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筑一体化光伏系统电气设计与施工主编单位负责人批准部门中华人民共和国住房和城乡设部批准文号质2015]141号主编单位技术负责人管程主编单位江苏省土木筑学会筑电气专业委员会统一编号GJBT-1335技术审定人殊程洲姊南京市筑设计研究院有限责任公司技术负责人施行日期二0一五年六月一日图集号州达15D202-4目录·直流配电柜电气原理图,······。·。··。·262光伏系统并网技术要求27交流并网柜电气原理图::上丁。。。2220/380V光代并同接入系统方裳,!·光伏发电系统分类·。。。··。·。···。·。·9并网光伏发电系统配电方案·。···。·。···32光伏组件主要电气技术参数独立光伏发电系统配电方案·37光伏组件和筑结合的方式。,。,,。·:,。。13光伏系统电气设备安装筑一体化光伏系统电气设计流程朝导管配线安装。·,,,,···,。,45并网光伏系统方阵设计·电缆槽金安装。······。。46独立光伏系统容量设计。,。·。··。···。·16筑光伏构件接线盒示例·。,。。。47光伏发电系统的效率系数,,。。。。。。·17筑一体化光伏系统防窗设计要求48光伏汇流保护设备设计要求,·18筑一体化光伏发电系统设计案例1~案例3.····50直流线路最小电流值,。。。,·19全国各大域市光伏阵列最佳领角参考值70光伏系统对地绝缘故摩防护要求20光伏系统电力电镜选型示意图。·········7光伏组件安装距离要求21光伏系统直流电缆载流量··7并网逆变器类型选择22常用直流断路琴主要技术参数·75光伏发电监测系统设计要求23相关技术资料:76光伏江流箱电气原理围。·。····。一25目录图集号15D202-4筑素荷网Z.ZC.ET
编制说明1编制依据2编制目的1.1本图集根据住房和城乡设部质函[2013186号文“住房城乡设部本图集的编制,为进一步贯徽国家有关法律、法规和政策,充分利用太阳关于印发《2013年国家筑标准设计编制工作计划》的通知"进行编制,能资源,优化能源结构,立安全的能源供应体系,推广大阳能发电技术的应1.2本图集依据下列标准规范用,特别是大阳能光伏与筑一体化的推广应用,将对我国绿色筑的发展具《光伏发电站设计规范)GB50797-2012有良好的促遗作用,对筑物的节能减持具有十分重要的意义:有利于大阳能《低压配电设计规范)GB50054-2011光伏发电电气设计的规范化、标化,以及保证大阳能光伏发电系统工程的电《筑物防雷设计规范)GB50057-2010气安装质量,规范安装方法,确保其可靠、安全《光伏(PV)系统电网接特性)GB/T20046-2006《光代系统并网技术要求)GB/T19939-20053适用范围《电能质量供电电压偏差)GB/T12325-2008本图集适用于新、欧和扩的筑物一体化光伏发电系统,其蟾出电压《低压熔断器第6部分太阳能光伏系统保护用熔年体的补充要求)等级为交流220/380V.装机容量一搬不超过300kW即的并网或者独立光伏76B扛3539.62015系统的电气设计与游工,容量超过300KWD幽斑筑光伏发电系统工程亦可参考《筑物电气装置第7一712部分特珠装置或场所的要求此图集一?太阳能光伏(PV)电源供电系统)GB/T16895.32-20084主要内容《民用筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ203-20104.1筑光伏发电系统分类及其适用性。《太阳能光伏玻璃暮墙电气设计规范)JGJ/斤365-20154.2筑光伏发电系统主要电气设备介绍。《光优方阵设计要求》IEC/TS62548-20134.3筑光伏发电工程常用电气系统设计1.3当依据的标准规范进行修订或者有新的标准规范出版实施时,本图集与4.4筑光伏发电工程电气设备的有置及安装。现行工程设标准不特的内容、限制或淘汰的技术或产品,视为无效。工程技4.5筑光伏发电工程线路选择及数设术人员在参考使用时,应注意加以区分并应对本图集相关内容进行复核后选4.6筑光伏发电工程设计聚例用。4.7筑光伏发电工程电气设备相关技术资料。编制说明图集号15D202-4筑素付网ZC.ET
