ChinaAutoRegs|GB/T 46148-2025英文版翻译 电动汽车智能充放电设备技术规范
Technical Specification for Electric Vehicle Intelligent Bi-Directional Power Supply Equipment
CONTENTS
Foreword
1 Scope
2 Normative References
3 Terms and Definitions
4 General Requirements
5 Classification
6 Equipment Composition
7 Operating Conditions
8 Functional Requirements
9 Safety Requirements
10 Performance Requirements
11 Test Methods
Annex A (Normative) Power Setpoint Control Response Time and Criteria for Determination of Control Deviation
1范围
本文件规定了电动汽车智能充放电设备的分类、设备构成、工作条件、功能要求、安全要求、性能要求,描述了相应的试验方法。
本文件适用于电动汽车与电网之间的智能充放电设备(以下简称“充放电设备”),其电网侧额定电压不超过1000VAC或1500VDC,电动汽车侧额定最大电压不超过1000VAC或1500VDC。本文件适用于采用GB/T 18487.1-2023规定的永久连接在电网侧的充电模式4的直流充放电设备,以及采用充电模式3连接方式C的交流充放电设备。
本文件仅适用于并网型充放电设备。
本文件不适用于与孤网连接的充放电设备。
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,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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 12325电能质量 供电电压偏差
GB/T 12326电能质量 电压波动和闪变GB/T 14549电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543电能质量 三相电压不平衡GB/T 15945电能质量 电力系统频率偏差
GB/T 18487.1-2023电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求
GB/T 18487.5-2024电动汽车传导充电系统 第5部分:用于GB/T 20234.3的直流充电系统
GB/T 20840.2互感器 第2部分:电流互感器的补充技术要求
GB/T 20840.3互感器 第3部分:电磁式电压互感器的补充技术要求
GB/T 24337电能质量 公用电网间谐波
GB/T 29317-2021电动汽车充换电设施术语
GB 39752-2024电动汽车供电设备安全要求
GB/T 40432-2021电动汽车用传导式车载充电机
GB 44263-2024电动汽车传导充电系统安全要求
NB/T 33001电动汽车非车载传导式充电机技术条件
NB/T 33002电动汽车交流充电桩技术条件
NB/T 33008.1电动汽车充电设备检验试验规范 第1部分:非车载充电机
NB/T 33008.2电动汽车充电设备检验试验规范 第2部分:交流充电桩
NB/T 33021-2024电动汽车非车载充放电装置技术条件
3术语和定义
GB/T 18487.1-2023、GB/T 29317-2021、NB/T 33021-2024界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电动汽车智能充放电设备electric vehicle intelligent bi-directional power supply equipment
连接于电动汽车或动力蓄电池与电网之间,能够响应上级调度指令,实现双向能量传输功能的充放电设备。
注:简称“充放电设备”。
3.2
正向能量传输forward energy transfer
充放电设备向电动汽车传输电能的过程。
注:正向能量传输也称为“正向功率传输”“充电”。
3.3
反向能量传输reverse energy transfer
充放电设备向电网传输电能的过程。
注:反向能量传输也称为“反向功率传输”“放电”。
3.4
双向能量传输 bi-directional energy transfer
包括正向能量传输和反向能量传输。
注:在GB/T 18487.1-2023中,双向能量传输称为“双向能量流动”“充放电”。
3.5
车载充放电机onboard bi-directional charger
