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光伏发电系统技术要求

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-04-15

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第十篇 光伏发电系统技术要求

1、光伏系统基本组成

乍得职业技术培训学校光伏储能系统主要是由:光伏组件、配套屋顶支架、汇流箱、光伏逆控一体机、阀控式铅酸电池、电池架、专用电缆等组成。

2、技术规范


标准号

标  准  名  称

光伏

GB50054

低压配电设计规范

GB/T 2408

塑料燃烧性能试验

GB/T 6495.2

光伏器件 第 2 部分:标准太阳电池的要求

GB/T 9535

地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型

GB/T 12632

单晶硅太阳电池总规范

GB/T 29196

独立光伏系统技术规范

IEC 60891

对晶体硅光电器件测量特性 I-V 的温度修正和辐照度修正的方法

IEC 60904

光电器件

IEC 61194

独立的光电系统的特性参数

IEC 61721

光电模块对意外碰撞的承受能力(抗撞击试验)

支架

GB50221 

钢结构工程质量检验评定标准

GB50205 

钢结构工程施工质量验收规范

GB11345  

钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级

GB3323

钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级规范

JGJ81

建筑钢结构焊接技术规程

YB/T9256

钢结构、管道涂装技术规程

GB50018

冷弯薄壁型钢结构技术规范

GB50236   

现场设备,工业管道焊接工程施工及验收规范

GB/T 13912

金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法

ISO 14590-1999

高抗拉强度、低屈服点、增强成型性冷轧薄钢板

电池

GB/T2900.11 

蓄电池名词术语 

GB/T13337    

固定型防酸式铅酸蓄电池 

GB50055      

通用用电设备配电设计规范

GB50172  

电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范 

IEC61204 

直流输出低压供电装置.特性和安全要求 

IEC60896      

固定式铅酸蓄电池一般要求和实验方法 

IEC/TR361431

酸性铅蓄电池监控系统使用导则

IEC60364    

建筑物的电气设施

YD/T799     

通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法 

DL/T637   

阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件

逆控一体机

YD T 2321-2011

通信用变换稳压型太阳能电源控制器技术要求和试验方法

GB/T 2423.1-2008

电工电子产品环境实验第2部分:实验方法 试验A:低温

GB/T 2423.2-2008

电工电子产品环境实验第2部分:实验方法 试验B:高温

GB/T 2423.3-2006

电工电子产品环境实验第2部分:实验方法 试验Cab恒定湿热试验

GB/T 2423.10-2008

电工电子产品环境实验第2部分:实验方法 试验Fc:振动

GB/T 2428.1-2003

计数抽样检验程序  第1部分:按接收质量限检索的逐批检验抽样计划

GB/T 2429-2002

周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)

YD/T731-2008

通信用高频开关整流器

YD/T944

通信电源设备的防雷技术要求和测试方法

YD/T983-1998

通信电源设备电磁兼容限值及测试方法

YD/T1058-2007

通信用高频开关电源系统

GB/T   3859.3

半导体交流器、变压器和电抗器

其它未列出的与本产品有关的规范和标准,所有规范和标准均应为项目采购期时的有效版本。

3、光伏系统各主要部件基本技术要求

乍得职业技术培训学校目前有市电,但处于不稳定状态,为了保证更好的学习环境,电力是基本保障。根据目前的情况,需要建设一套清洁的光伏发电系统,以补充当地电力供应问题,保证良好的学习环境。

3.1光伏组件:

采用高效的、技术先进的单晶光伏组件,光伏组件彼此之间应具有电气和机械的可互换性。某一光伏组件需移动和更换时,应无需特殊工具,在现场就很容易完成。

边框表面经阳极处理的铝合金,带有一到两套安装孔和用于接地螺丝安装的中央孔;

光伏组件的封装应采用硅树脂密封; 电池作化学处理,减少反射;双备份触点,提高电路的可靠性; 层之间的层叠状电路,能防潮、提高稳定性和电气绝缘; 坚韧的多层聚合衬板可耐磨,防破损和防潮。

