DB51 T 2673-2020 山丘区光伏低压滴灌系统技术规程.pdf

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1、 ICS 65.060.35 B 90 DB51 四川省 地 方 标 准 DB51/T 2673 2020 丘陵山地 光伏低压滴灌系统技术规程 2020 - 4 - 15 发布 2020 - 6 - 1 实施 四川省市场监督管理局 发布 DB51/T 2673 2020 I 目 次 前 言 . II 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语和定义 .1 4 光伏低压滴灌系统设计 .2 5 光伏低压滴灌系统技术要求 .6 6 光伏低压滴灌系统的建设、运行与维护 .8 DB51/T 267320 20 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009的规定进行编写。 本标准由四川省农

2、业农村厅提出、归口并解释。 本标准由四川省市场监督管理局批准。 本标准起草单位：四川大学、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 本规范起草人：崔宁博、龚道枝、赵璐、郝卫平、梅旭荣、毛丽丽、唐大华、朱彬、李仁笑、赵和锋、 吴宗俊、冯禹、宋培、姜守政、孙树仙、候艳。 DB51/T 2673 2020 1 丘陵山地光伏低压滴灌系统技术规程 1 范围 本标准规定了丘陵山地光伏低压滴灌系统的术语和定义、技术要求以及建设、运行与维护。 本标准适用于丘陵山地以太阳能光伏阵列提供动力的低压滴灌系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可缺少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本

3、 标准。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 4208 外壳防护等级（ IP代码） GB 5084 农田灌溉水质标准 GB/T 5103 水利泵站施工及验收规范 GB 5226.1 机械电气安全机械电气设备 GB/T 6495.3 光伏器件 GB/T 9535 地面用晶体硅光伏阵列组件 设计鉴定和定型 GB/T 18911 地面用薄膜光伏阵列组件 设计鉴定和定型 GB/T 21031 节水灌溉设备现场验收规程 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB/T 50363 节水灌溉工程技术标准 GB/T 50485 微灌

4、工程技术规范 GB/T 50769 节水灌溉工程验收规范 GB/T 50796 光伏发电工程验收规范 GB 50797 光伏发电站设计规范 NB/T 32017 太阳能光伏水泵系统 NB/T 32021 太阳能光伏滴灌系统 DB 51/T 989 小型泵站施工规程 DB 51/T 990 小型泵站设计规程 SL 540 光伏提水工程技术规范 3 术语和定义 标准 GB 50797、 GB/T 50485和 NB/T 32017中的光伏控制装置、首部枢纽、光伏阵列与光伏水泵系 统 的定义 和术语适用于本标准。 3.1 光伏发电系统 利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统

5、。 DB51/T 267320 20 2 3.2 低压滴灌系统 工作压力低于 30m的滴灌系统，主要由首部枢纽、输配水管 网 、滴灌管（带）、灌水器、闸阀及接 头配件等部件组成。 3.3 光伏低压滴灌系统 利用太阳能光伏阵列提供驱动力的低压滴灌系统，由光伏发电系统和低压滴灌系统两部分组成，主 要构成见图 1。根据储能方式的不同，可分为直驱型光伏低压滴灌系统、蓄水型光伏低压 滴灌系统、蓄 电型光伏低压滴灌系统和复合型光伏低压滴灌系统。 3.3.1 直驱型光伏低压滴灌系统 在地形、天气和水源等允许条件下，无需配备蓄电及蓄水设施，由光伏发电系统直接提供动力的低 压滴灌系统。 3.3.2 蓄水型光伏低

6、压滴灌系统 利用光伏发电系统提供动力从水源抽水至蓄水设施后，灌溉时段由蓄水设施供水的低压滴灌系统。 3.3.3 蓄电型光伏低压滴灌系统 利用蓄电设施，灌溉时段由蓄电设施提供系统所需功率的低压滴灌系统。 3.3.4 复合型光伏低压滴灌系统 利用直驱型、蓄水型和蓄电型光伏低压滴灌系统中的两种或两种以上方式组合的低压滴灌系统。 图 1 丘陵山地光伏低压滴灌系统 4 光伏低压滴灌系统设计 4.1 直驱型光伏低压滴灌系统 设计内容包括低压滴灌系统和光伏发电系统两部分。 4.1.1 低压滴灌系统设计 太阳光 支架 水源 动力 光伏发电系统 蓄电池 蓄 水 型 直 驱 型 低压滴灌系统 水源 蓄水池 水源

