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GB/T 34131-2017

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基本信息
标准编号 GB/T 34131-2017 (GB/T34131-2017)
中文名称 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范
英文名称 Technical standard for battery management system of electrochemical energy storage station
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 F19
国际标准分类 27.180
字数估计 10,199
发布日期 2017-07-31
实施日期 2018-02-01
起草单位 南方电网科学研究院有限责任公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司
归口单位 全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC 550)
提出机构 中国电力企业联合会
发布机构 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会

GB/T 34131-2017
Technical standard for battery management system of electrochemical energy storage station
ICS 27.180
F19
中华人民共和国国家标准
电化学储能电站用锂离子电池管理
系统技术规范
2017-07-31发布
2018-02-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 使用条件 2
5 功能要求 2
6 检验和试验项目 4
7 标志、包装 5
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC550)归口。
本标准起草单位:南方电网科学研究院有限责任公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有
限公司、中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司。
本标准主要起草人:陆志刚、黎小林、许树楷、王科、郭金川、陈满、李勇琦、雷博、黄晓东、李定林、
丁钊、张百华、孔志达、贺艳芝、廖毅。
电化学储能电站用锂离子电池管理
系统技术规范
1 范围
本标准规定了电化学储能电站锂离子电池管理系统的使用条件、功能要求、检验和试验项目等。
本标准适用于新建、改建、扩建电化学储能电站。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h+12h循
环)
GB/T 16935.1 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分:原理、要求和试验
GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验
GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验
GB/T 17626.12 电磁兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
采用电化学电池作为储能元件,可进行电能存储、转换及释放的电站。
3.2
实现储能电池与交流电网之间双向能量转换的系统。
3.3
单体电池 cel
由电极和电解质组成,构成蓄电池组模块最小单元,能将所获得的电能以化学能的形式贮存并将化
学能转为电能的一种电化学装置。
3.4
电池模块 batterymodule
两个及以上的单体电池以一定的电气连接方式组成的单元。
3.5
管理一个电池模块,监测电池状态(电压、温度等),并为电池提供通信接口。
3.6
监测电池的状态(温度、电压、电流、荷电状态等),为电池提供通信接口和保护的系统。
3.7
电池电量状态 stateofenergy;SOE
电池实际(剩余)可放出的瓦时容量与额定瓦时容量的比值。
3.8
电池均衡 battery-balancing
通过电池之间的电量转移措施,减少电池间的容量和电压差,保持不同电池间电量的均衡。
4 使用条件
4.1 环境温度
设备运行期间周围环境温度不高于45℃,不低于0℃。
4.2 相对湿度
日平均相对湿度不大于95%,月平均相对湿度不大于90%。设备上不应出现凝露。
4.3 海拔高度
海拔高度小于2000m。
5 功能要求
5.1 基本要求
5.1.1 BMS的拓扑配置应与PCS的拓扑、电池的成组方式相匹配与协调,并对电池运行状态进行优化
控制及全面管理。
5.1.2 BMS功能要求中各功能具体实现层级由BMS的拓扑配置情况决定,宜分层就地实现。
5.2 测量要求
BMS应能实时测量电池的电和热相关的数据,应包括单体电池电压、电池模块温度、电池模块电
压、串联回路电流、绝缘电阻等参数。各状态参数测量精度应符合下列规定:
a) 电流采样分辨率宜结合电池容量和充放电电流确定,测量误差应不大于±0.2%,采样周期不
大于50ms;
b) 单体电压测量误差应不大于±0.3%,采样周期应不大于200ms;
