2023户用并网光伏系统设计与施工规范.docx
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1、户用并网光伏系统设计与施工规范户用并网光伏系统设计与施工规范1 范围本标准规定了户用并网光伏发电系统的设计与施工。本标准适用于安徽省新建、扩建或改建的户用并网光伏发电系统,包括建在地面的小型户用光伏发电系统和与建筑结合的户用光伏发电系统。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,仅所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 4208外壳防护等级(IP代码)GB 7251.1低压成套开关设备和控制设备 第1部分:总则GB/T 9535地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定和定型GB 9466.1 GB 9466
2、-1988低压成套开关设备基本试验方法被GB/T 10233-2005代替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 16895.32建筑物电气装置 第7-712部分:特殊装置或场所的要求 太阳能光伏(PV)电源供电系统GB/T 18911地面用薄膜光伏组件 设计鉴定和定型GB/T 19466.1 塑料 差示扫描量热法(DSC) 第1部分:通则GB/T 20047.1 光伏(PV)组件安全鉴定 第1部分:结构要求GB/T 29319 光伏发电系统接入配电网技
3、术规定GB50016建筑设计防火规范GB50026工程测量规范GB50054低压配电设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB/T 50063电力装置的电测量仪表装置设计规范GB/T 50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范GB/T 50065交流电气装置的接地设计规范GB 50150电气装置安装工程 电气设备交接试验标准GB 50168电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB 50204混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50205钢结构工程施工质量验收规范GB 50217电力工程电缆设计规范7GB 50312综合布线系统
4、工程验收规范GB 50576铝合金结构工程施工质量验收规范GB 50797-2012光伏发电站设计规范DL/T 448电能计量装置技术管理规程DL/T 614多功能电能表DL/T 645多功能电能表通信协议NB/T 32004光伏发电并网逆变器技术规范IEC 60794-3-12-2005 IEC 60794-3-12-2012光缆 第3-12部分:室外光缆 建筑物布线用管道和直埋通信光缆的详细规范IEC 61730-2-2004IEC 61730-2-2012光伏(PV)组件的安全鉴定 第2部分:测试要求3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 3.1户用并网光伏发电系统 house
5、hold grid-connected photovoltaic power system指安装容量为三相 30 kW 及以下或单相 8 kW 及以下,接入的电网电压等级为三相 380 V 或单相220 V 的户用光伏发电系统,系统一般由光伏组件、并网光伏逆变器、交流配电箱、计量表、监控设备等组成。按照安装位置可分为建在地面的光伏发电系统和与建筑结合的光伏发电系统。以下简称光伏发电系统。3.2 3.2光伏组件 PV module具有封装及内部联结的、能单独提供直流电输出的、最小不可分割的太阳电池组合装置。3.3 3.3光伏方阵 PV array将若干个光伏组件在机械和电气上按照一定方式组装在一
