上海市民用建筑太阳能.pdf

上海市民用建筑太阳能 光伏应用技术规程简介 1规程儡制的 为在上海利用光伏发电来推动建筑节能、节能 减排提供技术支撑。为在上海推广“十万个太阳能屋顶计划”提供 技术保障。为全国实行“千万个（甚至亿万个）太阳能屋 顶计划”提供技术积累。规程编制过程（一）2 005年9月14日，上海市政府发布本市开 发利用太阳能行动计划（简称三年行动计 划），明确了上海市三年内要建设与建筑结合 的5MW光伏电站。2 005年12月，在世界自然基金会资助下，在 上海市经委、发改委、科委、建委支持下，上 海交大完成了上海市十万个太阳能屋顶（工 程）计划预可研报告。2 006年，上海市建交委下达2 006年本市工 程建设地方规范制订、修订计划，在市建委、市发改委、市科委领导下成立了上海市民 f建筑太阳能应用技术规展，究伏发电系麋身 册）编制组。规程编制过程r二）2 007年完成送审稿。2 008年6月完成报批稿。2 008年11月上海市城乡建设和交通委员会 文件（沪建交2 008 981号）批准发布。2 009年2月1日起实施。4民用建筑太阳能应用技术规范 r光伏发电系统分遍）主编单位：上海交通大学、上海市电力公司、上海电力设 计院有限公司参编单位：上海太阳能工程技术研究中心、上海太阳能科 技有限公司、上海交大泰阳绿色能源有限公司、上海林洋太阳能科技有限公司、上海电气太 阳能有限公司、尚德（上海）太阳能电力控股 有限公司批准单位：上海市城乡建设和交通委员会批准日期：2008年11月24日批准编号：DG/TJ08-2004B-2008施行日期：2009年2月1日民用建筑太阳能应用技术规范 r光伏发电系统分遍）宗 旨规程结合建筑设计建造的全过程和光伏发电系 统的规划设计、系统接入、施工安装、质量验 收及运行维护等内容进行编制。旨在推动上海市太阳能光伏发电系统与建筑一体化的进程，为该系统的设计、施工和使用提 供技术支持。6民用定筑太阳能系统应用技术规程 r光伏发电余统分册）立要幸节一共12章207条 20kW 4 00kW餐用于民用建筑安装4型光伏发电系 统总装机容量 4 00kW根据建筑物环境条件确 定，适用于公共建筑安 壮15民用建筑太阳能系统应用技术规程r光伏发电系统分册）主要内参r三）针对不同建筑类型提出光伏发电系统设计选用表建筑物*八统类型居住建筑公共建筑低层多层高层一般建筑大型 建筑是否通过 供电变压 器向公用 电网馈电逆流型光伏发电系统非逆流型光伏发电系统是否带有 储能装置储能型光伏发电系统非储能型光伏发电系统总装机 容量小型光伏发电系统中型光伏发电系统大型光伏发电系统16民用建筑太阳能系统应用技术规程r光伏发电系统分婚）应注意方面（一）光伏发电系统应纳入建筑工程统一规划中，同步设计、同步施工，与建筑工程同时投入 使用。建筑物上安装光伏发电系统，夺得降低相邻 建筑物的日照标准。在既有建筑物上增设或改造已安装的光伏发 电系统，鳗绸进行建筑物结构和电气系统的 安全复核，符合建筑结构及电气系统的安全 性要求。接入本市公用电网的光伏发电系统，应获得本市电力主管部门的认可。17民用废筑太阳能系统应用技术规程r光伏发电系统分姬）应注意方面r二）光伏发电系统建成并调试完成后，阚缴进行系 统检测、验收，合格后方可移交用户使用。系统设计时，光伏发电系统设备的选择应考虑 维护保养的安全性，夺得步圈题圈窗设备固有 的维护和检修的安全，隹标准。系统设计时，光伏发电系统直流侧解密热显不 接地的等电位保护。系统设计时，组件串和光伏方阵电缆的长期使 用设计载流量，庖夺窗寻组件串或方阵标准测 试条件下的短路电流的1.25倍。18民用废筑太阳能余统应用技术规程（光伏发电系统分册）应注意方面r三）系统设计时，直流侧总电缆的长期使用设计载流量应不 低于光伏发电系统短路电流的1.25倍。系统设计时，光伏发电系统设计应考虑减小环状布置导 线所围的面积，豕得将导线布置成多圈。系统设计时，组件串的最高电压豕得图想制造商给出的 光伏组件和逆变器的最高允许电压。系统设计时，当使用阻塞二极管时，其反向击穿电压的 标称值，应大于组件串标准测试条件下的开路电压的2倍O系统设计时，直流系统各部件的额定电压等级，应高于 组件串在标准测试条件下，开路电压的1.25倍19民用建筑太阳能系统应用技术规程r光伏发电系统分婚）应注意方面r=）建筑设计时，当光伏组件安装在建筑物的屋面、阳台、墙面、雨篷或建筑物的其它部位时，应与 建筑和结构进行统一设计，豕德舱胞该部位的建 筑功能及维护要求，实现与建筑的整体协调。建筑设计时，建筑体型及空间组合应与光伏发电 系统紧密结合，并为接收较多的太阳能创造条件。