GB T 18479-2001 地面用光伏(PV)发电系统 概述和导则.pdf

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1、GB/T 18479-2001 前主目 本标准等同采用IEC61277: 1995地面用光伏(PV)发电系统概述和导则。本标准是地面用光伏发电系统中项重要的基础标准。本标准中的术语与有关标准协调一致.为适应我国光伏能源系统发展与国际经济和技术交流的需要，等同采用IEC61277标准.转化为我国标准是十分有益和必要的。本标准的附录A和附录B都是提示的附录。本标准由中华人民共和国信息产业部提出。本标准由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会归口。本标准起草单位:北京全路通信信号研究设计院、信息产业部电子标准化研究所。本标准主要起草人E卢文玉、陈晖、周耀宗、郭增良。196 GB/T 18479-200

2、1 IEC前言1) IEC (国际电工委员会)是由各国家电工委员会(lEC国家委员会组成的世界性标准化组织。IEC的目的是促进电工电子领域标准化问题的国际合作。为此目的，除其他活动外，IEC发布国际标准。国际标准的制定由技术委员会承担，对所涉及内容关切的任何IEC国家委员会均可参加国际标准的制定工作。与IEC布联系的任何国际、政府和非官方组织也可参加国际标准的制定。IEC与国际标准化组织ISO)根据两组织间协商确定的条件保持密切的合作关系。2) IEC在技术问题上的正式决议或协议，是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的，对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见。3)这些决

3、议或协议以标准、技术报告或导则的形式发布，以推荐的形式供国际上使用，并在此意义上，为各国家委员会认可。4)为了促进国际上的统一，各IEC国家委员会有责任使其国家和地区标准尽可能采用IEC标准。IEC标准与相应国家或地区标准之间的任何差异应在国家或地区标准中指明。本标准由IEC第82技术委员会太阳光伏能源系统制定。本标准的文本以下列文件为依据z国际标准草案82(CO)19 表决报告82CC0)39 表决批准本标准的详细资料可在上表列出的表决报告中查阅。附录A和附录B仅供参考。197 G/T 18479-2001 序当口光伏CPV)发电系统由能把人射的太阳辐射光能直接转换为电能的部件和子系统构成。

4、某一子系统的输入电参数应与其前级子系统的输出电参数相匹配。除光伏组件和储能装置外，其余子系统组成-个单元，即功率调节器CPC)。该部分如图1虚线框所示。两个或多个功能元件可合成一个物理单元。此时，合成单元的输入和输出特性取代各独立元件的全部特性。光伏发电系统能以适当的接rJ与其他辅助电源并联运行。对于某个特殊的光伏发电系统设计，图1中的某些功能部件可以省去。虽然在理论上和实践中，交流/交流接口和并网接口的电特性是相同的，但对用于并网的地面光伏发电系统的电特性应保证其逆变器的输出等级。对于带有交流负载的独立系统，交流/交流接口不是必备的，视交流负载的要求而定。由于不同地区的电气和结构规范不同，故

5、对当地的特殊要求应分别处理。这一点对并网系统尤为重要。应当注意，太阳光伏/光热混合系统、辅助电源的土建工程要求不在本标准范围内。198 中华人民共和国国家标准地面用光伏(PV)发电系统概述和导则GB/T 18479-2001 dt IEC 61277: 1995 1 范围Terrestral photovoltaic (PV) power generating systems General and guide 本标准制定导则，并给出地面光伏发电系统及此类系统功能部件的概述，如图l所示。导则所述系统及此类系统的功能部件应被今后制定的地面光伏系统标准所引用。本标准包括2一一主要子系统的概述g卢主

6、要部件和接口(图l所示)的功能描述$-一从图2衍生的可能的配置表。主控和监测(MCM)r- -, / 功率调节辙(pcl 先伏于.统直流调节嚣逆变器直撞/直撞接口交流/交流接u井罔接-一-勘-_-仲-_ -_-_ -一-筒能于革统辅助直流电醺直流鱼缸辅助吏楠电撞事交流量越电网图1光伏发电系统主要功能部件、子系统和能量流程图2 主要子系统部件和接口的概述2.1 目的本条款提供地面光伏发电系统配置的概述，其中部分配置如图2所示。注:今后的标准将提供地面光伏发电墨镜的详细分类囚2.2 主要结构两种主要发电结构规定为g-一独立系统z不与电网连接的独立发电系统;一并网系统s与电网连接的发电系统，注在某些

