光伏发电站设计规范.ppt

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光伏发电站设计规范,2018年12月20日,主讲人：

张勇,0.目录,总则术语和符号基本规定站址选择太阳能资源分析光伏发电系统站区布置电气接入系统建筑与结构给排水、暖通和空调环境与水土保持劳动安全和职业卫生消防,1.总则,1.0.1为了进一步贯彻落实国家有关法律、法规和政策，充分利用太阳能资源，优化国家能源结构，建立安全的能源供应体系，推广光伏发电技术的应用，规范光伏发电站设计行为，促进光伏发电站建设健康、有序发展，制定本规范。

1.0.2本规范适用于新建、扩建或改建的并网光伏发电站和100kWp及以上的独立光伏发电站。

条文说明：

1.0.2本规范适用于所有类型的并网光伏发电站，包括地面（含滩涂）、屋顶和建筑一体化（BIPV），同样也包括用户侧并网光伏发电站；独立光伏发电站则适用于100kW及以上的独立光伏发电站，100kW以下的独立光伏发电站不在本规范适用范围之内。

1.0.3并网光伏发电站建设应进行接入电网技术方案的可行性研究。

条文说明：

1.0.3并网光伏发电站建设应进行接入电网技术方案的可行性研究论证，该技术方案需获得当地电网管理部门的认可。

1.0.4光伏发电站设计除符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2.术语和符号,211光伏组件PVmodule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。

又称太阳电池组件（solarcellmodule）。

条文说明：

211光伏组件种类较多，目前较常用的光伏组件有单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅薄膜光伏组件、碲化镉薄膜光伏组件和高倍聚光光伏组件。

212光伏组件串photovoltaicmodulesstring在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流电输出的电路单元。

213光伏发电单元photovoltaic（PV）powerunit光伏发电站中，以一定数量的光伏组件串，通过直流汇流箱汇集，经逆变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。

又称单元发电模块。

条文说明：

213单元发电模块一般以逆变升压系统为单元，其规模容量根据电站情况和逆变器容量确定，大、中型地面光伏发电站通常以1MW为一个单元发电模块，该模块一般包括两个500kW逆变器和一个1100kVA分裂变压器。

214光伏方阵PVarray将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。

又称光伏阵列。

2.术语和符号,215光伏发电系统photovoltaic（PV）powergenerationsystem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。

条文说明：

215光伏发电系统一般包含逆变器和光伏方阵等，也可包含变压器。

216光伏发电站photovoltaic（PV）powerstation以光伏发电系统为主，包含各类建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。

217辐射式连接radialconnection各个光伏发电单元分别用断路器与发电站母线连接。

218“T”接式连接tappedconnection若干个光伏发电单元并联后通过一台断路器与光伏发电站母线连接。

219跟踪系统trackingsystem通过支架系统的旋转对太阳入射方向进行实时跟踪，从而使光伏方阵受光面接收尽量多的太阳辐照量，以增加发电量的系统。

2110单轴跟踪系统single-axistrackingsystem绕一维轴旋转，使得光伏组件受光面在一维方向尽可能垂直于太阳光的入射角的跟踪系统。

2111双轴跟踪系统double-axistrackingsystem绕二维轴旋转，使得光伏组件受光面始终垂直于太阳光的入射角的跟踪系统。

2.术语和符号,2112集电线路collectorline在分散逆变、集中并网的光伏发电系统中，将各个光伏组件串输出的电能，经汇流箱汇流至逆变器，并通过逆变器输出端汇集到发电母线的直流和交流输电线路。

2113公共连接点pointofcommoncoupling（PCC）电网中一个以上用户的连接处。

2114并网点pointofcoupling（POC）对于有升压站的光伏发电站，指升压站高压侧母线或节点。

对于无升压站的光伏发电站，指光伏发电站的输出汇总点。

2115孤岛现象islanding在电网失压时，光伏发电站仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。