建筑设计宜满足光伏组件每天6小时日照不受遮 挡的要求。建筑设计时，光伏组件的设置夺胸图邂变形缝（抗震缝、沉降缝、温度缝）。建筑设计时，光伏组件顺坡镶嵌在坡屋面上时，宇得IB海屋面整体的保温、隔热、防水等功能。20民用建筑太阳能东线应用技术规程r光伏发电系统分婚）应注意方面（五）建筑结构设计时，连接件与基座的锚固承载力设计值,应大于连接件本身的承载力设计值。接入公用电网的光伏发电系统，其总容量胸陋附在上级变电站单台主变额定容量的30%以内。光伏发电系统电网接入点应符合表6.1.3的规定系统总装机容量（G）接入点G 200kW400V200kW G 400kW400V 或 lOkV400kW G 3MWlOkV3MW G 10MW35kV 或 HOkV民用建筑太阳能系统应用技术规程r光伏发电系统分婚）应注意方面r六）光伏发电系统接入公用电网，应在项目可行性研究 阶段获得本市电网经营企业出具的接入系统方案审 查意见。总装机容量在400kW及以上的光伏发电系统，应 进行详细的接入系统方案论证。光伏发电系统的输出电压应与电网电压相匹配。当规 划设计光伏发电系统时，阚缴对其输出功率的波动和 电压水平进行核算，并以5%进行校核。光伏发电系统的谐波总畸变率应控制在3%以内O 光伏发电系统应按照“无功就地平衡”的原则配置 相应的无功补偿装置。22民用建筑太阳能东线应用技术规程r光伏发电系统分婚)应注意方面r七)光伏发电系统应以三相并入公用电网，其三相电压不平 衡度舔得遛遨电能质量 三相电压允许不平衡度(GB/T 15543)的规定。对接入公用电网的光伏发电系统，其电压不平衡度允许 值夺得图减1.3%。当光伏发电系统与电网连接时，应选择合适的连接组合 方式和设备。逆变系统产生的直流分量夺得我？?逆变器输 出电流的1%O光伏发电系统的继电保护、自动化、通信和电能计量装 置的配置和整定，应在项目可行性研究阶段列入电网接 入系统的论证报告，经校验合格后方能投入使用，并应与 光伏发电工程项目同步设计、同步建设、同步验收、同步投入使用。23民用废筑太阳能系统应用技术规程r光伏发电系统分婚）应注意方面r人）电气设计时，光伏方阵输出端港缴安装具有断 弧能力的开关。电气设计时，光伏方阵接线箱主开关应具有 在1.25倍的最大开路电压下，安全切断 1.25倍光伏方阵最大短路电流的能力。电气设计时，为防孤岛效应，当光伏发电系统 并入的电网失压时，述缴在2s内将该系统与电 网断开。电气设计时，当电网短路其逆变器的过电流脑 夺我罚额定电流的L5倍，并在0.1s内将系 统与电网断开。24民用废筑太阳能余统应用技术规程r光伏发电系统分册）应注意方面r九）对环保设计要求，光伏组件所选用的玻璃或柔性封装材料，其太阳光反射率应V 8%。对消防设计要求，当光伏发电系统的电缆穿越墙体时，应采用防火材料填塞。当电缆 穿越防火墙且直径大于或等于32mm时，除填塞防火材料外，还应采取阻火措施。在施工安装时，夺德破坏建筑物的结构和建筑物的附属设施，夺得影响建筑物在设计使 用年限内承受各种荷载的能力。25民用废筑太阳能余统应用技术规程r光伏发电系统分册）应注意方面r十）对施工安全性的特别要求 在施工过程中，光伏发电系统产品和部件在存放、搬运、吊装等过程中夺得受碰撞和受损，晶体硅光伏 组件的背面夺得受到任何碰撞和重压。光伏组件的输出电缆夺得非正常短路。对无断弧功能的开关、连接方式，夺得在有负荷或能够形成低阻回路的情况下接通或断开。电路接通后应注意热斑效应的影响，夺得局部遮挡电池组件；夺得站在光伏组件玻璃面上作业。夺得在雨雪天施工。26民用废筑太阳能余统应用技术规程 r光伏发电系统分册）应注意方面r十一 对施工安糜特别要求 国缴按设计要求的位置设置光伏方阵的基座。光伏方阵的预制基座应摆放平稳、整齐，且夺得弱野 屋面防水层。光伏建筑构件框架应按设计要求进行安装，其安装位 置阚弱滔酝，且固定牢靠。坡屋面上安装光伏建筑构件，其周边的防雨连接结构 国缴图解施工，夺得漏水、漏雨，外表必须整齐美观O 光伏建筑构件背面的通风层夺得被杂物填塞，应保证 通风良好。27民用爽筑太阳能系统应用技术规程 r光伏发电系统分姬）应注意方面r十二 对电气系统与装的特别要求 当两根电缆连接时，超缴前国符合绝缘标准的橡胶套。有蓄电池的光伏发电系统，蓄电池的上方和周围夺德堡1邀瑟初，应严防蓄电池两极短路，夺得影咆 蓄电池的正常通风。在控制逆变器表面，豕德徵置其他电气设备和堆放杂物，夺得溺辱逆变器的通风环境。