7、国家供电机构是指电网。中华人民共和国国东质量监督检验栓瘦总局2001-09-28批准2002 - 05 -01实施199 记乎H了主扩无精能., 直流负载有铺鲍r 特殊负载无笛能4 交流负量膏铺能置流鱼截 独立革统卡-才无幡健l卢当地鱼交流血就西幡能斗变模和直流量截L. 普通负载rl 直截鱼.单+光伏革统交流负聋有铺能交流和直流鱼缸-卦布式用户1ft载个先伏罩统交流负载有健能分散式光伏罩统-r-l 直流虫租下卦散式光伏方阵交流鱼.膏储能L44交旦王E旦旦E一#干无铺能产-直流切换斗吏模和直流负载有储能电间作为岳周的罩统无铺能L. 交流侧切换交流负哉有幢幢直流111镜无铺能-与电网直流接口的赢统

8、r 当地盘截变撞鱼.有锦能井间fi统吏施和直流量截直流量最无储能单个光伏罩镜交流血载寸膏铺能|交流和直S扭曲载L. 与电网亘供的赢统L. 分布式享用户1ft量Z储能:f.个光伏罩巍交流负载寸有储量E分散式先伏罩统-直撞负戴无锚瞌可用束代替或配告储院子最统使用c世散式先伏方阵交流111载膏幡能1y交流和直流量越。回时4均由|MDDJ-(直流罩、洒洒世岳一一无线通信、照明、阴极保护【交流噩、罐.世岳二十住宅赢缆、便摘式光伏楠叫伏童电站-(住宅矗镜、便携式Je伏电额一-(直流户用电器-(光伏章用电器衬庄吏流配电-(村庄直流配电-一事住户房屋【租用矗镜N。. (树庄直流配电. (村庄交流配电注l柴2对

9、光伏发电系统典型应用举例图2GB/T 1创刊-20013 光伏发电系统的主要子系统、部件和接口的描述3. 1 目的本条款提出了组成地面光伏发电系统的主要子系统、部件和接口的描述。因1所示为一个地面光伏系统的常见流程图。注z对于矗统设计和图1所示每个模块的性能，将另行给出.3.2 主控和监视(MCM)3.2.1 功能主控和监视子系统是地面光伏发电系统的最高级控制。它监控地面光伏发电系统总体运行和各子系统间相互配合。主控系统也可作用于负载。为了简化设计和使用，主控和监视的某些或全部功能可包含在其他子系统中。主控和监视应确保系统能够以自动或手动方式操作。主控和监视子系统的监测功能可以包括数据信号的传

10、感和采集，以及必要的处理、记录、传输和显示系统数据。监测功能适用于E 光伏方阵z一一直流调节器;一-直流/直流负载接口在储能子系统F一一交流/交流接口$一一负载;一逆变器，辅助电源，及其他号一并网接口;一-环境条件。主控和监视子系统控制功能通过数据采集以确保系统正常工作。主控和监幌子系统控制功能包括(但不限于)下列各项z储能控制s方阵跟踪z系统启动;直流电能传输控制;逆变器启动和(交流)负载的控制$其他支持功能。保护，防火z一一辅助电源启动及控制s并网接口电能控制;支持功能启动和控制s在某一特定地面光伏发电系统设计中，上述子系统的某些部分可以省略，而且于系统的部分元件可以单个或组合形式出现。3

11、.2.2 主要性能主控和监视是一个子系统，它可由机电、电子和/或逻辑电路构成，其功能也可并入其他子系统中。注主控制椿也可与其他于革统内固有的政级控制单元合并设计e3. 3 光伏子系统3.3. 1 功能、光伏子系统是由所需部件组成的一个机械和电子整体装置，能够将人射太阳辐射直接转化为直流电能的单元。3. 3. 2 主要部件光伏子系统由下列部件组成(但不限于h组件g一基座;子方阵;一一支撑结构z201 一一丁方阵场$一-内部电气连接;3. 3. 3 主要性能GB/T 18479 - 2001 一一防护设施g接地。光伏子系统的设计必须对系统功能和特性(例如运行条件、气象数据、组件性能、负载特性和安全

12、要求)进行经济和合理性评估。光伏子系统可设计成满足系统年输出平均值或峰值要求，其尺寸既可根据场地的条件，也可根据包括对系统性能价格比在内的系统优化研究结果而确定。 必须注意，由于光伏子系统的方位会影响能量的产生，因此系统设计时必须为方阵选择合适的方向。方阵可以是固定的或间断/连续可调的。最佳方阵安装倾角的选择取决于诸多因素，例如地理位置、阳光分布、全年负载曲线和特定的场地条件。3.3.4 参数下列参数应给定:输入条件2辐射度和辐照量:输出条件3功率、电流、电压和电量，3. 3. 5 其他考虑因素一一环境条件;一一场地防护;二一般机械性能$与主控制器的相互影响g仪器(传感器, 人身安全。3.4