2116计划性孤岛现象intentionalislanding按预先设置的控制策略，有计划地出现的孤岛现象。

2117非计划性孤岛现象unintentionalislanding非计划、不受控出现的孤岛现象。

2118防孤岛Anti-islanding防止非计划性孤岛现象的发生。

2.术语和符号,2119峰值日照时数peaksunshinehours一段时间内的辐照度积分总量相当于辐照度为1kw/m2的光源所持续照射的时间，其单位为小时（h）。

2120低电压穿越lowvoltageridethrough当电力系统故障或扰动引起光伏发电站并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行。

2121光伏发电站年峰值日照时数annualpeaksunshinehoursofPVstation将光伏方阵面上接收到的年太阳总辐照量，折算成辐照度1kW/m2下的小时数。

条文说明：

2121该术语参照现行国家标准太阳能热利用术语GB/T12936-2007，定义324。

2122法向直接辐射辐照度directnormalirradiance（DNI）到达地表与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射强度。

2123安装容量capacityofinstallation光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和，计量单位是峰瓦（Wp）。

2124峰瓦wattspeak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。

2.术语和符号,2125真太阳时solartime以太阳时角作标准的计时系统，真太阳时以日面中心在该地的上中天的时刻为零时。

3.基本规定,301光伏发电站设计应综合考虑日照条件、土地和建筑条件、安装和运输条件等因素，并应满足安全可靠、经济适用、环保、美观、便于安装和维护的要求。

302光伏发电站设计在满足安全性和可靠性的同时，应优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

303大、中型光伏发电站内宜装设太阳能辐射现场观测装置。

条文说明：

303装设太阳能辐射观测装置的目的是便于分析电站运行状况（包括系统效率变化、组件衰减率），并为光伏发电站发电功率预测提供太阳能资源分析实时记录数据。

304光伏发电站的系统配置应保证输出电力的电能质量符合国家现行相关标准的规定。

条文说明：

304电能质量包括频率、电压偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波等；国家现行相关标准包括：

电能质量供电电压偏差GB/T12325、电能质量电压波动和闪变GB/T12326、电能质量公用电网谐波GB/T14549和电能质量三相电压不平衡GB/T15543等。

305接入公用电网的光伏发电站应安装经当地质量技术监管机构认可的电能计量装置，并经校验合格后投入使用。

条文说明：

305用于贸易结算的电能计量装置应经过国家质检部门认证，非贸易结算的电能计量装置没有此项要求。

电能计量装置还包括计量用电流互感器、电压互感器等设备。

3.基本规定,306建筑物上安装的光伏发电系统，不得降低相邻建筑物的日照标准。

条文说明：

306本条为强制性条文，必须严格执行。

为了避免与建筑周围邻近地域的建筑物业主之间因日照引起纠纷，在与建筑相结合的光伏发电站建设初期，有必要事先与相关业主进行充分协商。

307在既有建筑物上增设光伏发电系统，必须进行建筑物结构和电气的安全复核，并应满足建筑结构及电气的安全性要求。

条文说明：

307本条为强制性条文，必须严格执行。

在既有建筑物上建设光伏发电系统，有可能对既有建筑物的安全性造成不利影响，威胁人身安全，因此必须进行安全复核。

这些不利影响包括但不限于增加了既有建筑物的荷载，对既有建筑物的结构造成了破坏，导热不利致使既有建筑物局部温度过高，防雷接地性能不足等。

308光伏发电站设计时应对站址及其周围区域的工程地质情况进行勘探和调查，查明站址的地形地貌特征、结构和主要地层的分布及物理力学性质、地下水条件等。

条文说明：

308地质勘探或调查的目的是为确定站址、解决岩土工程问题提供基础资料。

309光伏发电站中的所有设备和部件，应符合国家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。

3.基本规定,条文说明：

309光伏组件应符合现行国家标准光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：

结构要求GB/T200471idtIEC617301和光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：