光伏发电系统直流部分的施工，应注意正负极性O 对穿越楼板、屋面和墙面的电缆，其防水套管与建筑物主体间的缝隙，阚缴做好防水密封，并做好建筑 物表面光洁处理。28民用废筑太阳能余统应用技术规程 r光伏发电系统分册)应注意方面r十三)工程验收的特别要求超缴在前道工序验收合格后才能进入后道工序 的施工。既有建筑增设或改造已安装的光伏发电系统，施工前那缴经建筑物结构安全检查。29民用定筑太阳能系统应用技术规程 r光伏发电系统分册）应注意方面r十四）运行管理与维护特别要求 光伏发电系统的发电计量装置应瘦阑进行篦聪。日常检查和巡检的内容及其指导说明，麴缴在光伏发电系统 交付时作为文件同步交给用户。专业人员的巡检应包括外观检查和设备内部的检查，主要涉 及活动和连接部分、导线，特别是大电流密度导线、功率器 件、易锈蚀部件等；保证方阵面上的清洁、焦阈的犷。光伏发电系统阂用应对照系统图纸完成一次接地电阻的检 12.2.6光伏发电系统每用应完成一次系统绝缘电阻的检置 12.2.7光伏发电系统甸阳应按照规程10.3.5（电能质量）和10.3.6条（输出直流分量）要求，做0次给坦日篦检超30民用建筑太陶能系统应用图集 r光伏发电系统分婚）已完成上海市标准设计民用建筑太阳能系统应 用图集（光伏发电系统分册）初稿。31规程特色 以与建筑结合的并网型光伏发电系统为重点。由光伏专家、电力专家和建筑专家共同参与。由电力管理部门、设计部门、大学与企业共同 参与。环保、消防、安全生产与工业卫生等方面专家 把关。规程审定时，邀请了北京的有关专家参与。有较详细的条文说明。32谢谢/33澎国然期国网电力科学研究院常黑纤 01 Al Jb Vr KLLJ STATE grid electric power research institute光伏电站接入电网技术规定国网电力科学研究院2009.10.20汇报内容 技术规启树制背景 编制原则 主要内容介绍 后继工作国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1.技术规定编制的背景条件国内太阳能发电发展形势逼人 近10年全球太阳能光伏产业年均增长41.3%，近5年为 49.5%。中国已经为世界上最大的光伏电池组件生产国，2008年产量达到了 2540.7MW，约占世界产量的40%。3月26日颁布光电建筑应用财政补助政策、7月26日 颁布金太阳示范工程政策，敦煌10MW光伏项目成 功招标，将大力推动建筑光电和大规模光伏电站的建设。即将出台的新能源振兴规划也将明确指出，到2020 年中国光伏发电的装机总量将达到2000万千瓦。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1.技术规定编制的背景条件光伏发电大规模应用对电网运行提出挑战电能质量问题光伏发电并网逆变器易产生谐波、三相电流不平衡，输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变，需要电网配置 相应电能质量治理装置。浙江示范工程在lOkV接入、400V接入、220V接入 系统中，都检测到谐波电流总畸变率偏 高的问题。随着容量的增大，谐波电流 对电网的影响将进一步加大。:国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEL技术规定编制的背景条件光伏发电大规模应用对电网运行提出挑战运行控制问题光伏电源出力随机且变化幅度大，需要增加电网的旋转备 用容量进行调节；供电可靠性指标分析、电压无功控制、电能计量计费以及与电网自动化系统的信息交互等各种运 行控制措施也存在技术问题。西藏羊八井lOOkW电站：最大功率 变化率每分钟70%；浙江示范工程（运行3个月）：250kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟20%60kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟25%国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEL技术规定编制的背景条件光伏发电大规模应用对电网运行提出挑战电网安全问题大量分布式光伏电源接入配电网后，原来辐射状配电网络变 为多电源结构，需加装或更换保护及自动化装置；光伏电源 引起的自给非正常孤岛问题，需加装有效的反孤岛保护。日本2.2MW太阳城项:大量配电网保护更换；浙江示范工程：加装低周、低压 解列、过流等保护；校核和调整 10kV电流速断、延时电流速断、过流保护、反向故障保护定值。