7、方阵组件 首部枢纽 首部枢纽 首部枢纽 复 合 型 DB51/T 2673 2020 3 a）最大净灌水定额宜按下列公式计算： )(001.0 m inm a xm a x zpm （ 4.1.1-1） )(0 0 1.0 m inm a xm a x zpm （ 4.1.1-2） 式中： mmax 最大净灌水定额（ mm）； 土壤容重（ g/cm3）； z 土壤计划湿润土层深度（ cm）； p 设计土壤湿润比（ %）； max 适宜土壤含水率上限（重量百分比）（ %）； min 适宜土壤含水率下限（重量百分比）（ %）； max 适宜土壤含水率上限（体积百分比）（ %）； min 适宜土壤含

8、水率下限（体积百分比）（ %）。 b）设计灌水周期宜按下列公式计算： maxTT （ 4.1.1-3） amaxmax I mT （ 4.1.1-4） 式中： T 设计灌水周期（ d） ； Tmax 最大灌水周期（ d） ； Ia 设计供水强度（ mm/d）。 c）设计灌水定额宜按下列公式计算： ad ITm （ 4.1.1-5） dmm （ 4.1.1-6） 式中： md 设计净灌水定额（ mm）； m 设计毛灌水定额（ mm）； 灌溉水利用系数，滴灌系统不应低于 0.9。 根据系统灌溉面积、种植作物种类及管理方式等不同，确定采用轮灌或续灌方式，并选择适宜的灌 水器。 d）一次灌水延续时间应

9、按下列公式计算： d 1eqSSmt （ 4.1.1-7） 对于n s个灌水器绕作物灌水时， ds tr= qn SSmt （ 4.1.1-8） 式中：t 一次灌水延续时间（ h）； Se 灌水器间距（ m）； S1 毛管间距（ m）； Sr 作物行距（ m）； DB51/T 267320 20 4 St 作物 株距（m ）； qd 灌水器设计流量（ L/h）； ns 每株作物的灌水器个数。 当采用轮灌设计时，根据设计灌水周期、一次灌水延续时间及灌面实际情况，对灌水小区及轮灌组 进行合理划分。若采用智能（自动）灌溉，灌水小区及轮灌组可采用分散式布置，减小系统管道投资； 若人工启闭阀门，灌溉小区

10、及同一轮灌组可采用集中式布置，方便操作及管理维护。灌水小区及同一轮 灌组流量偏差率应满足 GB/T 50485 的规定。 确定滴灌系统管道布置方式与轮（续）灌组划分后，需对系统进行水力设计，水力设计应满足 GB/T 50485 规范要求。 e）滴灌系统设计流量应按下列公式计算： 1000 d0qnQ （ 4.1.1-9） 式中： Q 系统设计流量（ m3/h）； n0 同时工作灌水器个数。 f）滴灌系统设计水头应按下列公式计算： jf0bp hhhZZH （ 4.1.1-10） 式中： H 系统设计水头（ m）； Zp 典型灌水小区管网进口高程（ m）； Zb 水源设计水位（ m）； h0 典

11、型灌水小区进口设计水头 （ m） ； fh 系统进口至典型灌水小区进口的管道沿程水头损失（含首部枢纽沿程水头损失） （ m） ； jh 系统进口至典型灌水小区进口的管道局部水头损失（含首部枢纽局部水头损失） （ m） 。 4.1.2 光伏发电系统设计 根据低压 滴灌系统设计流量和设计水头，结合光伏低压滴灌系统其他设施（如照明、监控设施等） 的功率需求，进行光伏发电系统设计。 a）光伏阵列选型 应选择转换效率高、生产效率高、稳定性好，占地面积小的光伏阵列。 b）光伏阵列容量确定 光伏阵列峰值有效功率应按下列公式计算： gQHkN 6.31 e （ 4.1.2-1） 式中： Ne 峰值有效功率（

