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    光電建筑一體化工程(電氣)施工實施的理論探析

    來源:光電建筑應用技術專家組  作者:鄭金峰  日期:2010-7-8
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      為了提高光電建筑一體化(電氣)工程的施工質(zhì)量,確保系統(tǒng)的正常運行,對施工工程進行相關的理論剖析和探討。施工過程可分為光電建筑工程(電氣)施工的規(guī)范和標準、施工組織設計、施工圖的繪制、施工項目的實施。
      

      附件1 光伏建筑(電氣)系統(tǒng)一般的計算方法

        1. 根據(jù)建筑設計的雙玻璃組件的形式、規(guī)格、安裝位置及安裝面積。

        2. 根據(jù)實際的安裝面積確定光伏系統(tǒng)總容量。

        3. 根據(jù)系統(tǒng)容量、負荷性質(zhì)及并網(wǎng)電壓確定逆變器的形式及數(shù)量。

        4. 根據(jù)逆變器的額定直流工作電壓及最大功率跟蹤控制范圍,結合雙玻組件的 最大輸出工作電壓確定雙玻璃組件的串聯(lián)數(shù):

        Nn = [Ub/Umax]×θ
        式中,Nn :雙玻組件的串聯(lián)數(shù)(個);

        Ub :逆變器額定直流工作電壓(V);

        Umax:雙玻璃組件最大輸出工作電壓(V);

        θ:根據(jù)當?shù)貧庀髼l件及安裝角度取合適的系數(shù)。

        5. 根據(jù)逆變器的額定容量及串聯(lián)雙玻組件的容量確定雙玻璃組件的并聯(lián)數(shù):

        Np = [Pb/Pmax ×Nn]×θ
        式中,Np :雙玻組件的并聯(lián)數(shù)(個);

        Pb:逆變器額定容量(W);

        Pmax:單塊雙玻璃組件最大輸出功率(W);

        Nn :雙玻璃組件串聯(lián)數(shù)(個);

        θ:根據(jù)當?shù)貧庀髼l件及安裝角度取合適的系數(shù)。

        6. 根據(jù)光伏系統(tǒng)總容量及單臺逆變器額定容量,確定逆變器的個數(shù)
        N = [P總/Pb]×ηb
        式中,N :逆變器的數(shù)量(個);

        P總:光伏系統(tǒng)總容量(W);

        Pb:單臺逆變器額定容量(W);

        ηb :單臺逆變器的有效轉換系數(shù);

        7. 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的最小輸出功率可按如下估算:

        Pmin = PZ×(1-Lod) ×ηb×ηp
        式中,Pmin——并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的最小輸出功率(W);

        Pz——并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的總裝機容量(W);

        Lod——系統(tǒng)直流損耗(%);

        ηb——逆變器的直流/交流轉換效率(%);

        ηp——并網(wǎng)光伏系統(tǒng)組成后效率(%)。

        

    附件2 光電建筑(電氣)系統(tǒng)并網(wǎng)性能需達到指標

        1. 電能質(zhì)量
        1.1 工作電壓和效率
        為了使交流負載正常工作,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的電壓和頻率應與電網(wǎng)相匹配。電網(wǎng)電壓三相為380V,單相為220V,額定頻率為50HZ。

        正常運行時,電網(wǎng)公共連接點(PPC)處的電壓允許偏差應符合GB 123525-2003。 三相電壓的允許偏差為額定電壓的±7%,單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應與電網(wǎng)同步運行。電網(wǎng)額定頻率為50HZ,光伏系統(tǒng)的頻率允許偏差應符合GB/T 15945-1995, 即偏差值允許±0.5 HZ。頻率工作范圍應在49.5 HZ—50.5 HZ之間。

        1.2 電壓波動和閃變
        當光伏系統(tǒng)并網(wǎng)工作時,在電網(wǎng)接口處測量電網(wǎng)電壓的波動和閃變。按照GB 12326-2000規(guī)定進行。