13、直流调节器3.4. 1 功能直流调节器对直流电气元件提供保护，并且将光伏子系统电压转换成适用的直流电压。为了保证正常工作，通常提供各种辅助功能(例如内部电源、误差放大、自保护装置等)。3.4.2 部件直流调节器可由下列部件中的一个或多个(但不限于组成z-一熔断嚣;二一保护装置(单元负载、隔离); 一-开关;一一阻断二极管;3.4.3 主要性能二电压控制装置s一一最大功率跟踪装置。虽然直流调节器的选型和测试独立于光伏发电系统，但技术性能指标应满足所在系统的要求(见图1)。3.4.4 参数下列参数应给定2一一输入条件z标称电压和电流、电压和电流范围、动态变化z一一输出条件:电压和电流、输出电压偏差

14、、电流限制、负载特性。3. 4.5 其他考虑因素-一一直流调节器效率s一一与主控制器的相互影响;环境条件g202 一般机械性能;一一安全要求;一一射频干扰(r.f.i.)，一-仪表;一一噪声水平。3. 5 直流/直流接口3. 5. 1 功能GB/T 18479- 2001 直流/直流接口能将光伏发电系统的电压调整为负载所需的电压。它也可与辅助直流电源连接。3. 5. 2 部件直流/直流接口包括下列部件中的一个或多个(但不限于): 断路器和I熔断器5直流/直流电压变换装置;一-辅助直流电源的接口3滤波装置，一-保护装置，例如2接地、防雷、过/欠压、输入与输出之间的隔离。3. 5. 3 参数下列参

15、数应给定:输入条件.标称电压和电流、电压和电流范围、动态变化s一-输出条件电压和电流、输出电压偏差、电流限制、负载特性;一一接口效率。3.5.4 其他考虑因素与主控制器的相互影响;环境条件;一一般机械性能s一安全要求g射频于扰。.f.i.)，仪表;噪声水平。3. 6 储能3. 6. 1 功能储能子系统用以存储电能，满足负载连续用电的要求。该子系统还包括输入-输出控制装置，例如充电调节器、过/欠压保护装置、输出限流装置、仪表等。3. 6. 2 保护装置一一单元保护g负载保护;过充/过放和过/欠压保护s二一人身防护z一一环境保护。3. 6. 3 主要性能储能子系统的性能包括(但不仅限于h储能类型，

16、内部能量损失(与时间的关系), 接j民Lit jf j矗立.2n3 储能容量;最大放电深度;一-环境约束条件:3.6.4 参数下列参数应给定GB/T 18479- 2001 一比能量(存储能量与储能元件重量之比); 温度特性g一循环寿命。一-输入条件:标称电压和电压范围、最大充电电流g输出条件3电压范围、最大放电电流;能量和库仑放率;自放电;一一循环条件。3.6.5 其他考虑因素一一一安全要求;与主控制器的相互影响;一维护;-般机械性能;二一仪表。3. 7 逆变器3. ? 1 功能逆变器将直流调节器和/或蓄电池输出的直流电变成所需的交流电。它包括电压控制、内部电源、误差放大、自保护装置等。3.

17、 7. 2 保护装置单元保护;一负载保护s一一输入与输出之间的隔离;一过流和过压保护。3.7.3 主要性能逆变器可以控制下列(但不仅限于)个或多个参数z一一频率z-一同如一一一电压;无功功率;一一启动和关闭;输出波形。尽管逆变器的选型和测试可独立于光伏发电系统，但技术指标应满足其所在系统的要求。例如，独立系统和并网系统的参数就不尽相同。3.7.4 参数下列参数应给定:一一输入条件:标称电压和电流、电压和电流范围、输入电压动态变化;一输出条件.相数、电压和电流、输出频率和谐波畸变、电压和频率偏差、电流限制、负载特性、功率因数(PF); 一一逆变效率。3.7.5 其他考虑因素-干-空载损耗;一一一

18、与主控制器的相互影响，204 环境条件，一般机械性能s安全要求6一一射频干扰(r.f.i.);一一仪表3千一一噪声水平。3.8 交流/交流接口3- 8. 1 功能G/T 18479-2001 交流/交流接口具有将光伏发电系统交流电压变成交流负载所需电压的功能。它也可与辅助交流电源连接。3- 8. 2 部件交流/交流接口包括下列部件(但不仅限于)中的一个或多个:断路器和熔断器g交流/交流电压变换装置;一一辅助交流电源的接口;滤波装置;一一保护装置，例如.接地、防雷、过/欠压、安全、输人与输出之间的隔离。3. 8. 3 参数下列参数应给定z一一输入条件:相数、标称电压和电流、电压和电流范围、频率、