12、W）； g 重力加速度（ m/s2）； 水的密度（ kg/m3）； k 照明、监控设施等所需功率系数，建议取值为 1.051.1。 光伏低压滴灌系统水泵机组峰值功率应按下列公式计算： ew 1 2 3 NN k k k （ 4.1.2-2） 式中： Nw 水 泵机组峰值功率（ W）； DB51/T 2673 2020 5 k1 水泵 机组 流量修正系数，系统流量 不大于2m 3/h时， k1=0.70；系统流量为 2m3/h5m3/h时， k1=0.75；系统流量为 5m3/h10m3/h时， k1=0.80；系统流量 大于 10m3/h时， k1=0.85； k2 水泵 机组 类型修正系数，

13、对于离心泵，流量小于 5m3/h时， k2=0.700.85；流量不小于 5m3/h 时， k2=0.850.95；对于容积泵，流量小于 5m3/h时， k2=0.650.75；流量不小于 5m3/h时， k2=0.750.85； k3 水泵机组类型 修正系数，对于直流水泵机组 ， k3=0.800.90；对于交流 水泵机组 ， k3=0.700.80。 光伏阵列容量应按下列公式计算： 4 5 wN k k N （ 4.1.2-3） 式中： N 光伏阵列容量（ W）； k4 太阳能资源修正系数，当年均太阳能资源小于 1160kWh/m2时， k4=0.60；当年均太阳能 资源为 1160kWh

14、/m21400kWh/m2时， k4=0.70；当年均太阳能资源为 1400kWh/m2 1740kWh/m2时， k4=0.80；当年均太阳能资源不小于 1740kWh/m2时， k4=0.90； k5 光伏阵列跟踪太阳方式修正系数，当光伏阵列采用固定式时， k5=1.00；当采用单轴跟踪 式时， k5=1.101.15；当采用双轴 跟踪式时， k5=1.171.22。 c）倾斜光伏阵列表面太阳能总辐射量计算 太阳能总辐射量计算时，需将太阳能总辐射量换算成光伏阵列倾斜面的总辐射量计算发电量。 对于固定倾角安装的光伏阵列，所接收的太阳能总辐射量与倾角有关，计算经验公式为： DSR s in)s

15、 in ( (4.1.2-4) 式中： R 倾斜光伏阵列面上太阳能总辐射量（ MJ/m2）； S 水平面上太阳直接辐射量（ MJ/m2）； D 散射辐射量（ MJ/m2）； 中午时分太阳高度角（ ）； 光伏阵列倾角（ ）。 4.2 蓄水型光伏低压滴灌系统 为满足光伏低压滴灌系统正常运行，以下情况可配置适宜蓄水设施（一般为蓄水池）： a）灌溉区域地形高差较大时，可在合适位置配置蓄水设施，蓄水设施可在非灌溉时段蓄水，既有 利于降低系统在灌溉时段对首部功率要求，又兼起调压作用。 b）当灌溉水源在供水量与供水时间上无法满足系统需求，需配套蓄水设施进行调蓄。 c）因地形、气候等原因导致光伏发电系统功率无

16、法 满足系统需求，可配套蓄水设施。 蓄水型光伏低压滴灌系统配套蓄水设施的容积及建设位置的确定，需综合考虑低压滴灌系统所需流 量、光伏发电系统可供流量、地形条件等因素。 4.3 蓄电型光伏低压滴灌系统 为满足光伏低压滴灌系统正常运行，以下情况可配置适宜蓄电设施（光伏专用蓄电池）： a）低压滴灌系统日运行时间较长，灌溉时段内光伏发电系统无法满足低压滴灌系统所需功率。 b）低压滴灌系统所需功率较大，光伏发电系统无法满足其正常运行。 c）因现场地形、气候、日照时数等因素无法采用直驱型光伏低压滴灌系统。 蓄电型光伏低压滴灌系统设计时，需要综合考虑电池容量、供能效率和系统总功率需求等因素。 DB51/T