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1.技术规定编制的背景条件现有技术标准不能满足光伏电站大规模并网的需要 现有并网标准缺少电网的规划、安全运行和可靠性等重要内容；尚未建立光伏并网的检测标准和管理体系；GB/Z 19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定已超使用期 限；现有标准GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求GB/T 20046-2006光伏（光伏发电）系统电网接口特性仅针对小型光伏电站电能质量和基本安全性提出了要求。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1.技术规定编制的背景条件标准的欠缺不利于光伏发电在国内的推广应用 在标准缺失的情况下，光伏逆变器生产厂商无法设计开发 满足电网需求而逆变器产品。不利于光伏系统集成商进行规范化的光伏系统设计和设备 选型。不利于电网部门进行并网光伏电站的规范管理，对现有继 电保护系统进行整定和改造。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1.技术规定编制的背景条件受能源局委托.国家电网公司组织编制了光伏电站接入电网技术规定 5月16日，国家电网公司组织内部专家在南京召开了对 技术规定的第一次讨论会 6月16日，国家能源局组织相关行业专家在北京召开了 第二次讨论会 6月27日，国家电网公司组织相关行业专家在北京召开 了第三次讨论会 7月21日，光伏电站接入电网技术规定（试行）上 报国家能源局 7月30日，国家电网公司促进新能源发展工作会议上发 国网雨科学研究院外STATE GRlb mLcTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE汇报内容技术规定编制背景编却Ml主要内容介绍后继工作国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2.技术规定编制原则充分借鉴已有的国际国内标准技术规定的编制应充分利用现有的国际国内标准，与现行标 准不冲突、不抵触。标准号名称国外IEC 61727-2004光伏（PV）系统-电网接口特性IEC 61173-1992光伏发电系统过压保护导则IEC 62116-2008并网光伏逆变器防孤岛测试标准IEEE 1373-1999并网光伏系统测试方法和规程推荐标准IEEE 929-2000光伏系统电网接口推荐标准IEEE 1547-2003分布式电源并网接口标准UL 1741-2001应用于电力系统的逆变器、控制器标准VDE 0126.1.1-2006低压配电网用逆变器规范国内GB-Z 19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定GB-T 19939-2005光伏系统并网技术要求GB-T 20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性驯劣*国网电力科学研究院务STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2.技术规定编制原则综合考虑我国光伏发电发展的特点和趋势 我国的太阳能光伏发电与欧洲等国家以分散开发、低电 压就地接入的发展方式不同，呈现出以大规模集中开 发、中高压接入与分散开发、低电压就地接入并举 的发展特征。长远来看，太阳能发电在2030年后具备成为战略能源的 资源、技术、成本和环境优势，2050年后可能成为重要 的能源供应来源。当光伏发电在电网电源中的比例达到一定规模时，必须考 虑其对电网电压频率控制的影响，必须对光伏电站进行科 学合理的调度运行控制。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2.技术规定编制原则结合电网和光伏发电技术现状，考虑一定的前瞻性 目前，我国并网光伏电站的建设尚处于试验示范阶段，尚 无统一的设计规范和接入标准。光伏系统集成商尚未考虑 与电网的交互影响。对于接入低压民用配电网的光伏系统，很多地区电网暂不 具备与其进行实时通信的能力。针对国际上已经开始关注的光伏并网新问题，在标准中考 虑了一些前瞻性的技术要求（如光伏电站的低电压耐受能 力等等）。