术语术语定义太阿能光欣系统solar photovoltaic(P)system剂用光代电光的光伏效应将大阳集射能直接转换成电能的发电系统,筒恭光代系统,光优筑一体化building integrated photovoltoic(BiPV在筑上安袭光伏系统,并通过专门设计,实现光伏系统与筑的度好结合。光价构件PV components工厂模块化预制的,具餐光代发电功能约纯材养或筑构件,包括材型光代构件和替通型光代构件。材型光代构件PV modules os building components无伏电港和筑材料复合在一起,成为不可分制的算材料成筑构件。普速型光伏构件conventional PV components与光代组件想合在一起,维护更换光伏组件时不影响筑功能齿笑粉件,或直接作为算构件曲光伏嫗件。光代电治PV cell特大阳幅射能直接转换度电能齿-种唇件,也淼大阳电池(solar cel),光代想件PV module具有封装及内部联结的、能单丝提供直流电给出的、最小不可分制的光伏电池姐合装置。光代短率PV String在光伏发电系失中,将者干个光伏组件率联后,形成具有一定直诚电输出的电惑单元光优方胖PV array热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围定的支撑结构而构成的直流发电单元,又参光伏阵列,光代坦件领角Py module tilt angle光伏组件所在平面与水平面的夹角。并闲光伏系统grid-connected PV system与公共电同联给的光伏养纯位立光代系统stand---alone Py system手了光代汇流箱PV connecting box在就代发电系镜中将着干个光代组件串并联江淡后接入的装置,公共连接点point of common coupling(PCC)电网中一个以上用户的迷接处。并闲点point of coupling(POC)无伏系统齿检出与公共电网的连接点,光代专用电瑰PV coble具有抗紫外线、耐臭氧、耐酸成和耐高衡温等性能,一数用于光伏系统直流侧的电境,黄黎“光伏电缆”,光价遵变悬PV inverter用于游光优方阵输出的直洗电压和电流转换成交洗电压和电流,并具备最大功率点晟酵功能和保护功能的电气设备。乌教应islanding effect电网失压时,并同光优系统仍保持对失压电网中的某一部分线路意续供电的秋态,降值日频时数peak sunshine hours一段时同内的场展度积分总量相当于幅厦度为1000W/m的光源所持埃题射的时间,其单位为小时(h),安菱客量capacity of installation光伏发电系统中安装的无伏组件的标禁功率之和,计量单位是蜂瓦(W即,年瓦(Wp)watts peak光伏组件成方萍在标准测试条件下,最大输出点的输出功率的单位.最大功率克眼踪moximum power point tracking(MPPT)失时监测光优组件(组奉)的发电电压,并边晾其最高电压电流徵,使系统以最大功率输出,注:本图集术语楠自《民用筑大阳能光优系统应用技术规范)JGJ203-2010和(光伏发电站设计规范》GB50797-2012以及(大阳能光伏袁璃春境电气授计规莞》JGJ/T365-2015.术语图集号15D202-4审树管清宝挖丝校对递炜洲华设计川装州这理筑Z.ZC