17、267320 20 6 4.4 复合型光伏低压滴灌系统 光伏低压滴灌系统设计，需结合现场实际情况对光伏发电系统供电功率、低压滴灌系统所需功率、 低压滴灌系统所需流量与蓄水设施供水流量等因素综合分析，必要时同时采用两种或两种以上方式组合 形成适宜的复合型光伏低压滴灌系统。 5 光伏低压滴灌系统技术要求 5.1 光伏低压滴灌系统运行环境 a）环境温度： 445。 b）相对湿度：不宜大于 90%（ 255）。 c）海拔：不宜高于 2000m，高于 2000m应采取降容措施，且符合 NB/T 32021的规定。 d）全年日照时数和太阳总辐射量应符合 SL 540的规定。 5.2 光伏低压滴灌系统基本要

18、求 5.2.1 低压滴灌系统 a）系统总体配置方案应根据灌溉面积、地形地貌、土壤类型、作物种类、水源条件、气候条件及 地质条件等情况综合分析合理规划设计。 b）系统供水水源及其水量、水质应符合 GB 5084 的规定。 c）系统若提供施肥和施药功能，应依据水质参数、作物种类和病虫害种类合理选择肥料和农药品 种，并优化配比和剂量。 d）系统配置水泵应按照不同流量、水头、使用条件及海拔等因素，选择适宜泵型。 e）根据不同地形条件、 系统设计流量及设计水头等因素，选择适宜的灌水器。 f）系统应配置符合国家标准的水量计量装置。 5.2.2 光伏发电系统 a）太阳能电池阵列的输出总功率应满足低压滴灌系统

19、正常运行需求，应满足控制装置、 水 泵机组 和传输线路所消耗总功率需求。 b）系统应配置符合国家标准的发电装置。 c）系统各部件的外露表面应平整、光洁，镀（涂）层应无脱落、无腐蚀、无划痕。 d）系统焊接件的焊缝应均匀、牢固，不得有虚焊等缺陷。 e）系统各部件的连接应牢固可靠，各运动件装配后应转动灵活，不应有异响。 f）系统装配前应核对各部件是否符合 规范要求，符合要求方可进行装配。 5.3 各组成部件要求 5.3.1 光伏阵列 5.3.1.1 光伏阵列的额定输出功率应符合 GB/T 6495.3 的规定。 5.3.1.2 晶体硅、薄膜太阳电池阵列的技术性能应分别符合 GB/T 9535、 GB

20、/T 18911 的规定。 5.3.1.3 光伏阵列支架应满足以下要求： a）支架结构强度应满足 GB 50009 的规定。 b）支架应由能满足使用要求的材料制造。 c）支架制作完成后应对外表面进行防腐处理。 DB51/T 2673 2020 7 d）薄膜太阳能光伏阵列，应在支撑构件与薄膜太阳能光伏阵列之间设置防震、防机 械损伤材料。 5.3.1.4 应根据地形和高程，对光伏阵列的安装方位及最佳倾角进行优化设计，避免光伏阵列受高大物 体遮挡，提高太阳能利用率。 5.3.1.5 光伏系统中，同一控制器或逆变器接入的太阳能阵列的电压、安装倾角、方向应当保持一致。 5.3.1.6 根据低压滴灌系统额

21、定用电功率，光伏发电系统的光伏阵列组合优化设计，并应符合 GB 50797 的规定 。 5.3.2 光伏控制装置 5.3.2.1 控制装置应根据当地日照条件，实现自动开关机。 5.3.2.2 当光伏水泵发生空转、堵转或水源水位低于设定的最低进 水位、蓄水池水位高于设定的最高水 位时，控制装置应能控制电机和水泵停机；故障排除后能恢复正常工作。 5.3.2.3 控制装置应具有短路、过流、输入欠压、输入过压、输入反接及防雷等保护功能。 5.3.2.4 逆变器应当具有过流、短路和保护功能，故障排除后能恢复正常工作。 5.3.2.5 逆变器输出三相线电压的不平衡度不超过 5%。 5.3.2.6 逆变器应

22、具有过载保护功能，当输出功率为 1.2倍最大允许功率且维持 120s或者 1.4倍最大允许功 率且维持 1s3s时，能在 0.1s内停机，并打开警示信号；故障消失后能恢复 正常工作。 5.3.2.7 逆变器不同负荷等级下工作时间应符合 NB/T 32017的规定。 5.3.3 蓄水池与光伏蓄电池 5.3.3.1 蓄水池 a）根据低压滴灌系统需水量计算蓄水池的容积，保证蓄水池能满足低压滴灌系统供水需求并满足 GB/T 50485的规定。 b）考虑低压滴灌系统的正常工作压力要求，依据蓄水池容积，合理设计蓄水池形状、结构尺寸和 底部高程，保证低压滴灌系统在无电供应条件下能依靠重力作用正常灌溉。 5.

