DB51∕T 2673-2020 山丘区光伏低压滴灌系统技术规程(四川省).pdf

ICS 65.060.35 B 90 DB51 四EE, 省山巳TE，万标准D851/T 2673-2020 丘陵山地光伏低压滴灌系统技术规程2020 - 4 -15发布2020 - 6 -1实施四川省市场监督管理局发布DB51/T 2673-2020 目次前言.lll范围.1 2规范性引用文件.13术语和定义.14光伏低压滴灌系统设计.25光伏低压滴灌系统技术要求.66光伏低压滴灌系统的建设、运行与维护.8DB51/T 2673-2020 II 目IJ1=1 本标准按照GB/T1. 1 -2009的规定进行编写。本标准由四川省农业农村厅提出、归口并解释。本标准由四川省市场监督管理局批准。本标准起草单位:四川大学、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所本规范起草人:崔宁粤、龚道枝、赵璐、郝卫平、梅旭荣、毛丽丽、唐大华、未彬、李仁笑、赵和锋、吴宗俊、冯禹、宋培、姜守政、孙树仙、民丰色。DB51/T 2673-2020 丘陵山地光伏低压滴灌系统技术规程1 范围本标准规定了丘陵山地光伏低压滴灌系统的术语和定义、技术要求以及建设、运行与维护。本标准适用于丘陵山地以太阳能光伏阵列提供动力的低压滴灌系统。2 规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可缺少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的号|用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB厅4208外壳防护等级(Jp代码)GB 5084 农田灌溉水质标准GB厅5103水利泵站施工及验收规范GB 5226.1机械电气安全机械电气设备GB厅6495.3光伏器件GB/T 9535地面用晶体硅光伏阵列组件一设计鉴定和定型GB/T 18911地面用薄膜光伏阵列组件一设计鉴定和定型GB/T 21031节水灌溉设备现场验收规程GB 50009建筑结构荷载规范GB 50057建筑物防雷设计规范GB/T 50363节水灌溉工程技术标准GB/T 50485微灌工程技术规范GB/T 50769节7(i-t:ifj1工程验收规范GB/T 50796光伏发电工程验收规范GB 50797光伏发电站设计规范NB/T 32017太阳能光伏水泵系统NB/T 32021太阳能光伏滴灌系统DB 511T 989小型泵站施工规程DB 51fT 990小型泵站设计规程SL 540光伏提水工程技术规范3 术语和定义标准GB50797、GB/T50485和NB厅32017中的光伏控制装置、首部枢纽、光伏阵列与光伏水泵系统的定义和术语适用于本标准。3. 1 光伏发电系统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。DB51/T 2673-2020 3. 2 低压滴灌系统工作压力低于30m的滴灌系统，主要由首部枢纽、输配水管网、滴j瞿管(带)、灌水器、闸阀及接头配件等部件组成。3. 3 光伏低压滴灌系统利用太阳能光伏阵列提供驱动力的低压滴灌系统，由光伏发电系统和低压滴灌系统两部分组成，主要构成见图10根据储能方式的不同，可分为直驱型光伏低压滴灌系统、蓄水型光伏低压滴灌系统、蓄电型光伏低压滴灌系统和复合型光伏低压滴灌系统O3.3.1直驱型光伏低压滴灌系统在地形、天气和水源等允许条件下，无需配备蓄电及蓄水设施，由光伏发电系统直接提供动力的低压滴灌系统O3.3.2蓄水型光伏低压滴灌系统利用光伏发电系统提供动力从水源抽水至蓄水设施后，灌溉时段由蓄水设施供水的低压滴灌系统。