筑光伏系统电气设计与施工一般规定1筑光伏发电系统分类及选型1.2光伏发电系统类型选择,应根据筑的电网条件、负荷性质和系统的1.1筑光伏发电系统是在筑围护结构的表面安装光伏组件,利用大阳电运行方式以及商业模式等确定光伏系统的类型。泡的光生伏特效应,将大阳辐射能直接转换成电能的发电系统,光代发电系统2筑光伏发电系统组成及一般设计要求按照不同的分类方式可分为以下几种类型,见表1.2.1筑光伏发电系统一般由光伏方阵、光伏汇流设备(包括光伏江流箱、表1筑光伏发电系统分类直流配电柜和直流电缆等)、逆变器、交流配电柜、储能及控制装置(适用分类方式分类名称备注于带有储能装置的系统)、布线系统及监测系统等设备组成。并网光伏系统按是否接入公共电网的方式2.2筑光伏发电系统容量和光伏方阵设计要求独立光伏系统也称离网光优系统22,1应根据新筑或既有筑的使用功能、筑结构形式等因素,综带有储能装置系统按储能装置的配置合考虑光伏电池特性、发电效率、发电量、电气安全及气候因素等条件下不臀储能装置系统确定光伏组件的类型、规格、数量以及安装位置、安装方式和可供安装的直流系统场地面积。按负荷形式出交流系统22.2采用固定有里的安装型光伏方阵,其最佳倾角应结合所在地的多年支合桃主工云不汇月平均辐照度、直射分量辐照度、就射分量辐照度、风速、雨水、积雪等小型系统装机客量<20kwp<>气侯条件进行设计,最佳领角的选择也与光伏发电系统的商业运营模式以按寒统装机容量大小中型系统20kWp<装机京量<100kwp<>及负载特性相关,一般可采用计算机辅助设计进行组件倾斜角的优化设计。大型系统装机容量>100kWp根据不同商业运营模式,并网光伏发电系统如采用发电量全颜上网的并网光伏系统按允许通过说流光伏系统方式,即需获得全年最大发电量,组件的安装倾角宜使受照面上受到的全上级支压悬肉主电同年辐照量最大:如自发自用,则其领角应使得发电时段和负载特性相匹配。绩电的方式非逆流光伏系统独立光伏发电系统一般需要配置适当容量的储能装置,系统应在满足并网光代系统按其电网侧并网系统并网点位于公共电网系统供电率要求、系统综合造价最低的前提下,确定光伏代方阵功率和蓄电接入并网点的位置用户侧并网系统并网在位于用户计曼电表的负线侧池容量的合理搭配,即同时满足可家性和经济性要求。对于全年均衡性负全频上同(统购统储)栽独立光伏系统的方阵倾角宜使辐射最小月的方阵受照面上辐照量最大化按商业运管模式自发自用,余量上周非均衡性负载独立光伏系统的方阵领角宜侧重考虑使负载用电较大期间的自发自用受题面辐照量最大化,注:系统装机容量大小分类系俄易《民用其太阳能光优系统应用技术规范》JGJ203-20102.2.3光伏组件的方位角一殼宜面向正南,为避免遮挡等特定安装条件的分类标准,适用于筑一体化光代发电系统的设观模,不阀于电力等其他行业的分类标准.筑光伏系统电气设计与施工一般规定图集号15D202-4审树李英英任安校对潢韩湖中设计川装州这理筑素荷网Z..ET
也可在正南±20内澜整设计:对于光伏玻璃幕墙等发电系统,若组件安装2.4,4逆变器允许的最大直流输入电压和功率应不小于其对应光代方阵的面积不足,也可将组件布置在东、西方向。最高输出电压和最大输出功率。22.4同一方阵内,光伏组件电性能参数宜一致,同一组串内,光伏组件2.4.5并网逆变器输出电能质量和并网保护功能应满足相关并网技术要求。的短路电流和最大工作点电流的离散性允许偏差为±3%:有并联关系的各2.4.6为防止电击危险,大中型光伏系统以及采用正极或负极功能性接地组串问,总开路电压和最大功率点电压的离数性允许偏差为±2%,的光伏系统,应采用带隔离变压器的隔离型逆变器。2.3光伏江流设备设计选型要求2.5储能系统及控制器配置要求2.3.1光伏组串的输出应经光伏汇流箱就近汇流,当光伏组率数量较多时2.5.1独立系统应配置储能装置并满足向负载提供持续、稳定电能的要求,可采用两级或多级江流,汇流箱所接回路数不能超过设备允许的数量,一般并网系统可根据用户需球配置储能装置的容量。不超过16路,多个汇流箱的输出宜由直流配电柜进行总汇流后接入逆变器。2.5.2宜选用循环寿命长、充效电效率高、自放电小等性能优越的储能电2.3.2光伏汇流箱输出应设置具有隔离功能的开关电器,直流配电柜的每池;宜选用大容量单体储能电池,减少并联数:储能电池串并联使用时,应个配电单元的输入应经隔离电器接至汇流母排,直流配电柜的输出应设置隔由同型号、同容量、同制造厂的产品组成,其性能应具有一致性。