19、频率范围、功率因数(PF)、动态变化;输出条件:相数、电压和电流范围、频率和谐波畸变、电压和频率偏差、电流限制、负载特性、功率因数(PF)、相间平衡。3. 8. 4 其他考虑因素与主控制器的相互影响g环境条件;一般机械性能$安全要求;接口效率;射频干扰(r.f.i.);仪表。3.9 并同接口3. 9. 1 功能并网接口将直流/交流逆变器的输出与公用电网相连。使光伏发电系统与电网并联运行，向电网取送电。注2向电网送电的光伏发电革统不应损害配电系统的供电履量，也不得危及其运行安全。3- 9. 2 部件交流/并网接口包括下列部件(但不限于)中的一个或多个z一断路器和熔断器g一一交流/交流变换装置，一

20、一滤波装置gn:) GB/T 18479-21 保护装置，例如z接地、防雷、过/欠压保护装置、继电器、隔离变压器;一一搞合和去精系统。3.9.3 参数下列参数应给定z-输入条件z相数、标称电压和电流、电压手白电流范围、频率、频率范围、功率因数(PF)、动态变化;输出条件z相数、电压和电流范围、频率和谐波畸变、电压和频率偏差、电流限制、负载特性、功率因数CPF)、相间平衡。3. 9. 4 其他考虑因素一一与主控制榕的相互影响;一-环境条件，一一般机械性能;安全要求3一-接口效率s一一射频干扰。.f.i.);仪表。2() 部件光伏地面光伏子系统发电系统Z血立Ji统直流独立系统X 无储能直流独立革统

21、 有储能交流独立系统 无储能交流油立Ji统 有储能直流和交流 独立革统元储能直流和交流 强立系统有储能并网事镜直流并网系统 无储能直流并网系统 有储能交流并网革统 无储能交流并同系统X 有储能交流/直流X 并网罩统元储能交班/直流X 并网系统有储能并网系统 无储能并网罩统有储能 注，X表示必需的系统都件，(X)表示可遍的革镜部件。GB!T 18479-2001 附豪A提示的附录)从国2衍生的某些典型应用配置襄直流调节器(X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) (X) 表Al直流/直流储能接口X x X X 吼号电二:，飞h 装置 X

22、 交流/交流逆变器接口X X (X) (X) x X X 4 古草黯，交流/交流l并网接口典型应用泵制氢照明无线通信家用电器泵郊区用电无线通信边远设施工业用电1 工业直流负载正业宦流(X) 负载(X) 边远照明和l不间断电源l城市生活 用电郊区用电 工业用电不间断电瞟 工业用电 工业用电l 电站i 电站电网 | 后备革统l 2()7 GB/T 18479- 2001 B1 方阵array附录B(提示的附录)术语由若干个太阳电池组件或太阳电池极连同支撑结构组合在一起所构成的直流发电机械装置，但不包括地基、太阳跟踪器、温度控制器和其他此类部件。B2 方阵场array field 在某个发电系统内全

23、部太阳电池方阵的集合。B3 蓄电池充电终止电压battery end-of -charge voltage 在充电过程中，电压变化正常终止时蓄电池的电压。B4 供电机构electric utility 一般来说，指负责公用供配电系统安装、运行和维护的机构。B5 逆变器inverter 将直流输入变为交流输出的设备。B6 逆变器效率inverter efficiency 逆变器的有用输出功率与输入功率的比值，用百分比的形式表示。B7 最大功率跟踪maximum power tracking 一种使太阳电池始终运行在或接近于最大功率点的控制方案。B8 组件module 系指具有封装及内部迄接的、能单独提供亘流输出的、最小不可分割的太阳电池组合装置。 B9 监测和控制子系统monitor and control sub-system 协调各子系统间的相互配合来实现系统的总体运行的逻辑和控制电路。B10饭panel由若干个太阳电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件叫做板(太阳电池板儿通常作为方阵的一个安装单元。B11 功率调节器power conditioner 在太阳光伏能源系统中用于把电能转换为种或多种适于后续负载使用的电器设备。B12 子方阵sub-array 方阵设备的一部分，可将其视为个发电单元，并且它的输出是方阵输出的一部分。208