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2.技术规定编制原则有利于引导光伏制造和集成商进行产品和系统设计 技术规定的编制和应用，应有利于光伏逆变器厂商规范其 逆变器性能指标，生产出满足电网要求的产品 技术规定的编制和应用，应有利于对光伏电站的系统集成 商进行合理的光伏电站设计（包括容量、接入电压等级、保护配置、监控通信等）和关键设备选型 通过技术规定的编制和应用，可规范光伏电站综合控制系 统所需具备的功能和性能指标，有利于引导光伏系统集成 商开发具备有功和无功控制、能够与电网调度部门通信的 先进的综合控制系统国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2.技术规定编制原则有利于规范电网进行科学的接入电网设计和运行控制 通过技术规定可以规范化光伏电站所需具备的有功、无功 控制性能，有利于电网进行安全稳定校核计算。通过技术规定可以规范光伏电站的故障保护特性，有利于 电网进行合理的继电保护配置。通过技术规定可以让电网掌握光伏电站的运行状态和运行 规律，制定节约化的调度运行策略。国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE汇报内容技术规定编制背景 编制原则 主要内容笊B 后继工作国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容整体内容介绍一般原则光伏电站接入电网技术规定电能质量要求电网异常时的响应特性安全与保护并网性能电能计量要求通信与信号其它要求系统测试要求国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容3.1 一般原则按照电压等级对光伏电站进行分类小型光伏电站-接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏电站 中型光伏电站-接入电压等级为1035kV电网的光伏电站 大型光伏电站-接入电压等级为66kV及以上电网的光伏电站小型光伏电站安装容量一般不大于200kWp定义了可逆和不可逆接入方式根据是否允许通过公共连接点向公用电网送电，可分为可逆和不 可逆的接入方式国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容3.2电能质量要求在线监测要求-需加装在线监测装置大中型光伏电站 数据能够远传小型光伏电站 具备一年及以上的存储能力具体要求-参照现有相关国家和国际标准谐波 GB/T 14549/993电能质量公用电网谐波电压偏差 GB/T 123252008电能质量供电电压偏差电压波动和闪变 GB/T 12326-2008电能质量电压波动和闪变电压不平衡度 GB/T 15543-2008电能质量三相电压不平衡直流分量 IEEE-1547国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容3.3功率控制和电压调节基本原则：大中型光伏电站应具备一定的电源特性，能够在一定程度上 参与电网的电压和频率调节有功功率调节需要安装有功功率控制系统，具备限制最大功率输出以及限制输 出功率变化率的能力 具备根据电网频率、调度部门指令等信号自动调节电站的有功功 率输出的功能，确保输出功率及变化率不超过给定值光伏电站的起停操作需考虑最大功率变化率的约束Oi国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容3.3功率控制和电压调节基本原则：大中型光伏电站应具备一定的电源特性，能够在一定程度上 参与电网的电压和频率调节大中型光伏电站电压调节方式包括调节光伏电站的无功功率.无 功补偿设备投入量以及调整变压器的变比等。在接入设计时，应 重点研究其无功补偿类型、容量以及控制策略。大中型光伏电站的功率因数应能够在0.98（超前）0.98（滞后）范围内连续可调在其无功输出范围内，大中型光伏电站应具备根据并网点电压水 平自动调节无功输出的能力，其调节方式和参数应可由电网调度 机构远程设定Oi国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容3.3功率控制和电压调节基本原则：小型光伏电站当做负荷看待，应尽量不从电网吸收无功或向 电网发出无功。小型光伏电站有功功率调节性能 暂不作要求输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数应不小于 0.98（超前或滞后）。