离开关或适用于隔离的断路器2.5.3储能电池的容量应在方阵倾斜面日辐冠量的一定变化范围内能储存2.3.3安装位置应便于操华检修,宜选纳于频的场形改置在室外满足负拔用电所瓷的电能,著电池容置的议计应综合考虑蓄电池设计寿命、时,应具有防水、防腐、防紫外线措施,且其外壳防护等级不应低于P54:负荷情况、领斜面帮照的不均衡度、光伏系统功率、系统效率等因素。对于具有保护和坠测功能的光伏汇流箱,其外壳防护等级宜为1P65。蓄电池使用温度偏离标准温度较大时,应根搭温度适当调整蓄电泡设计容量。2.4光伏逆变器配置要求2.5,4储能电池一般采用铅酸电池、磷酸亚铁锂电池等。铅酸电池技术成2.4.1并网逆变塞的总额定功率应根据光伏组件的安装容量确定。熟、价格低,但使用寿命较短。磷酸亚铁锂电池单位价格高,但寿命较长。2.4.2离网逆变器的总额定功率应根据负载功率和性质确定,应满足最大2.5.5储能系统控制悬应根据系统功率、电压、方阵回路数、蓄电池组数负载条件下设备对电功率的要求,避免过载运行,对于感性负载(如电动机等确定,其系统电压与蓄电池的电压应一致,最大输入电流应满是光伏方阵等),离网逆交器颜定容量应结合感性负载启动容量及所占比重等确定。的电流,控制器的输出电流应满足负载要求。控制器应具有短路保护、过负2.4.3逆变晷的功率和台数与光代方阵的布置有关.为保证逆变毒MPPT荷保护、过充(效)保护、欠(过)压保护、反向放电保护、极性反接保护功能达到其最佳效果,接入逆变悬的光伏方阵或光伏组串应具有相同的规格及防雷保护等功能,必要时可具备温度补偿、数据采集和通信功能。和朝向,不同朝向、不同规格的光优方阵或光伏组串应接入不同逆变器或逆2.5.6独立光伏发电系统应根据容量、种类设置袋立的储能电池存效装置变登的不同MPPT输入回路。及场所或设置蓄电池室。蓄电池室应布置在无高温、无海湿、无叛动、少灰筑光伏系统电气设计与施工一般规定15D202-4树李英姿安校对漱炜河中设计川楚州这筑素付网ZC.ET
尘、避免阳光直射的场所。重要性等综合考虑,对高层筑以及重要公共场所等防火要求高的筑物,2.6光伏发电系统并网要求应采用低烟、低卤或无卤的阻燃电缆。2.6.1应结合电网规划、用电负荷分布和分布式电源规划,按照就近分散2.73为避免直流电缆因绝缘破坏面导致绝缘故摩,应选用加强绝缘或双重接入,就地平衡消纳的原则进行设计。绝缘电缆。光伏组件连接电缆应选用经过有关标准认证的光伏专用电缆,2.6.2并网逆变器的输出应经交流配电柜或专用并网低压开关柜并网,不2.7.4系统额定功率状态下,光伏系统直流侧的线路电压降应不大于3%,应直接接入电网。光代系统应在与电网或负载连接的交流配电柜中设置具有2.7.5信号线缆,包括控制电缆与通信线缆,其布线及接应符合现行国家隔离、保护、控制和监测功能的并网总新路器。逆变暴、交流配电柜与并网标准《综合布线系统工程设计规范》GB50311中的规定,信号电缆应采总断路是之间不应接入负载,否则将无法有效保护负载及设备,用屏蔽线,室外戴设的信号线缆应采用室外型电缆或采取相应的防紫外辐射2.6.3光伏系统向交流负载或向电网供电的质量应受控,当电能质量出现和防水等防护措施。偏离标准的越限状况,光伏系统应能检测到偏差并将其与电网安全新开,2.8监测系统设计要求2.6,4光伏发电系统应在每个并网点和关计量点分别设置电能计量装置28.1大型光伏系统宜设置监测系统,中小型系统可根据用户需求配置监并网点位于关计量点处时,可仅设置一套关电觉计量装里。一系统。监测系统由数据采集系统和数据传输系统组成。监测系统应采用开放2.6.5光伏系统应根当力部阳的要未配相应的装角定的通信协议和桥准通信接,通信方式、传输通道和信息传输。28.2监测系统应能监测、记录及保存以下参数:2.6.6中型或大型光伏系统宜设置独立控制机房,机房内可设置配电柜、仪1)太阳总辐射、环境温度、湿度、风力、光伏组件温度等环境参数:表柜、逆变器、监视器及储能电池(限于带有储能装置系统)等设备。2)直流侧电压、电流和功率等:2.7布线系统设计要求3)交流侧的电压、电流、功率、频率和发电量、电能质量等:2.7.1交流电缆的选择应按照电压等级、持续工作电流、短路热稳定性、4)涉及的全部开关量:包括与斯路器相关的程控、报警等信号开关量允许电压降以及数设环境条件等因素进行选型。