6、起并具有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。3.4 3.4T 结式连接 tapped connection将光伏发电系统通过断路器与接入的电网架空或电缆线路连接。3.5 3.5公共连接点 point of common coupling (PCC)电网中一个以上用户的连接处。该定义可参见附录A。3.6 3.6并网点 point of coupling (POC)指光伏发电系统的输出汇总点。该定义可参见附录A。3.7 3.7孤岛 islanding包含负荷和电源的部分电网,从主网脱离后继续孤立运行的状态。孤岛可分为非计划孤岛和计划性孤岛。注:非计划性孤岛指非计划、不受控地发生孤岛。计划性孤岛指按
7、预先配置的控制策略、有计划地发生孤岛。3.8 3.8防孤岛 anti-islanding防止非计划孤岛现象的发生。3.9 3.9峰值日照时数 peak sunshine hours一段时间内的辐照度积分总量相当于辐照度为 1 kW/m2 的光源所持续照射的时间,其单位为小时(h)。3.10 3.10光伏系统年峰值日照时数 annual peak sunshine hours of PV system将光伏方阵面上接收到的年太阳总辐射照量,折算成辐照度 1 kW/m2 下的小时数。3.11 3.11法向直接辐射辐照度 direct normal irradiance (DNI)到达地表与太阳光线
8、垂直的表面上的太阳辐射强度。3.12 3.12安装容量 capacity of installation光伏发电系统中安装的光伏组件的标称功率之和,计量单位是峰瓦(Wp)。3.13 3.13峰瓦 watts peak光伏组件或光伏方阵在标准测试条件下,最大功率点的输出功率的单位。3.14 3.14真太阳时 solar time以太阳时角作为标准的计时系统,真太阳时以日面中心在该地的上中天的时刻为零时。4 设计4.1 总体规划4.1.1 一般规定4.1.1.1 光伏发电系统设计应综合考虑日照条件、土地或房屋建筑条件等因素,并应满足安全可靠、经济适用、便于安装和维护的要求。4.1.1.2 光伏发电
9、系统总体布局应综合考虑光伏组件摆放、逆变器安装、集电线路走线、组件更换和清洁、防护设施等总体布置设计。4.1.1.3 光伏发电系统装机容量应根据场地、屋面或外墙面的面积以及房屋建筑的承重综合考虑。4.1.2 安装地点选择4.1.2.1 光伏发电系统的安装地点可选择在自家空地、户用屋顶或外墙面上,应考虑可使用面积、房屋建筑结构和承重要求、地面基础情况等。4.1.2.2 建在地面的光伏发电系统宜选择在地势平坦或北高南低的坡度区域,与建筑结合的光伏发电系统宜选择南向或接近南向的屋顶或外墙面,宜避开周边障碍物对光伏组件的遮挡。4.1.2.3 光伏发电系统建筑地点不应选择滑坡、地震断裂、危岩等地质灾害频
10、发的房屋建筑周围区域。4.1.3 气象及太阳能资源分析4.1.3.1 应对光伏发电系统安装地点进行太阳能资源基本状况分析,并对相关气候特征进行适应性分析。4.1.3.2 分析数据应包括逐月的太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、年平均气温、最高气温、最低气温、最大风速、冰雹、降雪、雷电等情况。4.2 光伏发电系统设计4.2.1 一般规定4.2.1.1 光伏发电系统包括光伏组件、光伏并网逆变器、交流配电箱、计量表、监控设备等组成,见附录 B。4.2.1.2 光伏发电系统主要设备和部件应满足以下条件:a) 应符合现行相关标准的规定,主要设备应通过国家批准的认证机构的产品认证。b) 光伏发电系统应装设电能
11、计量装置,并经校验合格后投入使用。c) 符合环境温度、相对湿度、污秽和地震烈度等使用环境条件。4.2.1.3 光伏方阵配置与逆变器配置应匹配,且满足以下要求:a) 逆变器的容量应与光伏方阵的装机容量相匹配,逆变器最大直流输入功率应不小于其对应的光伏方阵的实际最大直流输出功率的 0.8 倍;b) 光伏组串在当地极端低温下的最大开路电压应不高于逆变器最高输入电压;c) 光伏组串的最大功率工作电压变化范围应在逆变器的最大功率跟踪电压范围内;d) 接入同一个逆变器或逆变器同一路 MPPT 的光伏组串的电压、组件朝向与安装倾角应一致。4.2.1.4 光伏发电系统并网设计应符合 GB/T 29319 的要