输出有功功率在其额定功率的20%-50%之间时，功率因数应不小 于0.95（超前或滞后）国网电力科学研究院STATE GRID ELBCTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE光伏电站接入电网技术规定主要内容3.4电网异常时的响应特性基本原则：小型光伏电站当做负荷看待，在电网频率和电压发生异常时 应尽快切除小型光伏电站在电网电压异常的响应要求并网点电压最大分闸时间U 0.5 UN0.1秒50%型Un u 85%xUn2.0秒85%mUNU110%xUN连续运行110%x UN U 135%xUn2.0秒135%xUn 98%qeuro97.5%（不含变压器）qmax 96.5%qeuro96%（含变压器）Page 86致力话帝焉敢 Greer?and E2提高效率的方法/UNGWQUJ如何提高效率：拓扑结构（boost，单级，三电平）器件：功率器件，变压器，电抗 主功率器件开关频率 控制算法，调制方式，死区 其他细节：辅助开关电源，风扇，散热器等Page 87 致力亍话储焉敢 Greer?and Effective WWW.SUngrOWpOW3 Sungrow产品效率/UNGWQUJSG1QQK3的效率：最大效率r|max:97.0%欧洲效率 r|euro：96.4%SG250K3的效率：最大效率r|max:97.1%欧洲效率 r|euro：96.5%SG50QKTL的效率：最大效率r|max:98.7%欧洲效率 r|euro：98.5%Page 88致力话帝焉敢 Greer?and EH 录/UNGWQUJ1234567891011大型光伏电站的系统构成逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器的转换效率逆变器的保护功能逆变器并网电流谐波电磁兼容技术最大功率点跟踪(MPPT)电网锁相技术孤岛效应检测技术光伏电站的群控、监控及调度技术 大规模应用的技术发展方向Page 89致力J话治焉敢 Greer?and E1.逆变器基本保护功能 AJMG?OIl l0保护类型：电网电压过欠压 电网电压过欠频 交流输出短路保护 孤岛效应保护 逆变器过热保护 直流极性反接保护 直流过压保护 逆变器过载保护 逆变器对地漏电保护 逆变器内部自检保护（防雷器损坏，接触器故障,变压 器过热，A/D通道损坏,IGBT损坏等等）Page 90致力话治焉敢 Greer?and E2.逆变器增强的保护功能/UNGWQUJ保护类型：低电压穿越（LVRT）,输出直流分量超标保护 输出电流谐波超标保护 三相电网不平衡保护Page 91致力话治焉敢 Greer?and E3.低电压穿越（LVRT）/UNGWQUJ在电网电压出现异常跌落 时，常常需要并网逆变器 此时不能立即脱网，而是 需要继续工作,起到支撑 电网的作用当并网点电 压在图中电压轮廓线及以 上区域内时，逆变器需要 保持并网运行轮廓线以 下，逆变器停止向电网送 电LVRT需要考虑：LVRT与反孤岛效应保 护的矛盾,如何以调；Page 92致力话治焉敢 Greer?and E3.低电压穿越（LVRT）AJMGOW参考试验波形Ch3 2.00 VTfek 预览，-1-1Tor n?A|Ch3 Z-1.60 ViPage 93致力J话治焉敢 Greer?and E4.特殊保护功能：防逆流保护/UNGWQUJPage 94致力话治焉敢 Greer?and EH 录/UNGWQUJ1234567891011大型光伏电站的系统构成逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器的转换效率逆变器的保护功能逆变器并网电流谐波电磁兼容技术最大功率点跟踪（MPPT）电网锁相技术孤岛效应检测技术光伏电站的群控、监控及调度技术 大规模应用的技术发展方向Page 95致力J话治焉敢 Greer?and E1 并网电流谐波要求/UNGWQUJ国网公司对于光伏电站并网电流的谐波要求表2注入公共连接点的谐波电流允许值标称电 压(kV)基准短路 容量(MVA)谐波次数及谐波电流允许值(A)23456789101112130.3810786239622644192116281324610043342134142111118.5167 11310100262013208.5156.46.85.19.34.37.935250151277125 18.83.84.13 