电缆导体材质,绝缘类型。2.9防雷与接地绝缘水平、护层类型、导体截面等应符合现行国家标准《电力工程电缆设计2.9,1筑一体化光伏系统属于筑物的一部分,其防留分类应与筑物防规范》GB50217的规定.雷类别一致,其设计应符合国家标准《筑物防雷设计规范》GB500572.7.2直流电线的颜定电压,应大于光伏方阵最高输出电压:寡在室外的相关规定。的直流电缆应抗紫外线辐射,或数设在抗紫外线辐射的导管中:直流电缆应2.9.2新筑的光伏系统防围和接地应与筑物的防雷和接地系统统为阻燃电缆,阻燃等级及发烟特性应根据筑的类别、人流密度及筑物的设置,接地电阻值应满足各电气系统最小值,在既有筑增设光伏系统时,筑光伏系统电气设计与施工一般规定图巢号15D202-4神树李英姿红安校对漫炜洲站设计州装州法筑素付网ZC.ET
应对筑幽原有防雷和接地设计进行险证,不满足设计要求时应进行政造。侧和逆交寻侧均有明显新开点。2.9.3光伏系统应采取直击留防护措芯,可利用光伏组件的金属边框作为3.4逆凌装置安装接闪器,充分利用筑物内部铜筋和组件金属支撑结构等作为自然引下线,3.4.1逆变赛安装前应检查安装场所条件、预理件及预留孔位置和尺寸等是利用筑物基础钢筋作为自然接地体,系统支撑结构应和接地装置多点连接。否符合设计要求,运输及就位的机具应准备就绪,并满足荷载条件。2.9.4光伏系统应采取雷击电磁脉冲防护措落,综合运用防雷等电位连接、3.4.2采用型朝基础安装的逆变器,型钢基础项部宜高出抹平地面10mm,屏藏、合理布线和设置电涌保护器等措施,防止闪电电涌侵入和闪电感应对并应可靠接地。光伏电气系统和电子信息系统造成损害。3.4.3采用壁挂安装的逆变器,塘体必须具备承重能力和防火性能2.9.5光伏系统交流配电接地型式应与所在筑配电系统接地型式相一致。3.4.4逆变器交、直流侧电缆接线前应检查电缆绝缘校对电缆相序和授性。3筑光伏电气系统的施工和安装3.4.5逆变器直流侧电缆接线前必须确认汇流箱侧有明显新开点,以隔离江3.1筑光伏电气系统的施工应符合现行国家标准《筑电气工程施工质流箱侧直流电压。量验收规范》GB50303的规定。3.4.6电缆接引完毕后,逆变器本体的预留孔洞及电缆管应做防火封堵。3.2光伏短件安装3.4,7逆支器的安装使用环境应满足对通风、湿度、屏蔽、电磁干扰等的要3.2.1光伏组件在筑表上的安装微法可参兄国家标准图华0U908.5U.NE《筑太阳能光伏系统设计与安装》和相关专亚的要求。3.5电气设备安装3.2.2光伏组件进行组串连接后应对光伏组串的开路电压和短略路电流进行3.5.1低压电器的安装应符合现行国家标唯《电气装置安装工程低压电器测试,施工及验收规范》GB50254的相关规定,3.2.3为保证人身安全,严禁在雨中进行组串的连线工作:在组件安装过3.5.2带储能装置的光伏系统,其储能蓄电池的安装应符合现行国家标准程中禁止触摸组件的金属带电部位。《电气装置安装工程蓄电池莞工及验收规范》GB50172的相关规定,3.3汇流箱安装蓄电池的上方和周图不得堆放杂物,并应保摩蓄电池的正常通风,防止蓄电3.3.1汇流箱安装前应检查箱内元件及连线是否破损和松动,为保证后续池两极短路。室内地面荷载应满足蓄电池组安装承载要求。安装和接线安全,应新开箱内全部开关和熔断器。3.6电气二次系统安装3.3.2汇流箱安装垂直偏差应小于1.5mm,支架和固定螺栓应为防锈件.3.6.1二次设备、箱、柜安装除应符合现行国家标准《电气装置安装工程3.3.3为防止安装过程中组串直流电压进入汇流箱以及其他组串的电流经查、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171的相关规定外,还应逆变器逆流到汇流箱,汇流箱内光伏组串的电缆在接引前,应确认光伏组件符合设计要求。筑光伏系统电气设计与施工一般规定图集号15D202-4申树李英类乐校对递炜湖华设计州装州这7筑素付网ZC.ET
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