3.3.3蓄电型光伏低压滴灌系统利用蓄电设施，灌溉时段由蓄电设施提供系统所需功率的低压滴灌系统。3.3.4复合型光伏低压滴灌系统利用直驱型、蓄水型和蓄电型光伏低压滴灌系统中的两种或两种以上方式组合的低压滴灌系统。直驰刑土蓄水刷刷-lll由出-EL林当一一帆山-ZE叫-CJL原县巳圳一脚丁山源Ud-水E-叫一现旦-3、i工1/-f夕r自=础，J77阵一工万/i-/一飞明一，、ht1、l光伏发电系统氏l*向1#系统图1丘陵山地光伏低压滴灌系统4 光伏低压滴灌系统设计4.1 直驱型光伏低压滴灌系统设计内容包括低压滴灌系统和光伏发电系统两部分。4.1.1低压滴灌系统设计2 a)最大净灌水定额宜按下列公式计算:mnwx = 0.001严;p()nwx -nJ m叫3叩Y式中m1m阳max咀四1aX目肌予x一最大净j灌瞿水定额(咄mm): y 土壤容重(g/cm3)z一土壤计划湿润土层深度(cm)p一设计土壤湿润比(0/0); 。max一适宜土壤含水率上限(重量百分比)(0/0); min一适宜土壤含水率下限(重量百分比)(0/0); hax一适宜土壤含水率上限(体积百分比)(0/0); ;11n 适宜土壤含水率下限(体积百分比)(0/0)。b)设计灌水周期宜按下列公式计算:DB51/T 2673-2020 (4.1.1-1 ) (4.1.1-2) T:Tmax (4.1.1-3) 马ax乓坐(4.1.1-4 ) 式中T一设计灌水周期(d); Tmax 最大灌水周期(d); 一设计供水强度(mm/d)。c)设计灌水定额宜按下列公式计算:式中md一设计i争灌水定额(mm)m一设计毛屉水定额(mm)a mi=T-1 m， m一一 q一灌溉水利用系数，滴di系统不应低于0.90(4.1.1-5) (4.1.1-6) 根据系统灌溉面积、种植作物种类及管理方式等不同，确定采用轮灌或续灌方式，并选择适宜的灌水器。d)一次灌水延续时间应按下列公式计算:对于ns个灌水器绕作物灌水时，式中一一次灌水延续时间(h); Se 灌水器问距(m)Sj一毛管问距(m)Sr 作物行lti(m) mS S t=一一，, qd mS_S. I二一一一-nsqd (4.1.1-7) (4.1.1-8 ) 3 DB51/T 2673-2020 St 作物株距(m)qd-瞿水器设计流量CLlh)ns 每株作物的灌水器个数。当采用轮灌设计时，根据设计灌水周期、一次灌水延续时间及灌面实际情况，对灌水小区及轮i瞿组进行合理划分。若采用智能(自动)灌溉，1瞿水小区及轮灌组可采用分散式布置，减小系统管道投资:若人工启闭阀门，灌溉小区及同一轮灌组可采用集中式布置，方便操作及管理维护。灌水小区及同一轮灌组流量偏差率应满足GB/T50485的规定。确定滴灌系统管道布置方式与轮(续)灌组划分后，需对系统进行水力设计，水力设计应满足GB/T50485规范要求。e)滴灌系统设计流量应按下列公式计算:d-o q-o nom Q (4.1.1-9) 式中:Q一系统设计流量(m3/h)no一同时工作灌水器个数。O商灌系统设计水头应按下列公式计算:H二Zp-Zb + ho + IA + I hJ (4.1.1-10) 式中H一系统设计水头(m)Zp一典型灌水小区管网进口商程(m)Zb 水源设计水位(m)ho一典型灌水小区进口设计水头(m)三;何一系统进口至典型灌水小区进口的管道沿程水头损失(含首部枢纽沿程水头损失)(m); 三Jh一系统进口至典型灌水小区进口的管道局部水头损失(含首部枢纽局部水头损失)(m)。