15.62.64.76630016138.1135.19.34.14.33.35.9275110750129.669.646.833.22.44.323.71415161718192021222324250.381011129.7188.6167.88.97 1146.51261006.16.853104.794.34.93.97.43.66.8101003.74.13.262.85.42.62.92.3452 14.1352502.22.51.93.61.73.21.51.81.42.71.32.5663002.32.623.81.83.41 61.91.52.8142.6110750171.91.52.8132.51.21.41 12.111.9Page 96致力3博壮焉敢 Green and E1并网电流谐波要求/VNGQOUT鉴衡认证对于光伏并网逆变器并网电流的谐波要求总谐波5%表1奇次谐波电流含有率限值奇次谐波次数含有率限值（噂3rt-9lh4.0llth-15th2.0IT-21st1.523rt-33rt0.635th以上0.3表2偶次谐波电流含有率限值偶次谐波次数含有率限值（噂2,-10tn1.012y0.518th-22nB0.37524th-34th0.15366以上0.075Page 97致力3博壮焉敢 Green and E2 并网电流谐波的抑制/UNGWQUJ并网电流谐波抑制方法：拓扑结构选择：L.C,L-C-L 电感和电容参数的设计 控制算法，PWM驱动方式 采样精度 运算精度目前国际标准要求5%,但许多用户要求3%SG100K3:3%在额定负载时SG250K3:3%在额定负载时SG500KTL:电网对逆变器产生的干扰：电压涨跌,频率漂移,不平衡,电气噪声,浪涌等要求 逆变器不能损坏 逆变器对于电网产生的干扰：电流谐波力电压波动、电压闪变、无功功率、电网阻 抗、干扰叠加等必须符合相关标准 逆变器对于其他电器的干扰：传导干扰,空间辐射干扰等必须符合相关标准Page 101致力3博壮篇致 Greer?and E2.电磁干扰的对策AJMGOW电磁干扰对策:隔离变压器 EMI滤波器控制算法拓扑结构Page 102 致力亍话落焉致 Greer?and Effective WWW.SUngrOWpOW2.系统的防雷和接地/UMG8UT 交流侧的防雷和普通交流配电防雷要求等同目前没有颁布明确的光伏电站防雷设计标准可以参考的标准：,建筑物防雷设计规范GB50057-1994(2000)/IEC 60364-7-712-2002/IEC 62305 1-5/IEC 61557-4-2007/GB/T 21431-2008 建筑物防雷装置检测技术规范/SJ/T 11127-1997 光伏(PV)发电系统过电压保护-导则Page 103 致力亍话落焉致 Greer?and Effective WWW.SUngrOWpOW2.系统的防雷和接地AJMGOW 大型开阔地区光伏电站避雷器安装布置图示例 Air-termination rod Generator juncthn box PV arrayEarth-tennination system -Mesh size20 x 20 mde line注:来源于德国DEHN公司网站资料Page 104致力3话壮焉敢 Green and E2.系统的防雷和接地AJMGOW 建筑屋顶光伏阵列避雷器安装布置图示例a)Separ at ion dist ance s kept诲 separ at ion dist ance is cal cul at ed acc.t o DIN VVDEV 0185-3.b)Separ at ion dist ance s not keptDir ect el ect hcal l y conduct ive connect ion bet ween ext er nal l igt hning pr ot ect ion syst em and PV modul e fr ame注：来源于德国DEHN公司网站资料Page 105致力话帝焉敢 Greer?and E2.系统的防雷和接地/UMG8UT可参考原则：支架等电位连接 太阳电池边框接地 接地电阻的设计（直流和交流）V4欧姆 接闪器的设计和布置（滚球法等）低压电网和高压电网防雷和接地参考成熟设计Page 106致力话帝焉敢 Greer?and E3.感应雷的防止AJMGOW小功率系统直流和交流防雷,采用凯文接线PVSET1000DC/AC注：该资料来源于phoenix公司网站Page 107致力3博壮篇致 Greer?and E3.