接线盒及汇流箱应采用密封结构,满足室外使用要求,应有防腐、防锈、防暴晒等措施,防护等级不低于 IP67;如果采用绝缘高分子材料加工的,所选用材料应有良好的耐候性,并附有所用材料的说明书、材质证明书等相关技术资料。接线盒及汇流箱接线端子设计应能保证电缆可靠连接,应有防松动部件,对既导电又做紧固用的紧固件,应采用铜质零件。每个光伏组件的接线盒内至少带有 2个旁路二极管,以减少功率损失或局部阴影而引起的损害,旁路二极管额定值高于 400V,设计中考虑 30%以上的降容。

3.2支架:

设备应符合相关的IEC标准。在所列标准中,优先采用中华人民共和国国家标准及电力行业标准。在国内标准缺项时,参考选用相应的国际标准或其他国家标准。 所有螺纹、螺母、螺栓、螺杆应采用GB标准的公制规定。本技术标准如与卖方所执行的标准不一致时,按较高标准执行;如果所使用的标准中包含对其他标准引用的,所对应的引用标准也包含在技术要求中。本技术要求的内容如与国家、行业、国际标准不一致时,按较高要求执行。

光伏支架应结合工程实际选用材料、设计结构方案和构造措施,保证支架结构在运输、安装和使用过程中满足强度、稳定性和刚度要求,并符合抗震、抗风和防腐等要求。供货商应提供详 细的光伏方阵的安装图纸和说明以及光伏支架的构件尺寸,用简明的方式说明基础要求及推荐的安装固定形式。光伏方阵的结构设计要保证组件与支架的连接牢固可靠,并能很方便地更换光伏组件。光伏方阵及支架必须能够抵抗 10m/s 的风力而不被损坏,保证在最大风速时太阳能板和固定支架的可靠稳定。支架倾角采用固定式,应优先满足冬季最差日照时的最佳倾角。支架材料采用角钢、槽钢或其组合体制作,表面防腐处理为热镀浸喷塑。镀锌层平均厚度不应小于 55μm,喷塑层厚度不低于 200μm。

3.3电池:

电池系统包括以下设备部件: 

·内部连接电缆(包括电源、控制和传感器电缆); 

·各种安装附件(包括电缆终端、螺栓、绑扎带等);

·安装所需的各种工具(正常和特殊扳手等)

阀控蓄电池组应由以下主要部分组成: 

·极柱及密封系统; 

·防爆型安全阀; 

·正、负极板; 

·分隔板; 

·电解液; 

·外壳及密封系统。

极柱及密封系统应采用有螺纹的铜质极柱,可承受大电流(包括电池短路电流)的通过,当以30I10放电3min时,极柱不应熔断,其外观不应出现异常。极柱应采用氩弧焊接方式,充分保证极柱根部周围密封良好,避免由于密封不严造成日后运行中出现极柱渗漏现象。蓄电池的正、负端子应便于连接,并有明显标志。蓄电池端子应采用螺栓、螺母连接,蓄电池之间的连接电压降△U≤10mV。 

蓄电池安全阀应具有自动开启和关闭功能,其开阀压力应在10 kPa~49 kPa范围内,闭阀压力应在1 kPa~10 kPa范围内,可靠性不小于4万次。安全阀应带有防火阻燃件,防酸且温度系数小,开启灵敏。蓄电池在充电过程中遇有明火,内部不应引爆。正常运行时,每1Ah通电电量析出的酸雾量不大于0.025mg。 

正负极板应采用铅钙锡多元合金制成,并应具有以下特点: 

·可承受高速率充电; 

·深度放电后复原性强,80% DOD充、放电循环次数不小于1200周期; 

·内阻小,应小于0.065~2.94mΩ(25℃);氢气析出电压不应小于2.30V,失水少,具有较好维护性; 

·应有较好的硬度和强度; 