4.1.2光伏发电系统设计根据低压滴灌系统设计流圭和设计水头，结合光伏低压滴灌系统其他设施(如照明、监控设施等)的功率需求，进行光伏发电系统设扣。a)光伏阵列选型应选择转换效率高、生产效率高、稳定性好，占地面积小的光伏阵列。b)光伏阵列容量确定光伏阵列峰值有效功率应按下列公式计算:N=土kpgQE3.6 (4.1.2-1 ) 式中Ne一峰值有效功率(W); g 重力加速度(m/s2)一水的密度(kg/m3)k-在明、监控设施等所需功率系数，建议取值为1.051.1 0 光伏低压滴灌系统水泵机组峰值功率应按下列公式计算:N N一一e kJk2k3 式中Nw水泵机组峰值功率(W); (4.1.2-2) 4 DB51/T 2673-2020 kl一水泵机组流量修正系数，系统流量不大于2m3/h时，kl=O.70:系统流量为2旷/h5m3/h时，kl=O.75:系统流量为5m3/h10旷/h时，kl=O.80:系统流量大于10旷/h时，kl=O.85: k2一水泵机组类型修正系数，对于离，中泵，流量小于5m3/h时，k2=O.70O.85:流量不小于5m3/h时，k2=O.85O.95:对于容积泵，流量小于5旷/h时，k2=O.65O.75:流量不小于5旷/h时，k2=O. 75O.85: kl-7k泵机组类型修正系数，对于直流水泵机组，k3=O.80O.90:对于交流水泵机组，k3=O.70O.80o 光伏阵列容量应按下列公式计算:N = k4kSNw (4.1.2-3 ) 式中N一光伏阵列容量(W); k4一太阳能资源修正系数，当年均太阳能资源小于1160kW.h/m2时，k4=O.60;当年均太阳能资源为1160kW.h/m21400kW.h/m2时，k4=O.70;当年均太阳能资源为1400kW.h/m21740kW.h/m2时，k4=O.80;当年均太阳能资源不小于1740kW.h/m2时，k4=O.90; ks一光伏阵列跟踪太阳方式修正系数，当光伏阵列采用固定式时，ks=1.00;当采用单轴跟踪式时，际=1.1O1.15;当采用双轴跟踪式时，际=1.171.22。c)倾斜光伏阵列表面太阳能总辐射量计算太阳能总辐射量计算时，需将太阳能总辐射量换算成光伏阵列倾斜面的总辐射量计算发电量。对于固定倾角安装的光伏阵列，所接收的太阳能总辐射量与倾角有关，计算经验公式为:in(a+) 马=Sxsm九m+D式中Rp一倾斜光伏阵列面上太阳能总辐射量(MJ/m2)S一水平面上太阳直接辐射量CMJ/m2)D一散射辐射量(MJ/m2)一中午时分太阳高度角C0) ; 一光伏阵列倾角(0)。4. 2 蓄水型光伏低压滴渥系统为满足光伏低压滴灌系统正常运行.以下情况可配置适宜蓄水设施(一般为蓄水池): (4.1.2-4) a)灌溉区域地形高差较大时，可在合适位置配置蓄水设施，蓄水设施可在非灌溉时段蓄水，既有利于降低系统在灌溉时段对首音1日功率要求，又兼起i周压作用。b)当灌11lk源在E供水量与供水时间上无法满足系统需求，需配套蓄水设施进行调蓄。c)因地形、气候等原因导致光伏发电系统功率无法满足系统需求，可配套蓄水设施。蓄水型光伏低压滴灌系统配套蓄水设施的容积及建设位置的确定，需综合考虑低压滴灌系统所需流量、光伏发电系统可供流量、地形条件等因素。4. 3 蓄电型光伏低压滴灌系统为满足光伏低压滴灌系统正常运行，以下情况可配置适宜蓄电设施(光伏专用蓄电池): a)低压滴灌系统日运行时间较长，灌溉时段内光伏发电系统无法满足低压滴灌系统所需功率。b)低压滴灌系统所需功率较大，光伏发电系统无法满足其正常运行。c)因现场地形、气候、日照时数等因素无法采用直驱型光伏低压滴灌系统。