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光電建筑一體化工程(電氣)施工實(shí)施的理論探析

來源:光電建筑應(yīng)用技術(shù)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(yùn)行,對施工工程進(jìn)行相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)、施工組織設(shè)計、施工圖的繪制、施工項(xiàng)目的實(shí)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(shè)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(shí)際的安裝面積確定光伏系統(tǒng)總?cè)萘俊?br>
    3. 根據(jù)系統(tǒng)容量、負(fù)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(jié)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(dāng)?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(dāng)?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?cè)萘考皢闻_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?cè)萘浚╓);

    Pb:單臺逆變器額定容量(W);

    ηb :單臺逆變器的有效轉(zhuǎn)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(jī)容量(W);

    Lod——系統(tǒng)直流損耗(%);

    ηb——逆變器的直流/交流轉(zhuǎn)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(dá)到指標(biāo)

    1. 電能質(zhì)量
    1.1 工作電壓和效率
    為了使交流負(fù)載正常工作,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的電壓和頻率應(yīng)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(yùn)行時,電網(wǎng)公共連接點(diǎn)(PPC)處的電壓允許偏差應(yīng)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(yīng)與電網(wǎng)同步運(yùn)行。電網(wǎng)額定頻率為50HZ,光伏系統(tǒng)的頻率允許偏差應(yīng)符合GB/T 15945-1995, 即偏差值允許±0.5 HZ。頻率工作范圍應(yīng)在49.5 HZ—50.5 HZ之間。

    1.2 電壓波動和閃變
    當(dāng)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(jìn)行。

    1.3 電壓和電流畸變率
    并網(wǎng)光伏系統(tǒng)在運(yùn)行時不應(yīng)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(dǎo)致更嚴(yán)重的電流畸變,滿足電流諧波要求的逆變器應(yīng)視為符合條件,不需要做進(jìn)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(yīng)不小于0.85,在100%額定輸出時應(yīng)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(yùn)行時,三相電壓不平衡度指標(biāo)應(yīng)滿足GB/T 15543-1995規(guī)定,即電網(wǎng)公共連接點(diǎn)(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(hù)功能
    2.1 過/欠電壓保護(hù)
    當(dāng)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(hù)應(yīng)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(yīng) 

    2.2 過/欠頻率
    當(dāng)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(hù)應(yīng)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(yīng)
    當(dāng)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(yīng)。防孤島效應(yīng)保護(hù)應(yīng)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(fù)
    由于超限導(dǎo)致光伏系統(tǒng)離網(wǎng)后,光伏系統(tǒng)應(yīng)保持離網(wǎng),直到電網(wǎng)恢復(fù)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(hù)
    光伏系統(tǒng)對電網(wǎng)應(yīng)設(shè)置短路保護(hù),電網(wǎng)短路時,逆變器的過電流應(yīng)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(hù)
    對無逆潮流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)在供電變壓器的次級(低壓側(cè))加裝逆向電流檢測裝置。當(dāng)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(yīng)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(shè)置與接地
    并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的系統(tǒng)接線和設(shè)備配置應(yīng)符合低壓電力系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范和太陽能光伏系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范。

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)在聯(lián)接處應(yīng)有明顯的帶有標(biāo)志的可視斷開點(diǎn),應(yīng)通過變壓器等進(jìn)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(hù)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(yīng)小于1MΩ。

    2.9.2 絕緣耐壓
    太陽電池方陣、接線箱、逆變器、保護(hù)裝置的主回路與地(外殼)之間應(yīng)能承受AC2000V,1分鐘工頻交流耐壓,無閃絡(luò)、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(yīng)符合設(shè)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(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率在設(shè)定范圍內(nèi)變化時,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的輸出應(yīng)可跟蹤電網(wǎng)電壓和頻率的變化,穩(wěn)定運(yùn)行。交流輸出功率,交流輸出電流(高次諧波),功率因數(shù)應(yīng)符合設(shè)計值。

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