        1.3 電壓和電流畸變率
        并網(wǎng)光伏系統(tǒng)在運行時不應造成電網(wǎng)電壓形成過度的畸變,和/或?qū)е伦⑷腚娋W(wǎng)過度的諧波電流。在5%和100%額定輸出時電流總諧波畸變率限值為5%,由于電壓畸變會導致更嚴重的電流畸變,滿足電流諧波要求的逆變器應視為符合條件,不需要做進一步的電壓諧波測試。

        1.4 功率因數(shù)
        光伏系統(tǒng)的平均功率因數(shù)在50%額定輸出時應不小于0.85,在100%額定輸出時應不小于0.9(對功率因數(shù)的要求不要與GB/T 19939-2005矛盾)。

        1.5 電壓不平衡度(僅對三相輸出做規(guī)定)
        光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運行時,三相電壓不平衡度指標應滿足GB/T 15543-1995規(guī)定,即電網(wǎng)公共連接點(PCC)處的三相電壓允許不平衡度允許值為2%,短時不得超過4%。

        2. 電網(wǎng)保護功能
        2.1 過/欠電壓保護
        當并網(wǎng)光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口處電壓超出規(guī)定電壓范圍時,過/欠電壓保護應在0.2—2秒內(nèi)動作將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。具體要求列于表1.

    表1 異常電壓的響應 

        2.2 過/欠頻率
        當并網(wǎng)光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口處頻率超出規(guī)定的頻率范圍時,過/欠頻率保護應在0.2—2秒內(nèi)動作將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。

        2.3 防孤島效應
        當并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的電網(wǎng)失壓時,必須在規(guī)定的時限內(nèi)將該光伏系
    統(tǒng)與電網(wǎng)斷開,防止出現(xiàn)孤島效應。防孤島效應保護應在2秒內(nèi)動作將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。

        2.4 電網(wǎng)恢復
        由于超限導致光伏系統(tǒng)離網(wǎng)后,光伏系統(tǒng)應保持離網(wǎng),直到電網(wǎng)恢復到允許的電壓和效率范圍后20秒到5min以上才可再并網(wǎng)。

        2.5 短路保護
        光伏系統(tǒng)對電網(wǎng)應設置短路保護,電網(wǎng)短路時,逆變器的過電流應不大于額定電流的150%, 并在0.1秒以內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。

        2.6 逆向功率保護
        對無逆潮流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),應當在供電變壓器的次級(低壓側)加裝逆向電流檢測裝置。當變壓器次級出現(xiàn)光伏系統(tǒng)額定輸出5%的逆向電流時,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應在0.5—2秒內(nèi)停止工作,或?qū)⒐夥到y(tǒng)與電網(wǎng)斷開。

        2.7系統(tǒng)設置與接地
        并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的系統(tǒng)接線和設備配置應符合低壓電力系統(tǒng)設計規(guī)范和太陽能光伏系統(tǒng)的設計規(guī)范。

    并網(wǎng)光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)在聯(lián)接處應有明顯的帶有標志的可視斷開點,應通過變壓器等進行電氣隔離。

        2.8 防雷接地
        太陽電池方陣如建立在屋(樓)頂部,其建筑物必須有可靠的防雷措施(避雷針、接地網(wǎng))。

        2.9 絕緣性能
        2.9.1 絕緣電阻
        太陽電池方陣、接線箱、逆變器、保護裝置的主回路與地(外殼)之間的用DC1000V歐姆表測量絕緣電阻應小于1MΩ。

        2.9.2 絕緣耐壓
        太陽電池方陣、接線箱、逆變器、保護裝置的主回路與地(外殼)之間應能承受AC2000V,1分鐘工頻交流耐壓,無閃絡、無擊穿想象。

        2.10 起動/停止特性
        并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的起動和停止,應符合設計的功率(電壓)值并經(jīng)一定延時確定后動作,防止出現(xiàn)頻繁起動和停止現(xiàn)象。

        2.11 交流電壓跟蹤
        當電網(wǎng)電壓和頻率在設定范圍內(nèi)變化時,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的輸出應可跟蹤電網(wǎng)電壓和頻率的變化,穩(wěn)定運行。交流輸出功率,交流輸出電流(高次諧波),功率因數(shù)應符合設計值。

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