固定安装在电动汽车内部,既能将供电电源变换为直流电能为电动汽车动力蓄电池充电,又能将电动汽车动力蓄电池的直流电能转换为交流电能,并通过交流充电接口对外放电的设备。
3.6
交流充放电系统electric vehicle AC bi-directional charging system
既能为电动汽车车载充放电机提供交流电源,又能使电动汽车车载充放电机的电能向外放电的系统,放电过程中由车载充放电机完成能量转换、功率调节等功能和性能要求。
注:交流充放电系统能量流示意图如图1所示。
图1交流充放电系统(能量流)示意图
3.7
直流充放电系统electric vehicle DC bi-directional charging system
既能为电动汽车可充电储能系统提供直流电源,又能使电动汽车可充电储能系统中的电能向外放电的系统,放电过程中由非车载充放电设备完成能量转换、功率调节、电能质量监控等功能和性能要求。
注:直流充放电系统能量流示意图如图2所示。
图2直流充放电系统(能量流)示意图
3.8
直流充放电设备DC bi-directional power supply equipment
连接于电动汽车或动力蓄电池与电网之间,与电动汽车进行直流电能双向传输的充放电设备。
注:又称“非车载充放电装置”。
3.9
交流充放电设备AC bi-directional power supply equipment
连接于电动汽车或动力蓄电池与电网之间,与电动汽车进行交流电能双向传输的充放电设备。
注:包括交流充电桩和车载充放电机。
3.10
连接点point of connection
充放电设备接入电网的连接点。
3.11
车网接口综合控制柜Vehicle Grid Interface Integrated Control Cabinet; VGI-ICC
在充放电设备集中式接入电网的应用中,对多台充放电设备的能量流、信息流进行综合管理的控制柜。
4总体要求
4.1 直流充放电设备充电部分应符合GB 39752-2024、GB 44263-2024、GB/T 18487.1-2023、GB/T 18487.5-2024、NB/T 33001规定的技术要求以及NB/T 33008.1规定的试验要求;放电部分还应符合NB/T 33021-2024规定的其他技术要求。
4.2交流充电桩充电部分应符合GB 39752-2024、GB 44263-2024、GB/T 18487.1-2023、NB/T 33002规定的技术要求以及NB/T 33008.2规定的试验要求,车载充放电机应符合GB/T 40432-2021中附录A规定的技术要求。
5分类
5.1能量传输电流种类分类
充放电设备按照与电动汽车之间能量传输的电流种类分类:
---直流充放电设备;
---交流充放电设备。
5.2接入的电网电压等级分类
充放电设备按照接入电网的电压等级分类。
---交流电网,包括:
• 接入三相400V电网的充放电设备;
• 接入单相240V电网的充放电设备。
---直流电网。
注:采用直流电网的充放电设备正在考虑中。
5.3接入电网的方式分类
充放电设备按照接入电网的方式分类:
---分散接入式,即单台充放电设备直接接入公共电网的方式;
---集中接入式,即场站中多台充放电设备通过车网接口综合控制柜统一接入公共电网的方式。
注1:充放电设备接入电网方式示意图如图3所示。
注2:在集中式接入方式中,车网接口综合控制柜属于充放电设备的一部分。
注3:集中接入式充放电设备的具体要求考虑中。
图3充放电设备接入电网方式示意图
6设备构成
6.1直流充放电设备
直流充放电设备由交流配电单元、双向功率变换单元、直流开关单元、车辆接口单元、充放电控制单元、人机交互单元、控制电源、计量单元(可选)等构成:
---交流配电单元主要包括交流配电机械开关设备;
---双向功率变换单元主要包括电能双向变换变流器和辅助散热系统;
---直流开关单元主要包括直流机械开关设备,可包括动态功率分配单元;
---车辆接口单元主要包括车辆插头和充电电缆;
---计量单元可包括直流计量单元、交流计量单元。
直流充放电设备构成示意图如图4所示。
a)分散接入式
b)集中接入式
图4直流充放电设备构成示意图
分散接入式直流充放电设备的电网保护和本体保护均在充放电控制单元内完成;集中接入式直流充放电设备的电网保护在车网接口综合控制柜内实现,本体保护在充放电控制单元内实现。
6.2交流充放电设备
交流充放电设备由交流充电桩和车载充放电机组成,交流充电桩包括开关单元、充放电控制单元、控制电源、人机交互单元、车辆接口单元、计量单元(可选)等,由车载充放电机上的双向功率变换单元完成电能的双向变换。
交流充放电设备构成示意图如图5所示。
a)分散接入式
b)集中接入式
图5交流充放电设备构成示意图
分散接入式交流充放电设备的本体保护在车载充放电实现,电网保护由交流充电桩实现。集中接入式交流充放电设备的电网保护在车网接口综合控制柜内实现,本体保护在车载充放电实现。
7工作条件
7.1环境条件
直流充放电设备应符合NB/T 33001、NB/T 33021-2024规定的环境条件,交流充放电设备应符合NB/T 33002规定的环境条件。