·钙含量应控制在0.08%以内,以减少自放电,每天自放电量不大于0.08%(25℃)。锡含量应控制在0.8%以内,以降低极化和腐蚀,提高电池深放电能力,保证蓄电池使用寿命; 

·应有有效措施防止熔融态钙合金中钙的损失; 

·极板固化良好,不应出现脱粉、掉块、表面产生裂纹现象; 

·有效控制铁、锰、砷、氯、铜等杂质的含量,避免电池中氧析出量增多,造成自放电增大 

电解液应为稀硫酸,密度为1.260~1.300g/cm3(25℃)。供货商在蓄电池制造过程中,应采取有效措施确保每个蓄电池内电解液分配的准确性。 

蓄电池外壳应采用强化聚丙烯或阻燃ABS材料制成,并满足以下要求:

·抗失水性能高,防止电池电解液流失; 

·抗氧气渗透性好,防止阳极氧化; 

·机械强度高,能够长时间承受蓄电池内、外压差的压力和运输过程中的外力撞击; 

·壳体上、下两部分应采用高温热封技术密封,有效防止漏液; ·外壳的设计应使蓄电池具有良好的散热性能; 

·应确保安装在地震烈度为8度及以上地区,能正常工作; 

·蓄电池出厂前应进行有效地气体测漏检查,确保蓄电池无漏气、漏液; 

·蓄电池在环境温度-30℃~+40℃范围内,能承受50kPa正压或负压持续3~5S,外壳不破裂、不变形、无溢漏。压力释放后壳体应无残余变形。

蓄电池容量 

1)定义 

电池理论容量:活性物质按法拉第定律计算而得的最高理论值; 

电池实际容量:电池在一定条件下所能输出的电量,它等于放电电流与放电时间的乘积,单位是Ah; 

电池额定容量:按相关国家(国际)标准,保证蓄电池在一定条件下的最低限度的容量,一般为10小时率放电容量C10。 

正常情况下,理论容量>实际容量>额定容量。

 2)容量 

蓄电池按照“YD/T 799-1996”规定的相关方法实验,10h率容量第一次循环不低于0.95 C10,在第三次循环应达到C10,3h和1h率的容量应分别在第四次和第五次以前达到,放电终止电压应符合技术总表要求。  

3)容量保存率

蓄电池静置90天后,其容量保存率应不低于额定容量的90%。 

4)容量检测 

蓄电池初验、终验或其他容量检测时,应按以下步骤进行: 

a.容量放电前应进行均衡补充电,均充电压设定在2.30~2.35V/单元(25℃时)(蓄电池正负端子测定值的平均值); 

b.当均充转浮充后,充电电流在1mA/Ah,且连续稳定约2~3小时不变,表明蓄电池已经充足电。在确保浮充24小时并断电1小时后,可以进行容量检测,检测方法如表1:

表1 蓄电池容量检测标准 

放电率

蓄电池放电单体终止电压(V)

10h 

1.80 

3h 

1.80 

1h 

1.75 

放电结束后,在24小时内进行均衡补充电,均充电压设定为2.30~2.35V/单元(25℃时)(蓄电池正负端子测定值的平均值),充电最大电流应设定为25%C10(A),当均充电流在3~5A时转入浮充,当浮充电流在1~2mA/Ah,且连续稳定约2~3小时不变,这表明电池已充足电。此时进入正常浮充状态并保持24小时以上。