c) 温度采样分辨率应不大于1℃,测量误差不大于±2℃,采样周期不大于5s。
5.3 计算要求
BMS应能够估算电池的荷电状态,充电、放电电能量值(Wh),最大充电电流,最大放电电流等状态
参数,且具有掉电保持功能,具备上传监控系统的功能。各状态参数估算精度应符合下列规定:
a) SOE估算精度应不大于8%,宜具有自标定功能,计算更新周期应不大于3s;
b) 电能量计算误差应不大于3%。
5.4 状态参数信息上送功能
BMS应具备内部信息收集和交互功能,能将电池单体和电池整体信息上传监控系统和功率变换
系统。
5.5 故障诊断功能
BMS应能够监测电池的运行状态,诊断电池或BMS本体的异常运行状态,上送相关告警信号至监
控系统和功率变换系统。
5.6 电池的电气保护功能
BMS应具备电池的过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、过温保护、漏电保护等电气保护功
能,并能发出告警信号或跳闸指令,实施就地故障隔离。
5.7 管理功能
BMS应能对充放电进行有效管理,确保充放电过程中不发生电池过充电、过放电,以防止发生充放
电电流和温度超过允许值,主要功能应符合下列要求:
a) 充电管理功能:在充电过程中,电池充电电压应控制在最高允许充电电压内;
b) 放电管理功能:在放电过程中,电池放电电压应控制在最低允许放电电压内;
c) 温度管理功能:应能向热管理系统提供电池温度信息及其他控制信号,并协助热管理系统控制
实现电池间平均温差小于5℃;
d) 电量均衡管理功能:应采用高能效的均衡控制策略,保证电池间的一致性满足要求。
5.8 统计功能
BMS应具有电池充、放电的累计充、放电量的统计功能,并具有掉电保持功能。
5.9 通信功能
5.9.1 BMS与功率变换系统之间应有通讯接口,宜有备用接口,作为冗余,同时宜具备1个硬接点
接口。
5.9.2 BMS与监控系统之间应有以太网通讯接口,宜有备用接口,作为冗余。同时,电化学储能电站内
BMS宜单独组网。
5.10 对时功能
BMS应具备对时功能,能接受IRIG-B(DC)码对时或者NTP网络对时。
5.11 平均故障间隔时间
BMS应具备良好的可靠性与可用率,平均故障间隔时间不宜小于40000h。
5.12 定值设置功能
BMS应能对电池运行参数、报警、保护定值进行整定,且具备就地和远程修改功能。
5.13 操作权限管理功能
BMS应具有操作权限密码管理功能,任何改变运行方式和运行参数的操作均需要权限确认。
5.14 事件记录功能
BMS应能储存不少于5000条事件。运行参数的修改、电池管理单元告警信息、保护动作、充电和
放电开始/结束时间等均应有记录,且时间记录应精确到秒。事件记录应具有掉电保持功能。每个报警
记录应包含所定义的限值、报警参数,并列明报警时间、日期以及报警值时段内的峰值。
5.15 存储功能
BMS应具备足够的容量在线存储30天的信息,且宜采用队列方式存储。
5.16 故障录波功能
BMS宜有故障录波功能,能够对故障前后的状态量有效记录,电流量记录周期宜不大于50ms,电
压量记录周期不大于1s,温度量记录周期不大于5s。记录时间不宜少于10min。
5.17 显示功能
BMS应能显示确保系统安全可靠运行所必需的信息,如相关定值、模拟量测量值、事件记录和告警
记录等。
5.18 电磁兼容
BMS应符合GB/T 17626.2规定严酷等级为三级静电放电抗扰度、GB/T 17626.4规定严酷等级为
三级电快速瞬变脉冲群抗扰度、GB/T 17626.5规定严酷等级为三级浪涌(冲击)抗扰度、GB/T 17626.8
规定严酷等级为四级工频磁场抗扰度、GB/T 17626.12规定严酷等级为三级振荡波抗扰度试验的要求。
5.19 绝缘耐压性能
BMS应能经受要求的绝缘耐压性能试验,试验电压应符合表1规定。在试验过程中BMS应无击
穿或闪络等破坏性放电现象。
表1 绝缘强度试验电压
额定绝缘电压UN/V 介质交流试验电压/V 介质直流试验电压/V 冲击试验电压/V
UN≤63 500 700 1000
63< UN≤250 2000 2800 5000
250< UN≤500 2000 2800 5000
5.20 耐湿热性能
BMS应能经受GB/T 2423.4规定的湿热试验,在试验后应能正常工作,且满足5.2状态参数测量
精度的要求。
6 检验和试验项目
6.1 类型
6.1.1 型式试验
6.1.1.1 当有下列情况之一时,应进行型式试验:
a) 新产品鉴定时;
b) 结构、工艺或材料有重大改变;
c) 停产后复产;
d) 转厂;
e) 批量生产的产品,每隔5年进行一次型式试验;
f) 国家质量监督机构提出进行型式试验的要求时;
g) 合同规定。
6.1.1.2 判定规则:产品在型式试验中,若有一项不合格时,应判定产品为不合格。
6.1.2 出厂试验
每套产品都应进行出厂试验。有一项性能不符合要求,即为不合格,允许返修后重试,复试一次仍
不合格,则为试验不合格。
6.2 试验项目
试验项目应符合表2规定。
表2 检验和试验项目
序号 检验项目 型式试验 出厂试验 技术要求条款
1 电流测量精度 √ √ 5.2
2 电压测量精度 √ √ 5.2
3 温度测量精度 √ √ 5.2
4 SOE估算精度 √ 5.3
5 故障诊断功能 √ √ 5.5
6 保护功能 √ √ 5.6
7 电量均衡功能 √ 5.6
8 静电放电抗扰度试......
   
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