感应雷的防止AJMGOW大型光伏阵列的防雷注：该资料来源于phoenix公司网站Page 108致力3博壮焉致 Greer?and EH 录/UNGWQUJ1234567891011大型光伏电站的系统构成逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器的转换效率逆变器的保护功能逆变器并网电流谐波电磁兼容技术最大功率点跟踪（MPPT）电网锁相技术孤岛效应检测技术光伏电站的群控、监控及调度技术 大规模应用的技术发展方向Page 109致力3博已焉致 Greer?and EL光伏电池特性介名/UNGWQUJ光伏电池在不同的日照和温度条件下，具有不同太阳电池阵列的P-V特不同温度下的P-V特性曲线不同日照量下的i-V和P-V特性Page 110 致力3话消焉敢 Greer?and Effective WWW.SUngrOWpOW2 MPPT技术要求 AJMG30W光伏系统中MPPT跟踪算法要 求：快速性 准确性 稳定性 特别是在弱光和多云的天气下，MPPT算法的优劣十分 重要Page 111致力3博壮篇致 Greer?and E3 MPPT技术实现AJMGOWMPPT核心控制思想是通过直流电压的扰动，判 断直流功率的变化，从而搜索到最大功率点。常用MPPT算法：干扰观测法(爬山法)P&O 增量电导法(di/dV=-I/V)其他一些方法：模糊控制，神经网络，自 适应算法等Page 112 致力3清涛焉敢 Greer?and Effective WWW.SUngrOWpOW4 MPPT试验和测试手段技术要求/UMB30UIMPPT优劣的测试标准：EN50530-2008Overall efficiency of photovoltaic inverters试验和测试手段：在正常工作条件下测试MPPT算法将十分耗时，同时很 难比对。最佳的方法是使用光伏阵列模拟器对于太阳能阵列模拟器要求：/能够方便设定光伏阵列的串并联数/可真实模拟单晶硅，多晶硅和非晶硅的U-I曲线,最好具有短路特性。即真正为电流源特性/功率容量需要达到100KW左右。Page 113致力3博壮篇致 Greer?and EH 录/UNGWQUJ1234567891011大型光伏电站的系统构成逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器的转换效率逆变器的保护功能逆变器并网电流谐波电磁兼容技术最大功率点跟踪方式电网锁相技术孤岛效应检测技术光伏电站的群控、监控及调度技术 大规模应用的技术发展方向Page 114致力3博已焉致 Greer?and E内 容 AJMG9OUJ1 大型光伏电站的系统构成2 逆变器常见拓扑结构3 逆变器的转换效率4 逆变器可靠性（保护配置方式和种类）5 逆变器输出电流谐波6 逆变器新的技术要求及实现7 电磁兼容技术（电磁干扰，防雷，接地，浪涌，漏电等）8 最大功率点跟踪方式9 电网锁相技术10 孤岛效应检测技术11 光伏电站的配电、群控、监控及调度技术12 大规模应用的技术发展方向Page 115致力话帝焉敢 Greer?and E电网锁相技术/UNGWQUJ常用方法：使用电压比较器和施密特触发器进行整 形）得到和电网电压完全同频同相的方波使用DSP芯片的CAPTURE 口进行捕获软件中侦测到电网频率和相位。调整并 网也流的频率和相位,从而使得并网电流 和电网电压向频）相位差18 0。锁相时间很短,可以在20ms内完成Page 116致力3博已焉敢 Greer?and E电网锁相技术 UI发展方向：使用更精确、更快速的数字锁相电路 如何克服在大功率并网时，电网电压采 样电路的波动影响Page 117致力3博壮篇致 Greer?and EH 录/UNGWQUJ1234567891011大型光伏电站的系统构成逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器的转换效率逆变器的保护功能逆变器并网电流谐波电磁兼容技术最大功率点跟踪方式电网锁相技术孤岛效应检测技术光伏电站的群控、监控及调度技术 大规模应用的技术发展方向Page 118致力3博已焉致 Greer?and E1孤岛效应的原理AJMG9OIU孤岛效应的定义:孤岛效应发生的机 理所谓孤岛效应是指当电网 的部分线路因故障或维修 而停电时，停电线路由所 连的并网发电装置继续供 电，并连同周围负载构成 一个自给供电的孤岛的现 象。光伏并网发电系统的功率流 图Page