7.2接入条件
7.2.1接入电网方式
充放电设备接入电网的电压等级及接入方式宜按照表1确定。
表1交流电源接入方式
接入电压等级 接入方式
240V 单相
400V 三相
7.2.2并网运行电源条件
充放电设备在下列电源条件下应能正常并网运行:
a)电网谐波电压不超过GB/T 14549规定的限值;
b)电网间谐波电压不超过GB/T 24337规定的限值;
c)电网电压偏差不超过GB/T 12325规定的限值;
d)电网电压波动和闪变值不超过GB/T 12326规定的限值;
e)电网三相电压不平衡度不超过GB/T 15543规定的限值;
f)电网频率偏差不超过GB/T 15945规定的限值。
8功能要求
8.1启动/停止放电功能
充放电设备应具备启动/停止放电功能。当同时满足以下条件时,充放电设备才能启动放电:
---通过数字通信协议接收到上级调度管理系统允许放电指令;
---充电连接装置可靠连接;
---通过数字通信协议接收到车辆支持放电功能的确认信息;
---连接点的频率和电压稳定,且偏差在GB/T 15945和GB/T 12325规定的范围内。
当满足以下任一条件时,充放电设备应停止放电:
---通过数字通信协议接收到上级调度管理系统停止放电指令;
---充放电设备本体以及充放电设备与车辆之间的异常,如连接异常、电子锁异常、控制导引电路异常等;
---接收到车辆停止能量传输的请求或达到车辆设定的放电最低SOC阈值;
---连接点监测到电压、频率不稳定或电能质量其他参数出现超出正常运行范围内的情况;
---并网运行时出现其他故障。
8.2放电控制功能
充放电设备应能根据车辆和上级调度管理系统的控制指令,动态调整放电运行参数,将车辆动力蓄电池能量反馈给电网。
在设备调试和维护中,充放电设备可具备手动输入放电控制指令的功能。
8.3功率控制功能
充放电设备应具备接受电网调度指令进行输出有功功率控制的功能。充放电设备宜具备无功功率控制功能。
8.4充放电转换功能
充放电设备应具备按照设定的充放电转换条件或上级调度管理系统控制指令从充电状态转为放电状态,或由放电状态转为充电状态的功能。
8.5通信功能
充放电设备应具备与上级调度管理系统通信的功能,以获取电网参数、充放电控制指令等信息,上传充放电状态数据等。
充放电设备的充电通信控制器(SECC)和车辆的充电通信控制器(EVCC)之间的信息交互应采用数字通信协议。
在放电过程中,当充放电设备与上级调度管理系统、充放电设备与车辆之间出现通信故障,充放电设备应停止放电,并发出告警信息。
8.6人机交互功能
充放电设备应通过APP或显示屏等形式显示下列信息:
---运行状态指示:待机、充电、放电、故障及告警信息;
---具有手动充放电控制功能的充放电设备应显示人工输入信息。
充放电设备宜通过应用程序(APP)或显示屏等形式显示下列信息:
---电池当前荷电状态;
---充(放)电电压;
---充(放)电电流;
---已充(放)电时间;
---已充(放)电电量;
---已充(放)电金额。
8.7计量功能
公用型充放电设备应具备双向电能计量功能,放电计量点应设在连接点处。
8.8急停功能
充放电设备宜安装急停装置,放电时启动急停装置,充放电设备应能切断能量传输(包括电网侧、电动汽车侧)回路。
8.9统计、数据存储功能
充放电设备应具备故障和报警信息的统计、存储功能,并能将过程记录数据上传至上级调度管理系统。
8.10车辆接口温度保护功能
直流充放电设备应具备车辆插头温度保护功能。交流充放电设备应具备以下温度保护功能:
---采用三相交流放电且最大放电电流大于32A(AC)的交流充电桩,应具备车辆插头的温度保护功能;
---最大放电电流大于16A(AC)的车载OBC,应具备车辆插座的温度保护功能。
放电过程中监测到车辆插头温度异常,充放电设备应降低放电功率或停机。
8.11绝缘检测功能
直流充放电设备在放电前应与车辆绝缘监测功能相配合完成对直流回路的绝缘检测功能。
8.12预充电功能
直流充放电设备应具备预充电功能,在放电能量传输前完成预充电。
9安全要求
9.1结构
充放电设备的结构应符合GB 39752-2024中5.2的规定。
9.2电击防护
充放电设备的电击防护安全应符合GB 39752-2024中5.3的规定。其中,充放电设备的剩余电流保护应符合GB 39752-2024中5.3.3的规定。分散接入式充放电设
备的剩余电流动作保护器(RCD)或装置应安装在设备侧;集中接入式充放电设备的剩余电流动作保护器(RCD)或装置应安装在设备侧或车网接口综合控制盒支路上;车载充放电机车辆交流输出侧应具备符合GB 39752-2024中5.3.3要求的剩余电流保护功能,或具备所有相线到PE的绝缘检测功能。
9.3能量与保护
充放电设备的能量与保护安全除应符合GB 39752-2024中5.4的规定外,还应符合以下要求:
---放电回路过载保护和短路保护功能,过载保护可由断路器、熔断器或其他组合实现;
---过流保护功能;