蓄电型光伏低压滴灌系统设计时，需要综合考虑电池容量、供能效率和系统总功率需求等因素。5 DB51/T 2673-2020 4.4 复合型光伏低压滴灌系统光伏低压滴灌系统设计，需结合现场实际情况对光伏发电系统供电功率、低压滴灌系统所需功率、低压滴灌系统所需流量与蓄水设施供水流量等因素综合分析，必要时同时采用两种或两种以上方式组合形成适宜的复合型光伏低压滴灌系统。5 光伏低压滴灌系统技术要求5. 1 光伏低压滴灌系统运行环境a)环境温度40C450Cob)相对湿度:不宜大于90%C250C:I:50C)。c)海拔:不宜高于2000m，高于2000m应采取阵容措施，且符合NB/T32021的规定。d)全年日照时数和太阳总辐射量应符合SL540的规定。5. 2 光伏低压滴灌系统基本要求5工l低压滴灌系统a)系统总体配置方案应根据灌溉面积、地形地貌、土填类型、作物种类、水源条件、气候条件及地质条件等情况综合分析合理规划设计。b)系统供水水源及其水量、水质应符合GB5084的规定。c)系统若提供施肥和施药功能，应依据水质参数、作物种类和病虫害种类合理选择肥料和农药品种，并优化配比和剂量。d)系统配置水泵应按照不同流量、水头、使用条件及海拔等因素，选择适宜泵型。e)根据不同地形条件、系统设计流量及设计水头等因素，选择适宜的灌水器。f)系统应配置符合国家标准的水量计量装置。5工2光伏发电系统a)太阳能电池阵歹iJ的输出总功率应满足低压滴灌系统正常运行需求，应满足控制装置、水泵机组和传输线路所消耗总功率需求。b)系统应配置符合国家标准的发电装置。c)系统各部件的外露表面应平型、光沽，镀(涂)层应无脱落、无腐蚀、无划痕。d)系统焊接件的焊缝应均匀、牢固，不得有虚焊等缺陷。e)系统各部件的连接应牢固可靠，各运动件装自己后向转动灵活，不应有异响。f)系统装配前应核对各部件是否符合规范要求，衍合要求万可进行装配。5. 3 各组成部件要求5.3.1 光伏阵列5.3.1.1光伏阵列的额定输出功率应符合GB/T6495.3的规定。5.3.1.2晶体硅、薄膜太阳电池阵列的技术性能应分别符合GB/T9535、GB/T18911的规定。5.3.1.3光伏阵列支架应满足以下要求:6 a)支架结构强度应满足GB50009的规定。b)支架应由能满足使用要求的材料制造。c)支架制作完成后应对外表面进行防腐处理。DB51/T 2673-2020 d)薄膜太阳能光伏阵列，应在支撑构件与薄膜太阳能光伏阵列之间设置防震、防机械损伤材料。5.3.1.4应根据地形和高程，对光伏阵列的安装方位及最佳倾角进行优化设计，避免光伏阵列受高大物体遮挡，提高太阳能利用率。5.3.1.5光伏系统中，同一控制器或逆变器接入的太阳能阵列的电压、安装倾角、方向应当保持一致。5.3.1.6根据低压滴灌系统额定用电功率，光伏发电系统的光伏阵列组合优化设计，并应符合GB50797 的规定。5.3.2 光伏控制装置5.3工l控制装置应根据当地日照条件，实现自动开关机。5.3工2当光伏水泵发生空转、培转或水源水位低于设定的最低进水位、蓄水池水位高于设定的最高水位时，控制装置应能控制电机和水泵停机:故障排除后能恢复正常工作。5.3工3控制装置应具有短路、过流、输入欠压、输入过压、输入反接及防雷等保护功能05.3工4逆变器应当具有过流、短路和保护功能，故障排除后能恢复正常工作。5.3工5主变器输出三相线电压的不平衡度不超过5%。5.3工6逆变器应具有过载保护功能，当输出功率为1.2倍最大允许功率且维持120s或者1.4倍最大允许功率且维持1s3s时，能在0.1s内停机，并打开警示信号:故障消失后能恢复正常工作。