12、求。4.2.2 光伏组件的选型4.2.2.1 晶体硅光伏组件应符合 GB/T 9535 的有关规定,薄膜光伏组件应符合 GB/T 18911 的有关规定。4.2.2.2 光伏组件的安全性能应符合 GB/T 20047.1 和 IEC 61730-2-2004 的有关规定。4.2.2.3 光伏组件的电气性能应满足每年输出功率衰减率不应超过 1,20 年运行使用期限内输出功率衰减不应超过 20,25 年运行使用期限内输出功率衰减不应超过 25。4.2.3 光伏方阵设计4.2.3.1 光伏方阵的布置应留有方便人工清洗、维护的通道;且应具有保护人身安全的防护隔离措施。4.2.3.2 光伏方阵的布置和安
13、装宜与安装表面留有一定的空隙与距离,不应紧贴安装表面布置,应满足光伏组件对通风和散热的要求。4.2.3.3 地面上布置光伏方阵应符合下列规定:a) 地面上布置光伏方阵宜采用最佳倾角设计;b) 光伏组件安装方位角宜采用正南方向。c) 光伏组件的最低点距地面的距离不应低于 0.3 m。4.2.3.4 平屋面上布置光伏方阵应符合下列规定:a) 光伏方阵布置宜采用最佳倾角设计;b) 在平屋面防水层上安装光伏组件时,不应破坏其防水层。c) 光伏方阵的布置应满足平屋面荷载要求。4.2.3.5 坡屋面上布置光伏方阵应符合下列规定:a) 光伏方阵布置宜采用平行于屋面、顺坡镶嵌或顺坡架空的安装方式;b) 光伏方
14、阵的布置不应影响屋面的正常排水功能;c) 光伏方阵的布置应满足坡屋面荷载要求。4.2.3.6 阳台或平台上布置光伏方阵应符合下列规定:a) 光伏方阵布置应宜最佳倾角设计;b) 安装在阳台或平台栏板上的光伏组件支架应与栏板主体结构上的预埋件牢固连接;c) 构成阳台或平台栏板的光伏组件,应满足刚度、强度、防护功能和电气安全要求,其高度应满足相关规范对护栏高度的要求。4.2.3.7 墙面上布置光伏方阵应符合下列规定:a) 光伏方阵布置应宜采用平行墙面或最佳倾角设计;b) 安装在墙面上的光伏方阵不应影响墙体的保温构造,不应对安装部位造成墙体变形、裂缝;c) 对布置在墙面的光伏方阵的引线穿过墙面处,应预
15、埋防水套管。穿墙管线不宜设在结构柱处;d) 当光伏方阵布置在窗面上时,应满足窗面采光、通风等使用功能要求;4.2.3.8 光伏方阵最佳倾角设计应遵循下列原则:a) 光伏方阵各排的布置间距应保证全年 9:00 点15:00 点(当地真太阳时)时段内前、后、左、右互不遮挡。光伏方阵前排最高点与后排组件最低位置的水平间距可按公式(1)计算:D =0.707Htanarcsin(0.648cosf - 0.399sin f ). (1)式中: 当地纬度();H 光伏方阵前排最高点与后排组件最低位置的高度差(m);D 光伏方阵前排最高点与后排组件最低位置的水平间距(m)。b) 光伏方阵最佳倾角设计应综合
16、考虑系统安装地点多年的月平均辐照度、直射辐照度、散射辐照度、风速等气候条件以及光伏组件的排水、清洁要求。光伏方阵的倾角宜使倾斜面上受到的全年辐照量最大,可参照附录 C 执行。4.2.3.9 接入同一逆变器或同一路 MPPT 的光伏组件应采用同一类型和相同的安装方式(朝向、倾角等),具有一致的电性能参数。同一组串内,光伏组件的短路电流和最大工作点电流的离散性允许偏差3。有并联关系的各组串间,总开路电压和最大功率点电压的离散性允许偏差 3。4.2.3.10 光伏发电系统的组件最大串联数可由公式(2、3)确定:N Vdc maxVoc 1 + (t - 25)Kv. (2)式中:Vmppt minV