表2            不同温度下的浮充电压电压 

温度    

浮充电压

0℃    

2.36~2.39V

10℃      

2.31~2.34V

20℃       

 2.27~2.30V

25℃   

2.25~2.28V

30℃       

2.23~2.26V

35℃    

2.21~2.24V

深度放电后的再充电 

以浮充电压即可对深度放电后的电池进行再充电。充电电流应限制在10%C10(A),电池所需的充电时间与放电深度有关,供货商应提供该充电曲线; 

a快速充电 

提高充电电压可以缩短充电时间,为了达到标准的使用寿命,最高充电电压应限制在2.4V/单元,最大充电电流应限制为10%C10(A)。当充电电流稳定在5mA/Ah(C3)时必须改为浮充方式; 

b均衡充电 

蓄电池均衡充电单体电压为2.30(V)±0.05(V)(25℃),充电最大电流应设定为25%C10(A),均充周期一般设定为12周; 

c谐波电流 

充电电流中的谐波电流对蓄电池寿命有影响,当谐波电流超过充电电流的±2.5%以上时,被充电的蓄电池组应与充电器断开。 

d最大充电电流 

蓄电池最大充电电流不大于2.5I20(A),各项指标应正常。

e过充电寿命 

蓄电池寿命在规定电流过充状态下,年平均室温在15℃~25℃之间,每月按1h率放电一次,当其容量不大于80%时实验结束。2V系列的蓄电池实验天数应在240天以上,折合寿命为7~9年

  f放电 

蓄电池的循环寿命 

100%DOD(放电深度)    800次以上 

80%DOD(放电深度)     1200次以上

50%DOD(放电深度)     2500次以上 

20%DOD(放电深度)     5000次以上 

g蓄电池端电压均匀性 

蓄电池经过均充、浮充电工作3个月后,用0.5级直流电压表或数字万用表在蓄电池极柱根部测其每组电池中各单体电池的端电压,每只电池端电压之间的最大差值不应大于100mV。 

由若干个单体组成的一组蓄电池,在环境温度25℃左右,对充满电的蓄电池静置24小时,用0.5级直流电压表在蓄电池极柱根部测其各单体电池间的开路电压,最高与最低差值不大于20mV。

h质量标准 

供货商在投标文件中应包括:质量证书、ISO9001认证、相关数据证明文件。

3.4逆控一体机

控制器作为光伏发电系统的重要组成部分,对蓄电池的充、放电进行合理的管理,直接影响蓄电池的使用寿命,也将影响整个系统的稳定性。控制器还需要具备以下功能:高压断开和恢复、低压警告和恢复、低压断开和恢复、防短路保护、防反充保护、温度补偿以及定时开关功能。

逆变器选择应与所用负载相匹配,逆变器的持续功率应该大于使用负载的功率,负载启动功率应小于逆变器的最大冲击功率。逆变器容量=负载耗电功率×K,其中K为容量安全系数(阻性负载时取1.2-2)纯阻性负载或功率因数接近1的成为阻性负载,感性负载一般有(4-6)倍的瞬间冲击电流,如电冰箱、冰柜、空调和电动机等在启动瞬间会产生很大的电流,但容量还应考虑逆变器耐冲击能力,否则导致容量浪费过大,选定设备,则可得知设备具体参数。内部设有直流输入过、欠压、极性接反保护,交流输出过功率、短路保护、机内过热保护等一系列保护措施。高效的逆变效率、优越的性能优势,为交通不便、环境恶劣的山区、牧区、边防、海岛等无电地区,利用新能源发电提供了绝对的可靠性。

本项目选用三相离网太阳能控制逆变一体机采用充电控制器、逆变器和变压器隔离集成一体化设计。太阳能控制器采用MPPT控制算法和智能电池管理设计,智能高效;逆变器纯正弦波输出,工频变压器隔离,三相输出允许接100%不平衡负载,保证交流输出安全稳定可靠,适用于各种用电器。