实验要求IEC617302的规定，且应符合地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T9535idtIEC61215、地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型GB/T18911idtIEC61646和聚光光伏（CPV）组件和装配件设计鉴定和定型IEC62108的规定，并确保满足上述标准所规定的使用条件。

目前针对光伏发电站需要专门认证的设备主要是光伏组件和逆变器，其他设备尚无特殊要求。

4.站址选择,401光伏发电站的站址选择应根据国家可再生能源中长期发展规划、地区自然条件、太阳能资源、交通运输、接入电网、地区经济发展规划、其他设施等因素全面考虑；在选址工作中，应从全局出发，正确处理与相邻农业、林业、牧业、渔业、工矿企业、城市规划、国防设施和人民生活等各方面的关系。

402光伏发电站选址时，应结合电网结构、电力负荷、交通、运输、环境保护要求，出线走廊、地质、地震、地形、水文、气象、占地拆迁、施工以及周围工矿企业对电站的影响等条件，拟订初步方案，通过全面的技术经济比较和经济效益分析，提出论证和评价。

当有多个候选站址时，应提出推荐站址的排序。

条文说明：

402本条是站址选择的基本原则。

403光伏发电站防洪设计应符合下列要求：

1按不同规划容量，光伏发电站的防洪等级和防洪标准应符合表403的规定。

对于站内地面低于上述高水位的区域，应有防洪措施。

防排洪措施宜在首期工程中按规划容量统一规划，分期实施。

2位于海滨的光伏发电站设置防洪堤（或防浪堤）时，其堤顶标高应依据本规范表403中防洪标准（重现期）的要求，应按照重现期为50年波列累计频率1的浪爬高加上05m的安全超高确定。

4.站址选择,3位于江、河、湖旁的光伏发电站设置防洪堤时，其堤顶标高应按本规范表403中防洪标准（重现期）的要求，加05m的安全超高确定；当受风、浪、潮影响较大时，尚应再加重现期为50年的浪爬高。

4在以内涝为主的地区建站并设置防洪堤时，其堤顶标高应按50年一遇的设计内涝水位加05m的安全超高确定；难以确定时，可采用历史最高内涝水位加05m的安全超高确定。

如有排涝设施时，则应按设计内涝水位加05m的安全超高确定。

5对位于山区的光伏发电站，应设防山洪和排山洪的措施，防排设施应按频率为2的山洪设计。

6当站区不设防洪堤时，站区设备基础顶标高和建筑物室外地坪标高不应低于本规范表403中防洪标准（重现期）或50年一遇最高内涝水位的要求。

条文说明：

403如站址外侧已有永久防洪堤，则光伏发电站不需建设防洪堤，但在内涝,4.站址选择,多发地区，站址仍需考虑排内涝措施。

考虑到光伏发电站占地面积较大，若建设防洪堤，会很大地增加工程投资，影响项目的经济性，因此也可使用增加设备基础及建筑物地坪标高的防洪措施。

具体采用哪种措施可根据不同项目特点经经济比较后确定。

防洪堤的设计尚需征得当地水利部门的同意。

404地面光伏发电站站址宜选择在地势平坦的地区或北高南低的坡度地区。

坡屋面光伏发电站的建筑主要朝向宜为南或接近南向，宜避开周边障碍物对光伏组件的遮挡。

405选择站址时，应避开空气经常受悬浮物严重污染的地区。

406选择站址时，应避开危岩、泥石流、岩溶发育、滑坡的地段和发震断裂地带等地质灾害易发区。

407当站址选择在采空区及其影响范围内时，应进行地质灾害危险性评估，综合评价地质灾害危险性的程度，提出建设站址适宜性的评价意见，并应采取相应的防范措施。

408光伏发电站宜建在地震烈度为9度及以下地区。

在地震烈度为9度以上地区建站时，应进行地震安全性评价。

条文说明：

309光伏组件应符合现行国家标准光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：

结构要求GB/T200471idtIEC617301和光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：