17、pm 1 + (t - 25)Kv N Vmppt maxVpm 1 + (t - 25)Kv (3)Kv 光伏组件的开路电压温度系数;Kv 光伏组件的工作电压温度系数;N 光伏组件的串联数(N 取整数);t 光伏组件工作条件下的极限低温();t 光伏组件工作条件下的极限高温();Vdcmax 逆变器允许的最大直流输入电压(V);Vmppt min 逆变器 MPPT 电压最小值(V);Vmppt max 逆变器 MPPT 电压最大值(V);Vpm 光伏组件的工作电压(V);Voc 光伏组件的开路电压(V)。4.2.3.11 光伏组串的并联数可根据总装机容量及光伏组串的容量确定。4.2.3.12
18、 由建材型光伏组件和构件型光伏组件组成的光伏方阵,在房屋设计时就需要统筹考虑方阵的安装布置,同时要保证每一块建材型光伏组件和构件型光伏组件金属外框可靠接地。4.2.4 交流配电箱4.2.4.1 交流配电箱设计应符合 GB 7251.1 的技术要求。4.2.4.2 交流配电箱应按下列参数选择:使用环境、壳体型式、安装方式、电压等级、绝缘等级、防护等级、输入输出回路数、输入输出额定电流等。4.2.4.3 交流配电箱内测量表计的精确度等级应符合 GB/T 50063 的有关技术要求。4.2.4.4 交流配电箱内各个电器元件、配线端部应有清晰、且长期不易脱落和脱色的标记。4.2.4.5 交流配电箱面板
19、上应有明显的带电警告标示,且面板文字符号整齐、规范。4.2.4.6 交流配电箱应具备自动重合闸功能。4.2.5 光伏并网逆变器4.2.5.1 光伏并网逆变器应符合 NB/T 32004 的规定。4.2.5.2 光伏并网逆变器应按下列技术条件选择:型式、容量、相数、冷却方式、功率因数、过载能力、温升、效率、输入输出电压、最大功率点跟踪(MPPT)电压范围、保护和监测功能、通信接口、防护等级等。4.2.5.3 光伏并网逆变器的最大输入功率宜为光伏方阵功率的 0.81 倍。4.2.5.4 光伏并网逆变器的 MPPT 电压范围应使光伏方阵的输出电压处于该范围之内,并近似等于光伏并网逆变器 MPP 电压
20、的中间值。4.2.5.5 光伏并网逆变器的最大输入电流宜大于光伏方阵的最大短路电流。4.2.5.6 无变压器型光伏并网逆变器中国效率应不低于 97.5,含变压器型光伏并网逆变器中国效率应不低于 96。微型逆变器的中国效率指标分别应不低于 94和 95。4.2.5.7 光伏并网逆变器应具有在 1.1 倍额定电流下,连续可靠工作时间应不小于 1 min 的过载能力。4.2.5.8 逆变器外壳防护等级应符合 GB 4208 的规定,室内型不低于 IP20,室外型不低于 IP65。4.2.6 电缆选择与敷设4.2.6.1 系统电缆的选择应按照电压等级、持续工作电流、短路热稳定性、允许电压降、经济电流密
21、度和敷设环境条件因素等进行选型,且应符合 GB 50217 和 GB/T 16895.32 中的有关规定。4.2.6.2 直流侧电缆包括组件之间连接、方阵内部和方阵之间连接、组件与光伏并网逆变器连接电缆。直流侧电缆应满足以下要求:a) 电缆耐温应不低于 90,绝缘层为无卤阻燃,并且防酸、防潮、耐紫外线,耐高温、耐氧化, 且厚度应大于 0.5 mm。b) 方阵内部连接和方阵之间连接应穿管安装,导管耐热应不小于 90。c) 光伏组件之间的连接电缆的额定电流应不小于电缆中最大连续电流的 1.56 倍;光伏组串与逆变器之间连接电缆额定电流应不小于电缆中最大连续电流的 1.25 倍;d) 电缆截面的选择
22、应使直流侧线路损耗小于 5;e) 电缆宜选用单芯电缆,使用多芯电缆时多芯结构的每一根单芯电缆都应满足 a)的要求。当电缆采用暗敷方式时可适当降低对绝缘和护套的要求,但不应低于C 类阻燃要求。f) 电缆接头宜采用符合标准且经过认证的快速插接接头,及相应转换器、连接器、配线器等。4.2.6.3 电缆敷设方式应根据工程条件、电缆类型和数量等因素,按满足运行可靠、便于维护和技术经济合理的原则选择。直流电缆可采用直埋、穿管、槽架、电缆沟、隧道敷设等方式,其中光伏组件之间的直流电缆宜沿光伏支架绑扎敷设或穿管直埋敷设。交流电缆敷设可采用直埋、电缆沟、电缆桥架、电缆线槽等方式。4.2.6.4 为了减少雷电引入
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