---欠压保护功能,在放电状态下检测到电网电压异常,应按照10.6执行相应的动作;
---过/欠频保护功能,在放电状态下充放电设备检测到电网频率低于49.5Hz或高于50.2Hz时,应在0.2s内与电网断开;
---车载充放电机应符合GB/T 40432-2021中附录A规定的交流输出过载能力、交流输出短路保护、交流输出过流保护。
9.4过热及着火
充放电设备的过热及着火安全应符合GB 39752-2024中5.5的规定。
9.5机械防护
充放电设备的机械防护安全应符合GB 39752-2024中5.6的规定。
9.6电磁兼容
充放电设备的电磁兼容安全应符合GB 39752-2024中5.7的规定。
9.7标识与指示
充放电设备的标识与指示应符合GB 39752-2024中5.8的规定。
10性能要求
10.1启动电流过冲
并网运行模式下,充放电设备放电启动过程中电网侧出现的最大峰值电流不应超过交流额定电流峰值的1.1倍。
10.2功率控制
10.2.1有功功率控制
充放电设备放电时的有功功率控制应满足以下条件:
a)当有功功率设定值在额定功率20%及以上时,输出有功功率控制误差不应超过额定功率的±3%;
b)有功功率控制响应时间不应大于1s;c)有功功率控制调节时间不应大于3s。
10.2.2无功功率控制
对于具备无功功率控制功能的充放电设备,宜满足以下要求:
a)当无功功率设定值在额定功率的20%及以上时,输出无功功率误差不宜超过设定值的±1%,当无功功率设定值在额定功率的20%以下且非空载时,输出无功功率误差不宜超过设定值的±3%;
b)无功功率控制响应时间不宜大于1s;
c)无功功率控制调节时间不宜大于3s。
10.3过载能力
充放电设备并网输出的过载能力应符合以下要求:
a)在额定电压条件下,充放电设备交流电流在额定值的110%下可持续运行时间不应小于10min;
b)在额定电压条件下,充放电设备交流电流在额定值的120%下可持续运行时间不应小于1min。
10.4电能质量
10.4.1电流谐波畸变率
充放电设备输出电流谐波总畸变率不应大于5%IN,各次谐波限值应符合表2的要求,注入谐波电流不应包括任何由未连接充放电设备的电网上的谐波电压畸变引起的谐波电流。
表2电流谐波限值
奇次谐波次数 谐波限值 偶次谐波次数 谐波限值
3~9 4%IN 2~10 1%IN
11~15 2%IN 12~16 0.5%IN
17~21 1.5%IN 18~22 0.375%IN
表2电流谐波限值(续)
奇次谐波次数 谐波限值 偶次谐波次数 谐波限值
23~33 0.6%IN 24~34 0.15%IN
35以上 0.3%IN 36以上 0.075%IN
注:IN为充放电设备的额定放电电流。
10.4.2电压波动和闪变
充放电设备接入电网时产生的电压波动和闪变应符合GB/T 12326的要求。
10.4.3直流分量
充放电设备放电时输出电流的直流电流分量不应超过其交流电流额定值的0.5%。
10.5效率和功率因数
交流额定电压条件下,直流充放电设备的放电效率、不参与系统无功调节控制时的功率因数应符合表3的要求。
表3充放电设备效率、功率因数
实际功率/额定最大功率 效率 功率因数
20%≤Po/Pn<50% ≥89% ≥0.95
50%≤Po/Pn≤100% ≥93% ≥0.98
注:Po为充放电设备交流侧实际输出功率,Pn为充放电设备交流侧额定有功功率。
10.6电压适应性
充放电设备并网点稳态电压为额定电压的85%~115%时,应能正常运行。
当连接点电压U发生异常时,应按照表4所列方式运行;三相系统中的任一相电压发生异常,也应按此方式运行。
表4电压适应性要求
连接点电压U 运行要求
U<85%UN 充放电设备可根据允许运行的最低电压确定是否与电网脱离
85%UN≤U≤115%UN 连续运行
U>115%UN 充放电设备可根据允许运行的最高电压确定是否与电网脱离
注:UN为充放电设备交流侧额定电压。
10.7防孤岛保护
充放电设备应具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力,防孤岛保护动作时间不应大于2s。
11试验方法
11.1试验条件
11.1.1试验环境条件
除环境试验外,其他试验均在测量和试验用标准大气条件下进行。在每一项目的试验期间,试验环境条件应相对稳定,即:
a)环境温度:+15℃~+35℃;
b)相对湿度:45%~75%;
c)大气压力:86kPa~106kPa。
11.1.2电网电能质量条件
试验应在以下电网电能质量条件下进行:
a)谐波电压不超过GB/T 14549规定的限值;
b)间谐波电压不超过GB/T 24337规定的限值;
c)电压偏差不超过GB/T 12325规定的限值;
d)电压波动和闪变值不超过GB/T 12326规定的限值;
e)三相不平衡度不超过GB/T 15543规定的限值;
f)频率偏差不超过GB/T 15945规定的限值。
11.1.3测量仪器要求
电压/电流传感器、温湿度计、声级计和数据采集装置的精度等级应至少符合表5的要求,试验仪器仪表应符合以下要求:
a)电压传感器符合GB/T 20840.3的规定;
b)电流传感器符合GB/T 20840.2的规定;
c)电压电流传感器响应时间不应大于10μs,截止频率不小于100kHz;
d)数据采集装置的采样频率不应小于20kHz;
e)频率测量精度至少达到0.005Hz。
表5测量仪器精度要求
名称 精度等级
电压传感器 0.2级
电流传感器 0.2级
温度计 ±0.5℃
湿度计 ±3%
声级计 ±1dB
数据采集装置 0.2级
11.2直流充放电设备
11.2.1试验系统
直流充放电设备的试验系统主要包括电网模拟装置、电池模拟装置、车辆接口模拟装置(包括车辆插座、车辆通信控制器模拟软件、车辆控制导引模拟电路等)、测量仪器以及阻性、感性和容性(RLC)负载等,应配置上级调度管理系统,试验系统拓扑图如图6所示。
图6直流充放电设备试验系统拓扑图
11.2.2环境适应性试验
按照GB 39752-2024中7.1的方法试验,检查试验结果是否符合7.1的规定。
11.2.3功能试验
11.2.3.1启动/停止放电功能试验
启动/停止放电功能试验按照下列方法进行。
a)启动放电
模拟上级调度管理系统发送放电指令至充放电设备,检查充放电设备应收到允许放电指令,并发送放电请求指令至车辆接口模拟装置;模拟车辆发送车辆放电确认信息至充放电设备,检查充放电设备是否能启动放电。
b)停止放电将充放电设备连接试验系统,设置充放电设备运行在放电模式,启动放电后模拟8.1的停止放电条件,检查充放电设备是否能停止放电。
11.2.3.2放电控制功能试验
将充放电设备连接试验系统,设置充放电设备运行在放电模式,模拟上级调度管理系统以及车辆通信控制器发送放电指令,检查充放电设备是否能根据控制指令动态调整放电输出,并根据发送的参数执行相应动作,控制完成放电过程。
对于具备手动放电控制功能的充放电设备,不连接试验系统,检查充放电设备在调试或维护模式下是否能按照说明书声明的方式手动设定放电参数,控制完成手动放电过程。
11.2.3.3功率控制功能试验
11.2.3.3.1有功功率控制
有功功率控制试验按以下步骤进行:
a)将充放电设备连接试验系统;
b)设置充放电设备运行在放电模式;
c)按照图7设置充放电设备交流侧输出有功功率,并在每个功率设置值上保持30s;
d)记录每个功率设置值的电压和电流,以20ms为周期计算每个功率设置值后15s的有功功率平均值,绘制有功功率变化曲线;
e)按照附录A规定的方法,计算每个功率设置值的有功功率控制响应时间、调节时间和控制偏差;
f)检查试验结果是否符合8.3、10.2.1的规定。
标引序号说明:
1---响应时间;
2---稳定运行时间。
图7有功功率控制曲线
11.2.3.3.2无功功率控制
无功功率控制试验包括电压/无功控制试验、恒功率因数控制试验、恒无功功率控制试验、无功控制模式在线切换试验。
a)电压/无功控制试验电压/无功控制试验按以下步骤进行:
1)将充放电设备连接试验系统;
2)设置充放电设备运行在放电模式;
3)设置充放电设备在有功功率50%Pn,无功功率为0var的工况下运行,按照图8曲线设置电压/无功控制参数;
4)调节电网模拟装置,使充放电设备交流侧电压从Un分别阶跃至91%Un、95%Un、105%Un和109%Un,每个阶跃点电压持续运行30s后恢复到Un;
5)以20ms为周期记录充放电设备交流侧电压和无功功率有效值;
6)按照图8曲线计算充放电设备电压/无功控制响应目标值;
7)按照附录A的要求计算电压/无功功率控制的响应时间、调节时间和控制误差;
8)检查试验结果是否符合8.3、10.2.2的规定。
图8电压/无功控制曲线
b)恒功率因数控制恒功率因数控制试验按以下步骤进行:
1)将充放电设备连接试验系统;
2)设置充放电设备运行在放电模式;
3)设定充放电设备有功功率为50%Pn运行;
4)按照图9设置充放电设备放电功率因数,在每个功率因数设置值持续运行30s;
5)以20ms为周期记录充放电设备交流侧无功功率有效值;
6)计算充放电设备有功功率为50%Pn时,按照功率因数设置值的无功功率目标值;
7)按照附录A规定的方法计算无功功率响应时间、调节时间和控制偏差;
8)检查试验结果是否符合8.3、10.2.2的规定。
标引序号说明:
1---响应时间;
2---稳定运行时间。
图9功率因数控制曲线
c)恒无功功率控制恒无功功率控制试验按以下步骤进行:
1)将充放电设备连接试验系统;
2)设置充放电设备运行在放电模式;
3)将充放电设备直流侧和交流侧电压设置为额定电压;
4)设定充放电设备输出有功功率为50%Pn;
5)按照图10的曲线设定充放电设备输出的无功功率;
6)记录充放电设备交流侧电压和无功功率,数据采样间隔不大于20ms;
7)按照附录A的要求计算无功功率控制的响应时间、调节时间和控制误差;
8)检查试验结果是否符合8.3、10.2.2的规定。
标引序号说明:
1---响应时间;
2---稳定运行时间。
注:QL和QC为有功功率为50%Pn工况下,充放电设备输出的最大感性无功和最大容性无功。
