min；在120％的标称电流容量下，持续运行时间不应少于10s。高于上述要求的工程，应根据实际计算功率变换系统的过载能力要求。
3 与电网连接点的谐波电压、输出电流谐波总畸变率应符合现行国家标准《电能质量 公用电网谐波》GB／T 14549的规定。
4 功率变换系统并网运行时产生的电压波动和闪变应符合现行国家标准《电能质量 电压波动和闪变》GB 12326的规定。
5 对储能电池进行恒流充电时，输出电流的稳流精度应符合下列要求：
1) 一级变换拓扑型功率变换系统输出电流的稳流精度应为±5％。
2) 两级变换拓扑型功率变换系统输出电流的稳流精度应为±2％。
6 对储能电池进行恒流充电时，输出电流的电流纹波应符合下列要求：
1) 一级变换拓扑型功率变换系统输出电流的电流纹波不应超过5％。
2) 两级变换拓扑型功率变换系统输出电流的电流纹波不应超过2％。
7 并网运行时，功率变换系统交流侧输出电流中的直流电流分量不应超过其输出电流额定值的0.5％。
8 并网运行模式下，不参与系统无功调节时，功率变换系统输出大于其额定输出的50％功率时，超前或滞后功率因数不应小于0.95。
9 功率变换系统应能快速切换运行状态，在90％额定功率并网充电状态和90％额定功率并网放电状态之间运行状态切换所需的时间不应大于200ms。
10 当输入电压为额定值时，在距离设备水平位置1m处，用声级计测量满载时的噪声，噪声不应大于70dB。
条文说明
5.3.1 功率变换系统交流侧电压宜优先选择电网标称电压系列，尽量避免接口设备的非标准化。
5.3.4 本条对功率变换系统的监测、控制、保护功能作出了基本规定。
1 对于模拟量测量精度，宜符合下列要求：
(1) 交流电压：在0.2p.u.～1.15p.u.时的测量和转换量值误差应不超过实际值的1％；
(2) 交流电流：在0.2p.u.～1.5p.u.时的测量和转换量值误差应不超过实际值2％；
(3) 直流电压：在允许电压范围内，测量和转换量值误差应不超过实际值的1％；
(4) 直流电流：在额定功率0.2p.u.～1.2p.u.时的测量和转换量值误差应不超过实际值的2％；
(5) 无功功率：在负荷电流0.2p.u.～1.2p.u.时误差应不超过2.5％；
(6) 有功功率：在负荷电流0.2p.u.～1.2p.u.时误差应不超过2.5％。
3 一般，控制方式的切换主要指锁定退出、就地手动、就地自动、远方控制方式的切换。运行状态的转换主要指充电、放电、待机、停机状态的切换。
4 PCS本体保护主要通过硬件回路实现，其应具有最高的优先级的快速的响应回路，在严重故障状况下封脉冲、跳交直流两侧断路器，并停机告警，具备故障手动复归确认功能。
PCS直流侧保护、交流侧保护等一般通过软件算法实现，分为瞬动保护和定时限保护。瞬动保护设有保护动作定值，当系统检测到严重故障时单点动作出口，封脉冲，跳交直流两侧断路器，并停机告警，具备故障手动复归确认功能。定时限保护设有动作定值和延时定值，当系统检测到严重故障时，经延时定值确认后出口，封脉冲，系统转为故障状态并告警。故障消失后故障标志自动清除，转为待机状态。
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