实验要求IEC617302的规定，且应符合地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T9535idtIEC61215、地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型,4.站址选择,GB/T18911idtIEC61646和聚光光伏（CPV）组件和装配件设计鉴定和定型IEC62108的规定，并确保满足上述标准所规定的使用条件。

目前针对光伏发电站需要专门认证的设备主要是光伏组件和逆变器，其他设备尚无特殊要求。

408光伏发电站宜建在地震烈度为9度及以下地区。

在地震烈度为9度以上地区建站时，应进行地震安全性评价。

条文说明：

408对站址区域的地震烈度复核及站址地震安全性评价，应由具备相应资质的部门出具专题报告，作为选址的依据。

409光伏发电站站址应避让重点保护的文化遗址，不应设在有开采价值的露天矿藏或地下浅层矿区上。

站址地下深层压有文物、矿藏时，除应取得文物、矿藏有关部门同意的文件外，还应对站址在文物和矿藏开挖后的安全性进行评估。

4010光伏发电站站址选择应利用非可耕地和劣地，不应破坏原有水系，做好植被保护，减少土石方开挖量，并应节约用地，减少房屋拆迁和人口迁移。

条文说明：

4010本条根据合理利用土地、节约用地、避免对自然环境造成重大影响的原则，对站址选择提出的要求。

4011光伏发电站站址选择应考虑电站达到规划容量时接入电力系统的出线走廊。

4.站址选择,4012条件合适时，可在风电场内建设光伏发电站。

条文说明：

4012在风电场内建设光伏发电站时，需要就光伏阵列布置对地面粗糙度的影响、风机塔筒对光伏阵列的遮挡影响等进行综合分析。

5.太阳能资源分析,5.1一般规定5.2参考气象站基本条件和数据采集5.3太阳辐射现场观测站基本要求5.4太阳辐射观测数据验证与分析,5.太阳能资源分析,51一般规定511光伏发电站设计应对站址所在地的区域太阳能资源基本状况进行分析，并对相关的地理条件和气候特征进行适应性分析。

条文说明：

511光伏发电站设计首先需要分析站址所在地区的太阳能资源概况，并对该地区太阳能资源的丰富程度进行初步评价，同时分析相关的地理条件和气候特征，为站址选择和技术方案初步确定提供参考依据。

512当对光伏发电站进行太阳能总辐射量及其变化趋势等太阳能资源分析时，应选择站址所在地附近有太阳辐射长期观测记录的气象站作为参考气象站。

条文说明：

512若站址所在地附近没有长期观测记录太阳辐射的气象站，可选择站址所在地周边较远的多个（两个及以上）具有太阳辐射长期观测记录的气象站作为参考气象站，同时，借助公共气象数据库（包括卫星观测数据）或商业气象（辐射）软件包进行对比分析。

还可收集站址所在地附近基本气象站的各年日照时数与参考气象站的日照时数进行对比分析。

513当利用现场观测数据进行太阳能资源分析时，现场观测数据应连续，且不应少于一年。

514大型光伏发电站建设前期宜先在站址所在地设立太阳辐射现场观测站，现场观测记录的周期不应少于一个完整年。

5.太阳能资源分析,条文说明：

514目前在我国有太阳辐射长期观测记录的气象站只有近百个，实际覆盖面积较小，尤其是在我国西北地区，大多数情况下参考气象站距光伏发电站较远，很难获得站址所在地实际的太阳能辐射状况。

对于中小型光伏发电站而言，由于其规模小，各种影响相对较小，可借助公共气象数据库或其他手段进行粗略的分析推算。

但大型光伏发电站，由于规模较大，辐射资源分析无论是对项目本身的收益还是对接入系统的影响都比较大，因此，项目建设前期宜先在站址所在地设立太阳辐射现场观测站，并进行至少一个完整年的现场观测记录。