图10无功功率控制曲线
d)无功控制模式在线切换试验无功控制模式在线切换试验按以下步骤进行:
1)将充放电设备连接试验系统;
2)将充放电设备直流侧和交流侧电压设置为额定电压;
3)设定充放电设备输出有功功率为50%Pn,无功控制模式为电压/无功控制;
4)调节电网模拟装置,使输出电压从Un阶跃至91%Un保持2min后恢复到Un保持2min;
5)设定充放电设备无功控制模式为恒功率因数控制,功率因数为0.95,保持2min;
6)设定充放电设备无功控制模式为恒无功功率控制,无功功率为20%Pn,保持2min;
7)记录充放电设备交流侧电压和无功功率,数据采样间隔不大于20ms;
8)检查试验结果是否符合8.3、10.2.2的规定。
注:Pn为充放电设备交流侧额定有功功率。
11.2.3.4充放电转换功能试验
将充放电设备连接试验系统,按照说明书设置充放电转换条件或通过上级调度管理系统控制指令下发充放电转换控制指令,检查充放电设备是否能完成从充电到放电、放电到充电的状态转换。
11.2.3.5通信功能试验
通信功能试验包括设备与上级调度管理系统的通信功能以及充电设备与车辆的通信功能试验。
a)设备与上级调度管理系统的通信功能将充放电设备连接试验系统,设置充放电设备运行在放电模式,检查充放电设备是否能与上级调度管理系统进行通信,并能根据充放电控制指令正确执行充放电指令、上传充放电状态数据信息。
b)充放电设备与车辆的通信功能
将充放电设备连接试验系统,设置充放电设备运行在放电模式,检查充放电设备与车辆之间的数字通信协议是否与声明的一致。
在放电过程中,采用通信线断线、短路等方式模拟充放电设备与上级调度管理系统、充放电设备与车辆之间的通信故障,检查充放电设备是否停止放电,并发出告警信息。
11.2.3.6人机交互功能试验
将充放电设备连接试验系统,分别模拟待机状态、放电状态、故障和告警状态,检查充放电设备的显示信息或状态是否符合8.6的规定,且显示字符清晰、完整,没有缺损。
11.2.3.7计量功能试验
对于公用型充放电设备,检查其应具备双向电能计量功能。
11.2.3.8急停功能试验
对于安装急停开关的直流充放电设备,将充放电机连接试验系统,在放电过程中,模拟启动急停装置,检查充放电设备是否能切断放电回路输出。
11.2.3.9统计、数据存储功能试验
将充放电设备连接试验系统,模拟完整的放电过程,检查充放电设备是否能保存前一次的放电过程记录数据,并能在重新上电后,将保存数据上传至上级调度管理系统。
11.2.3.10车辆接口温度保护试验
直流充放电设备车辆接口温度保护功能按照GB 44263-2024中9.4.2.2的方法试验,检查试验结果是否符合8.10的规定。
11.2.3.11绝缘检测试验
将直流充放电设备连接试验系统,上级调度管理系统/运营管理系统发送放电指令至充放电设备,按照GB 44263-2024中9.6.1.5的方法对直流充放电设备进行绝缘监测试验,检查试验结果是否符合8.11的规定。
11.2.3.12预充电试验
将充放电设备连接试验系统,上级调度管理系统/运营管理系统发送放电指令至充放电设备,按照GB 44263-2024中9.6.2.6的方法对直流充放电设备进行预充电试验,检查试验结果是否符合8.12的规定。
11.2.4安全要求试验
11.2.4.1结构检查
按照GB 39752-2024中7.2的方法试验,检查试验结果是否符合9.1的规定。
11.2.4.2电击防护试验
按照GB 39752-2024中7.3的方法试验,检查试验结果是否符合9.2的规定。
11.2.4.3能量与保护试验
能量保护试验包括以下内容。
a)GB 39752-2024中5.4的项目:按照GB 39752-2024中7.4的方法试验,检查试验结果是否符合GB 39752-2024中5.4的规定。
b)交流侧过流保护试验:将充放电设备连接试验系统,在放电模式下,调整负载,使交流侧电流超过设定的保护定值,检查充放电设备是否在设定的时间内停止放电,并发出告警提示。
c)交流侧过欠压保护试验:将充放电设备连接试验系统,在放电模式下,设置电网模拟装置电压为额定值。在充放电设备交流侧输出额定功率时,分别往正、负方向调整模拟电网的输出电压至充放电设备停止放电,记录动作时间以及动作时的电压是否符合9.5和表4的要求。
d)频率保护功能试验:将充放电设备连接试验系统,在放电模式下,设置电网模拟装置电压为额定值。在充放电设备交流侧输出额定功率时,分别往正、负方向调整模拟电网的输出频率至充放电设备停止放电,记录动作时间以及动作时的频率是否符合9.3的要求。
11.2.4.4过热及着火试验
按照GB 39752-2024中7.5的方法试验,检查试验结果是否符合9.4的规定。
11.2.4.5机械防护试验
按照GB 39752-2024中7.6的方法试验,检查试验结果是否符合9.5的规定。
11.2.4.6电磁兼容试验
按照GB 39752-2024中7.7的方法试验,检查试验结果是否符合9.6的规定。
11.2.4.7标识与指示试验