5.3工7逆变器不同负荷等级下工作时间应符合NB/T32017的规定。5.3.3 蓄水池与光伏蓄电池5.3.3.1蓄水;也a)根据低压滴灌系统需水量计算蓄水池的容积，保证蓄水池能满足低压滴灌系统供水需求并满足GBrr 50485的规定。b)考虑低压滴灌系统的正常工作压力要求，依据蓄水池容积，合理设计蓄水池形状、结构尺寸和底部高程，保证低压滴灌系统在无电供应条件下能依靠重力作用正常灌溉。5.3.3.2光伏蓄电池a)根据当地连续无(弱)光照天数计算光伏蓄电池的容量，保证光伏蓄电;也能向低压滴灌系统连续供电。b)光伏蓄电池应选用工作范围大、充放电性能稳定、维护少、年衰减率长的蓄电池。c)光伏蓄电池组的串并联方式应结合太阳能光伏阵列发电特性和低压滴灌系统的耗电功率进行优化设计，以保证低压滴灌系统额定工作电压、电流和功率的匹配。5.3.4 光伏水泵系统5.3.4.1根据低压滴灌系统设计流量和水头，选择适合的水王飞机组，应符合GB/T50485的规定。5.3.4.2光伏水泵系统启动功率(扬水阔值)应满足NB厅J2017的制走。5.3.4.3首部枢纽在运转过程中应平稳，无异响。5.3.4.4边用与逆变器匹配的电机。5.3.5 首部枢纽和管网5.3.5.1组成首部枢纽的相关部件应符合相关标准的要求。a)输水主管道应符合DB51/T990和DB51/T989的规定。b)泵房的设计、建造应符合DB51/T990和DB51/T989的规定，因地制宜建造单层平顶机房。c)水工构筑物的抗震能力和防洪标准应符合DB51/T990的规定。5.3.5.2灌溉管网的干、支、毛管及阀门均应符合相关的标准要求，管网承压应符合GB/T50485的规定。7 DB51/T 2673-2020 5.3 .5.3管网水力设计应符合GB/T50485的规定。5.3 .5.4灌水器应符合GB/T50485的规定，流量不应大于12L1h，灌水器制造偏差系数应小于0.07，灌水器的流量不应形成地表径流。5.3.5.5灌水器应具有压力补偿功能，能适应丘陵山地相对高差6m10m的地形起伏。5.4 光伏系统整体性能和安全要求5.4.1光伏系统的输出功率应满足低压滴灌系统设计流量、水头、效率及灌水器实际工作压力的要求。5.4 .2晶体硅、薄膜太阳能光伏阵列的绝缘性能应分别符合GB/T9535、GB/T18911的规定。5.4.3相关的电气设备安全应当符合GB5226.1的规定。5.4.4系统防雷接地装置符合GB50057的规定。5.4.5系统各部件涉及人身安全的位置，应有防护措施和安全警示标志。5.4 .6系统装置的外壳防护应符合GB/T4208的规定。5.4 .7其它安全要求应符合DB51/T990的规定。6 光伏低压滴灌系统的建设、运行与维护。1建设6.1.1工程建设应按国家现行相关标准的规定。6.1.2施工中应执行机械、电气设备安全生产的有关标准规定。6.1.3设备的安装条件应符合设计要求。6.1.4设备及材料进入现场前，应检查验收是否合格。6. 2 运行与维护6工l设备安装、调试应按现行相关标准的规定执行。6工2设备及附件的机械和电气性能应进行全面检查、测试和试验。6工3按照设计文件和相关技术规范，对设备进行有序、完整的安装，并注重防富、防火、防洪、防地质灾害、防风灾等防护措施。6工4设备支座及支架应安装牢固，确保与设备联成整体，支架需做防锈处理。6工5系统安装结束后，应按照现行相关标准的规定和设计要求，进行系统调试和性能测试;调试完成后，应提供系统的安装调试报告。6工6根据工程系统布置，运行系统，检查系统运行的可靠性和准确性。6.2.7系统安装布置应美观并方便维护。8