5.太阳能资源分析,52参考气象站基本条件和数据采集521参考气象站应具有连续10年以上的太阳辐射长期观测记录。

条文说明：

521在我国西北地区，由于具有连续10年以上太阳辐射长期观测记录的气象站较少，往往距站址最近的参考气象站也都比较远，故当有太阳辐射长期观测记录的气象站距站址较远时，可考虑选择站址周边两个及以上的气象站作为参考气象站。

522参考气象站所在地与光伏发电站站址所在地的气候特征、地理特征应基本一致。

523参考气象站的辐射观测资料与光伏发电站站址现场太阳辐射观测装置的同期辐射观测资料应具有较好的相关性。

524参考的气象站采集的信息应包括下列内容：

1气象站长期观测记录所采用的标准、辐射仪器型号、安装位置、高程、周边环境状况，以及建站以来的站址迁移、辐射设备维护记录、周边环境变动等基本情况和时间。

2最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐小时的观测记录。

3最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值。

4近30年来的多年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、昼间最高气温、昼间最低气温。

5.太阳能资源分析,5近30年来的多年平均风速、多年极大风速及发生时间、主导风向，多年最大冻土深度和积雪厚度，多年年平均降水量和蒸发量。

6近30年来的连续阴雨天数、雷暴日数、冰雹次数、沙尘暴次数、强风次数等灾害性天气情况。

条文说明：

524最近连续10年以上的最近一年至少不早于前年。

3收集最近连续10年的逐年各月最大辐照度平均值的目的是分析站址所在地的光伏发电系统的最大直流和交流输出功率情况，为逆变器、变压器及其他电气设备选型提供参考依据。

46为一般气象资料，如参考气象站距站址较远，则需要收集站址附近气象站的相关数据。

5.太阳能资源分析,53太阳辐射现场观测站基本要求531在光伏发电站站址处宜设置太阳能辐射现场观测站，观测内容应包括总辐射量、直射辐射量、散射辐射量、最大辐照度、气温、湿度、风速、风向等的实测时间序列数据，且应按照现行行业标准地面气象观测规范QX/T55的规定进行安装和实时观测记录。

条文说明：

531现场观测站的观测装置包括日照辐射表、测温探头、风速传感器、风向传感器、控制盒等。

观测装置的安装位置需要视野开阔，且在一年当中日出和日没方位不能有大于5的遮挡物。

532对于按最佳固定倾角布置光伏方阵的大型光伏发电站，宜增设在设计确定的最佳固定倾角面上的日照辐射观测项目。

条文说明：

532增设该观测项目的是为了实时观测光伏组件在最佳固定倾角面受光条件下的太阳总辐射量及变化，便于更好地分析光伏发电系统的运行特性和主要设备的工作状况。

533对于有斜单轴或平单轴跟踪装置的大型光伏发电站，宜增设在设计确定的斜单轴或平单轴跟踪受光面上的日照辐射观测项目。

条文说明：

533增设该观测项目的目的是为了实时观测光伏组件在斜单轴或平单轴跟踪面受光条件下的太阳总辐射量及变化，便于更好地分析光伏发电系统的运行特性和主要设备的工作状况。

5.太阳能资源分析,534对于高倍聚光光伏发电站，应增设法向直接辐射辐照度（DNI）的观测项目。

条文说明：

534增设该观测项目是因为只有法向直接辐射光分量才能实现高倍聚光，实时观测和记录站址所在地的法向直接辐射辐照度（DNI）是进行高倍聚光光伏发电站设计和发电量计算的重要条件。