4、项目材料数据清单

技术规格总表

序号

项目名称

项目数据

备注

1

项目地址

乍得共和国恩贾梅纳市


2

海拔

295


3

经纬度

N12.1°;E15°


4

年均降水量

510.3mm


5

平均每日日照时间

8.6h


6

全年日平均太阳辐射

5.77kWh/㎡/天


7

教师公寓日最大功率

7.8kW


8

学生公寓日最大功率

10kW


9

其他用电最大功率

39kW


10

日用电

122kWh


11

日用电最高功率

56.8kW


12

日用电最低功率

16.93kW


13

负载类型

日常用电


14

光伏总装机容量

>30kWp


15

光伏支架

热浸锌钢支架


16

光伏支架材料等级

>Q235B


17

汇流箱

金属


18

汇流箱组成

接线端子、直流保险、浪涌保护器、断路器、防反二极管、


19

光伏线缆

PV1-F-1*4


20

电缆

YJV-0.6/1KV-2*10


21

电缆

YJV-0.6/1KV-2*50


22

电缆

YJV-0.6/1KV-4*16


23

监控系统

监控设备运行


24

阀控式铅酸蓄电池

2V-2000AH


25

阀控式铅酸蓄电池数量

110


26

电池架

>Q235B


27

交流配电箱

30KW


28

三相离网控制一体机

ETS-B30K


29

输出工频变压器隔离


30

输入过欠压保护、过载保护、断路保护、过温保护、光伏输入反接保护


31

防护等级IP20


32

接地圆钢

直径>20mm

必须热镀锌处理

33

防雷

三相离网控制一体机前端、后端需配置不低于1级防雷设备


34

接地电阻

<4Ω


35

MC4阻燃级别

UL94-V0


36

电源组成

双电源互切

当光照不足时,自动切换至市电或发电机

37

电源切换时间

<20ms


组件

序号

名称

标准

备注

1

认证

TUV


2

技术标准

IEC61215和IEC61730


3

组件类型

单晶


4

组件级别

A


5

组件光电转换率

>19%


6

组件额定功率

>300Wp


7

开路电压

40v


8

短路电流

9.9A


9

工作电压

<35V


10

工作电流

>9A


11

组件公差

<±3


12

机械载荷

≧5400Pa


13

组件边框

阳极氧化铝


14

组件边框金属厚度

≧1.2mm


15

接线盒防护等级

≧IP67


16

首年衰减率

≤2%


17

连接头类型

MC4


18

二极管最大电流

20A


19

二极管数量

≧2


20

组件寿命

≧25


21

组件质保

≧10


22

组件标签

包含型号、功率、电压、电流、规格


23

组件功率衰减

10年<7%


24

工作温度

45°C


蓄电池

序号

检验项目

标准

备注

1

容量保存率

≥98%


2

密封反应效率

≥98.5%


3

端电压均衡性(开路)

≤3mv


4

端电压均衡性(浮充)

≤12mv

进入浮充状态24小时后

5

端电压均衡性(放电)

≤40mv


6

电池间连接电压降

△U≤4.5


7

容量一致性

同组蓄电池10h率容量试验,最大实际容量与最小实际容量差值≤2%


8

10小时放电至1.8V

剩余容量≥1.10×C10


9

3小时放电至1.8V

剩余容量≥0.85×C10


10

1小时放电至1.75V

剩余容量≥0.65×C10


三相离网控制一体机

序号

类别

名称

标准

备注

1

直流侧

MPPT路数

≧3


2

MPPT电压范围

300V-500V


3

最大输入电压

550V


4

交流输入

交流输入

400V±20%


5

交流输入频率

50/60±5%


6

最大充电功率

≧22KW


7

最大充电电流

≧90A


8

逆变器

额定输出功率

30KW


9

输出相数

3


10

输出电压

400VAC±0.5%


11

输出频率

50/60±1%


12

输出电压谐波

≤3%

线性

13

过载能力

100%-105%  长时间

105%-110%  10分钟

110%-125%  1分钟

>125%      10s


14

电流峰值系数

3:1


15

输出波形

纯正弦波


16

模块

结构类型

模块化


17

控制方式

MPPT控制


18

MPPT效率

>99%


19

输出电压范围

400V±20%


20

输出电流

>50A


21

最大效率

>97%


22

基本数据

显示形式

LCD/LED


23

通讯接口

RS485/RJ45


24

工作温度

-20-+50

摄氏度

25

工作湿度

0-95%


26

工作海拔

≤6000

无降容







 

 


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