23、3.3.2 光伏蓄电池 a）根据当地连续无（弱）光照天数计算光伏蓄电池的容量，保证光伏蓄 电池能向低压滴灌系统连 续供电。 b）光伏蓄电池应选用工作范围大、充放电性能稳定、维护少、年衰减率长的蓄电池。 c）光伏蓄电池组的串并联方式应结合太阳能光伏阵列发电特性和低压滴灌系统的耗电功率进行优 化设计，以保证低压滴灌系统额定工作电压、电流和功率的匹配。 5.3.4 光伏水泵系统 5.3.4.1 根据 低压滴灌 系统设计流量和水头，选择适合的 水泵机组 ，应符合 GB/T 50485的规定 。 5.3.4.2 光伏水泵系统启动功率（扬水阈值）应满足 NB/T 32017的规定。 5.3.4.3 首部枢

24、纽在运转过程中应平 稳，无异响。 5.3.4.4 选用与逆变器匹配的电机。 5.3.5 首部枢纽和管网 5.3.5.1 组成首部枢纽的相关部件应符合相关标准的要求。 a）输水主管道应符合 DB51/T 990和 DB51/T 989的规定。 b）泵房的设计、建造应符合DB51/T 990 和 DB51/T 989的规定，因地制宜建造单层平顶机房。 c）水工构筑物的抗震能力和防洪标准应符合 DB51/T 990的规定。 5.3.5.2 灌溉管网的干、支、毛管及阀门均应符合相关的标准要求，管网承压应符合 GB/T 50485的规定。 DB51/T 267320 20 8 5.3.5.3 管网水力设

25、计应符合 GB/T 50485的规定。 5.3.5.4 灌水器应符合 GB/T 50485的规定，流量不应大于12L/h，灌水器制造偏差系数应小于 0.07，灌水 器的流量不应形成地表径流。 5.3.5.5 灌水器应具有压力补偿功能，能适应丘陵山地相对高差 6m10m的地形起伏。 5.4 光伏系统整体性能和安全要求 5.4.1 光伏系统的输出功率应满足 低压 滴灌系统设计流量、水头、效率及灌水器实际工作压力的要求。 5.4.2 晶体硅、薄膜太阳能光伏阵列的绝缘性能应分别符合 GB/T 9535、 GB/T 18911 的规定。 5.4.3 相关的电气设备安全应当符合 GB 5226.1 的规定

26、。 5.4.4 系统防雷接地装置符合 GB 50057 的规定。 5.4.5 系统各部件涉及人身安全的位置，应有防护措施和安全警示标志。 5.4.6 系统装置的外壳防护应符合 GB/T 4208 的规定。 5.4.7 其它安全要求应符合 DB51/T 990 的规定。 6 光伏低压滴灌系统的建设、运行与维护 6.1 建设 6.1.1 工程建设应按国家现行相关标准的规定。 6.1.2 施工中应执行机械、电气设备安全生产的有关标准规定。 6.1.3 设备的安 装条件应符合设计要求。 6.1.4 设备及材料进入现场前，应检查验收是否合格。 6.2 运行与维护 6.2.1 设备安装、调试应按现行相关标准的规定执行。 6.2.2 设备及附件的机械和电气性能应进行全面检查、测试和试验。 6.2.3 按照设计文件和相关技术规范，对设备进行有序、完整的安装，并注重防雷、防火、防洪、防地 质灾害、防风灾等防护措施。 6.2.4 设备支座及支架应安装牢固，确保与设备联成整体，支架需做防锈处理。 6.2.5 系统安装结束后，应按照现行相关标准的规定和设计要求，进行系统调试和性能测试；调试完 成 后，应提供系统的安装调试报告。 6.2.6 根据工程系统布置，运行系统，检查系统运行的可靠性和准确性。 6.2.7 系统安装布置应美观并方便维护。