535现场实时观测数据宜采用有线或无线通信信道直接传送。

5.太阳能资源分析,54太阳辐射观测数据验证与分析541对太阳辐射观测数据应进行完整性检验，观测数据应符合下列要求：

1观测数据的实时观测时间顺序应与预期的时间顺序相同。

2按某时间顺序实时记录的观测数据量应与预期记录的数据量相等。

条文说明：

541实测数据记录时，由于设备故障、断电等原因，有时会出现数据缺测或记录偏差，因此，需进行实测数据完整性检验。

一般来说实测数据完整率应在90以上。

542对太阳辐射观测数据应依据日天文辐射量等进行合理性检验，观测数据应符合下列要求：

1总辐射最大辐照度小于2kW/m2。

2散射辐射数值小于总辐射数值。

3日总辐射量小于可能的日总辐射量，可能的日总辐射量应符合本规范附录A的规定。

条文说明：

542实测数据记录时，由于一些特殊原因，有时会产生不合理的无效数据，因此，需进行实测数据合理性检验。

总辐射最大辐照度一般应小于太阳常数（1367W/m27W/m2），由于云层的作用，观测到的瞬间最大辐照度也可能超过太阳常数，但若大于2kW/m2则可判定该数据无效。

5.太阳能资源分析,543太阳辐射观测数据经完整性和合理性检验后，其中不合理和缺测的数据应进行修正，并补充完整。

其他可供参考的同期记录数据经过分析处理后，可填补无效或缺测的数据，形成完整的长序列观测数据。

条文说明：

543太阳辐射观测数据经完整性和合理性检验后，需要进行数据完整率计算，可按照下列公式进行计算：

若数据完整率较小，且由无其他有效数据补缺，该组数据可视为无效。

缺测数据的填补也可借助其他相关数据，采用插补订正法、线性回归法、相关比值法等进行处理。

544光伏发电站太阳能资源分析宜包括下列内容：

1长时间序列的年总辐射量变化和各月总辐射量年际变化。

210年以上的年总辐射量平均值和月总辐射量平均值。

3最近三年内连续12个月各月辐射量日变化及各月典型日辐射量小时变化。

4总辐射最大辐照度。

5.太阳能资源分析,条文说明：

544在光伏发电站设计中，电站使用年限内的平均年总辐射量是进行电站年发电量计算的主要依据：

总辐射最大辐照度预测是逆变器和电气设备容量选择的依据之一。

545当光伏方阵采用固定倾角、斜单轴、平单轴、斜面垂直单轴或双轴跟踪布置时，应依据电站使用年限内的平均年总辐射量预测值进行固定倾角、斜单轴、平单轴、斜面垂直单轴或双轴跟踪受光面上的平均年总辐射量预测。

条文说明：

545通常参考气象站记录的太阳辐射观测数据是水平布置日照辐射表接受到的数据，以此预测的电站设计使用年限内的平均年总辐射量也是水平日照辐射表的数据。

当光伏方阵采用不同布置方式时，需进行折算。

但这种计算比较复杂，通常可采用软件计算。

目前，国际上比较流行的软件是RetScreen、PVsyst、Meteonorm等。

5.太阳能资源分析,条文说明：

544在光伏发电站设计中，电站使用年限内的平均年总辐射量是进行电站年发电量计算的主要依据：

总辐射最大辐照度预测是逆变器和电气设备容量选择的依据之一。

545当光伏方阵采用固定倾角、斜单轴、平单轴、斜面垂直单轴或双轴跟踪布置时，应依据电站使用年限内的平均年总辐射量预测值进行固定倾角、斜单轴、平单轴、斜面垂直单轴或双轴跟踪受光面上的平均年总辐射量预测。

条文说明：

545通常参考气象站记录的太阳辐射观测数据是水平布置日照辐射表接受到的数据，以此预测的电站设计使用年限内的平均年总辐射量也是水平日照辐射表的数据。

当光伏方阵采用不同布置方式时，需进行折算。

但这种计算比较复杂，通常可采用软件计算。

目前，国际上比较流行的软件是RetScreen、PVsyst、Meteonorm等。

6.1一般规定6.2光伏发电系统分类6.3主要设备选择6.4光伏方阵6.5储能系统6.6发电量计算6.7跟踪系统6.8光伏支架6.9聚光光伏系统,6.光伏发电系统,6.光伏发电系统,61一般规定611大、中型地面光伏发电站的发电系统宜采用多级汇流、分散逆变、集中并网系统；分散逆变后宜就地升压，升压