按照GB 39752-2024中7.8的方法试验,检查试验结果是否符合9.7的规定。
11.2.5性能试验
11.2.5.1启动电流过冲
将充放电设备连接试验系统,在放电模式下,设置充放电设备在额定功率下运行,在充放电设备进入放电输出时,测量充放电设备交流侧峰值电流,检查该峰值电流是否超过交流额定电流峰值的1.1倍。
11.2.5.2功率控制
按照11.2.5.3中的方法试验,检查试验结果是否符合10.2的规定。
11.2.5.3过载能力
将充放电设备连接试验系统,按照以下步骤进行试验:
a)将充放电设备连接试验系统;
b)设置充放电设备运行在放电模式;
c)调节电网模拟装置输出电压为交流侧额定电压;
d)设置充放电设备输出电流逐渐增大到110%额定电流,保持110%额定电流运行10min;
e)设置充放电设备输出电流逐渐降低到额定电流,保持额定电流运行2min;
f)设置充放电设备输出电流逐渐增大到120%额定电流,保持120%额定电流运行1min;
g)同步记录充放电设备交流侧电压和电流有效值,绘制电流-时间曲线;
h)检查试验结果是否符合10.3的规定。
11.2.5.4电能质量
11.2.5.4.1电流谐波
电流谐波试验按以下步骤进行:a)将充放电设备连接试验系统;
b)设置充放电设备运行在放电模式;
c)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;d)设置充放电设备交流侧输出额定有功功率,持续运行10min;
e)利用电能质量分析仪测量电流谐波总畸变率和各次谐波电流含有率;f)检查试验结果是否符合10.4.1的规定。
11.2.5.4.2电压波动和闪变
电压波动和闪变试验包括持续运行和启停机操作。
a)持续运行将充放电设备连接试验系统,按照以下步骤进行试验:
1)充放电设备运行在放电模式;
2)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;
3)设置充放电设备无功功率输出Q=0;
4)设置充放电设备交流侧输出有功功率从10%Pn开始,以10%Pn为步长,升高至100%Pn,在每个功率设置值持续运行10min,其中100%Pn设置值持续运行30min;
5)利用数据采集装置,分别记录每个功率设置值的10min短时闪变值,按照GB/T 12326规定的方法计算长时闪变值;
6)取每个功率设置值的短时闪变值和最后计算得到的长时闪变值;
7)检查试验结果是否符合10.4.2的规定。
注:Pn为充放电设备交流侧额定有功功率。
b)启停机操作将充放电设备连接试验系统,按照以下步骤进行试验:
a)充放电设备运行在放电模式;
b)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;
c)设置充放电设备无功功率输出Q=0;
d)设置充放电设备待机5min,启动充放电设备并在额定功率持续运行10min,再停机并在待机状态持续5min,连续操作12次;
e)利用数据采集装置,分别记录每次启机前后5min和停机前后5min短时闪变值,按照规定的方法计算长时闪变值;
f)取每次启机前后5min和停机前后5min短时闪变值和最后计算得到的长时闪变值;
g)检查试验结果是否符合10.4.2的规定。
11.2.5.4.3直流分量
直流分量试验按以下步骤进行:
a)将充放电设备连接试验系统;
b)设置充放电设备运行在放电模式;
c)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;
d)设置充放电设备交流侧输出额定有功功率,持续运行10min;
e)利用数据采集装置,以200ms为周期记录充放电设备交流侧电流直流分量有效值;
f)取10min内所有直流分量数据的平均值,检查试验结果是否符合10.4.3的规定。
11.2.5.5效率
放电效率试验按以下步骤进行:
a)将充放电设备连接试验系统;
b)设置充放电设备运行在放电模式;
c)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;d)调节电池模拟装置,使充放电设备直流侧电压为最大直流电压;
e)设置充放电设备交流侧输出有功功率为(20%~100%)Pn并持续运行10min;
f)利用数据采集装置,以200ms为周期同步记录充放电设备直流侧有功功率、交流侧有功功率有效值和外部辅助供电有功功率;
g)计算10min内直流侧有功功率、交流侧有功功率和外部辅助供电有功功率的平均值,按照公式(1)计算充放电设备的放电效率,设置充放电设备直流侧电压为满载直流电压运行范围上限值;
式中:
η2 ---放电效率;
PDC---直流侧功率,单位为瓦(W);
PAC---交流侧有功功率,单位为瓦(W);
PAU---外部辅助供电有功功率,单位为瓦(W)。
h)调节电池模拟装置,使充放电设备直流侧分别为直流电压范围的中间值和最小值,重复步骤e)~g);
i)取3次充电效率的最大值,检查试验结果是否符合10.5的规定。
11.2.5.6功率因数
功率因数试验按以下步骤进行:
a)将充放电设备连接试验系统;
b)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;
c)调节电池模拟装置,使充放电设备直流侧电压为最大直流电压;
d)设置充放电设备交流侧输出有功功率为(20%~100%)Pn,并持续运行10min;
e)利用数据采集装置,以200ms为周期同步记录充放电设备交流侧功率因数;
f)调节电池模拟装置,使充放电设备直流侧分别为直流电压范围的中间值和最小值,重复步骤d)~e);
g)检查试验结果是否符合10.5的规定。
注:Pn为充放电设备交流侧额定有功功率。
12.2.5.7电压适应性
电压适应性试验按以下步骤进行:
a)将充放电设备连接试验系统;
b)设置充放电设备运行在放电模式;
c)调节电网模拟装置输出电压为充放电设备交流侧额定电压;
d)设置充放电设备交流侧输出有功功率不低于70%Pn;
e)调节电网模拟装置,使充放电设备交流侧电压从Un分别阶跃至86%Un、92%Un、99%Un,保持10min后恢复到Un;
f)调节电网模拟装置,使充放电设备交流侧电压从Un分别阶跃至101%Un、105%Un、115%Un,保持10min后恢复到Un;
g)利用数据采集装置,以20ms为周期同步记录充放电设备交流侧电压、有功功率有效值和无功功率有效值,至少记录电压阶跃前1min到电压恢复至Un后1min之间的数据;
h)绘制电压-时间、有功功率-时间和无功功率-时间曲线;
i)记录充放电设备充放电状态和电压越限时的报警信息;
j)设置充放电设备运行在充电模式,重复步骤d)~i);
k)检查充放电设备的电压适应性能力是否符合10.6的规定。
注:Pn为充放电设备交流侧额定有功功率,Un为充放电设备交流侧额定电压。
11.2.5.8防孤岛保护
11.2.5.8.1孤岛保护检测电路
孤岛保护检测电路见图11。
标引序号说明:
IDC---直流侧电流值;
VDC---直流侧电压值;
PDC---直流侧功率值;
VEUT---交流侧电压有效值;
IEUT---交流侧电流有效值;
PEUT---交流侧有功功率;
QEUT---交流侧无功功率;
IAC---电网侧电流有效值;
PAC---电网侧有功功率值;
QAC---电网侧无功功率值。
图11防孤岛保护检测电路示意图
11.2.5.8.2试验步骤
孤岛保护试验按以下步骤进行。
a)将充放电设备按图11连接检测电路,闭合S1、S2。
b)设置充放电设备运行在放电模式。
c)设置充放电设备交流侧输出有功功率PEUT在100%Pn运行。
d)以20ms为周期同步记录充放电设备交流侧电压有效值VEUT、电流有效值、有功功率值PEUT、无功功率有效值QEUT和电网侧电流有效值IAC。
e)调节感性负载,满足QL=PEUT。
f)调节容性负载,满足QC=-QEUT-QL。
g)调节阻性负载,使RLC电路中消耗的功率为PEUT。
h)检测过程中,按照公式(2)计算品质因数Qf不超过1±0.05。
Qf=(1/P) QL·QC …………………………(2)
式中:
P---阻性负载有功功率,单位为千瓦(kW);
QL---感性负载无功功率,单位为千乏(kvar);
QC---容性负载无功功率,单位为千乏(kvar)。
i)调节RLC可调交流负载使流过S1的基波电流小于稳态时充放电设备额定输出电流1%,无功功率趋于零。
j)断开S1,计算从S1断开至充放电设备输出电流下降并维持在额定输出电流1%以下时的时间间隔。
k)闭合S1,根据表6中的功率偏差值要求,调整可调交流负载的电阻值、电感值和电容值,重复步骤j),任一次测得不平衡条件下的保护时间超过了平衡条件下测得的保护时间,则需要按照表7非阴影区的条件进行检测。
l)闭合S1,设置充放电设备交流侧输出有功功率PEUT在66%Pn运行,重复步骤d)~j)。
m)闭合S1,根据表6中的功率偏差值要求,调整可调交流负载的电感值或电容值,重复步骤j),保护动作时间呈持续上升趋势时,继续以1%的增量扩大偏差范围,直至保护动作时间下降。
n)闭合S1,设置充放电设备交流侧输出有功功率PEUT在33%Pn运行,重复步骤d)~j)。
o)闭合S1,根据6中的功率偏差值要求,调整可调交流负载的电感值或电容值,重复步骤j),保护动作时间呈持续上升趋势时,继续以1%的增量扩大偏差范围,直至保护动作时间下降根据功率偏差值要求,调整可调交流负载的电阻值、电感值和电容值,记录充放电设备交流侧电压、电流和电网侧电流,开断S1,计算从S1断开至充放电设备输出电流下降并维持在额定输出电
流1%以下时的时间间隔。
p)闭合S1,根据表6中的功率偏差值要求,调整可调交流负载的电感值或电容值,重复步骤j),保护动作时间呈持续上升趋势时,继续以1%的增量扩大偏差范围,直至保护动作时间下降。
注1:对于有自动并离网切换功能的充放电设备需要屏蔽自动并离网切换功能。
注2:Pn为充放电设备交流侧额定有功功率。
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