T/SZSA 021-2024 小型离网式家用光伏发电系统技术规范
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资料介绍
ICS27.160/29.220
F 12
团体标准
T/SZSA 021—2024
小型离网式家用光伏发电系统技术规范
Technical specifications: A Small-scale off-gridphotovoltaic generation system for household
2024-10-14发布2024-10-21实施
深圳市半导体产业发展促进会发布
目 次
前言 ................................................................................ III
1 范围 ................................................................................ 1
2 规范性引用文件 ...................................................................... 1
3 术语与定义 .......................................................................... 2
4 系统的组成与配置 .................................................................... 2
5 系统总体技术要求 .................................................................... 3
6 部件要求 ............................................................................ 5
7 试验方法 ............................................................................ 7
8 检验 ................................................................................ 9
9 标志、包装、运输、储存 .............................................................. 9
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前言
本标准按照GBT/1.1
小型离网式家用光伏发电系统:技术规范
1 范围
本标准规定了小型离网式家用光伏发电系统的装置与分类、总体技术规范要求、部件技术要求、试验方法、检验规范、标志、包装、存储、运输等相关内容;
本标准的相关内容仅适用于带载能力低于3.5kW,直流输出48V及以下,交流输出220V的小型离网式家用光伏发电系统。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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NB/T 42091-2016 电化学储能电站用锂离子电池技术规范YD/T 3087-2016 通信用嵌入式太阳能GB/T 321-2005 优先数合优先数系GB/T 1002-2021家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸GB/T1003-2016家用和类似用途三相插头插座型式、基本参数和尺寸GB/T4208-2017 外壳防护等级(IP代码)GB/T 9535 地面用晶体硅光伏组件设计、鉴定和定型(idt IEC 61215)GB/T 19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件与试验方法GB/T 19115.1-2018风光互补发电系统第1部分:技术条件GB/T 20321-2023离网型风能、太阳能发电系统用逆变器GB/T 20626.1-2017特殊环境条件高原电工电子产品第1部分:通用技术要求GB/T 22473.1-2021储能用铅酸蓄电池第1部分:光伏离网应用技术条件GB/T 28866-2012 独立光伏(PV)系统的特性参数GB/T 29196-2012 GB/T 2099.1-2021家用和类似用途插头插座第?部分:通用要求独立光伏系统技术规范GB/T 32504-2016 民用铅酸蓄电池安全技术规范GB/T34134-2017 家用和类似用途安全特低电压(SELV)交流和支流插头插座16A6V、12V、24V48V 022 GB31241-2便携式电子产品用锂离子电池和电池组?安全技术规范型式、基本参数和尺寸光伏电源系统IEC 61683 光伏系统功率调节器效率测量步骤IEC 62509 光伏系统用蓄电池充放电控制器性能与功能(IEC 62509:2010 Battery charge controllers for photovoltaic systems--Performance and functioning)
术语与定义
3.1
离网式家用光伏发电系统Off-grid photovoltaic generation system for household利用太阳能电池板的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能,且为独立系统不与公共电网连接,供普通家庭使用的发电系统。
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5
系统的组成与配置
4.1系统的组成
小型离网式光伏发电系统由下述主要部件:太阳能电池组件(方阵)、支架结构、光伏控制器、光伏逆变器、储能蓄电池组,机箱、输入输出接口、显示指示面板、机柜及其他辅助功能模块等组成。
图1小型离网式家庭光伏发电系统主要部件组成示意图
4.2光伏系统的分类
光伏系统分类为:
a)按照输出特性可分为直流型、交流型以及交直流两用型;
b)按照是否并网、离网分为离网型、并网型;
c)按照系统的储能状况分为储能型、不带储能型。
4.3系统基本技术参数
4.3.1电压等级
系统直流输出的标称电压优选:5V / 12 V / 24V / 48V。
4.3.2系统交流输出
优选单相、正弦波、额定频率50Hz,额定电压220V。
4.3.3系统设计标称功率
按照系统的带载能力,宜小于3500W,分类优选:
350VA/440VA/560VA/700VA/875VA/1100VA/1400VA/1750VA/2200VA/2800VA/3500VA;
注:按照R10优选数系进行分类。
4.3.4系统额定的日平均设计耗电量
控制装置(控制器、逆变器)
①
④
⑤
⑧
⑥
⑦
②
主要部件组成:
①光伏太阳能板(方阵)
②控制装置(控制器、逆变器)
③储能蓄电池组
④AC负载输出端
⑤DC负载输出端
⑥总开关/ 保险阀
⑦显示指示面板
⑧机柜
③
蓄电池组
依据系统配置确定。
5 系统总体技术要求
5.1 环境要求
a) 光伏系统应能在下列条件下连续稳定的工作:
1) 室外温度应符合-30 ℃ ~ +55 ℃;
2) 室内温度应符合-10 ℃ ~+40 ℃;
3) 空气相对湿度应不大于90%;
4) 海拔高度不超过1000米。
b) 光伏系统在如下环境条件下运行时,应有生产厂家和用户共同确定技术要求和使用条件:
5) 室外温度超出-30 ℃ ~ +55 ℃的使用地区;
6) 室内温度超出-10 ℃ ~ +40 ℃;
7) 海拔高度超过1000米的地区;
8) 盐雾和沙尘严重的地区。
5.2 整机性能要求
5.2.1 输出特性
交流输出特性应符合标称正弦波 220V / 50Hz,系统交流输出电压偏差幅度不应超过额定值的±10%;正弦波的失真度不超过±5%;
直流输出特性应符合额定标称的直流电压,系统直流输出电压偏差幅度不应超过额定值的±10%。
5.2.2 连续供电特性
负载在25℃工作环境温度、最大额定功率工作状态下工作,系统在标称的日平均设计耗电量宜不超过蓄电池(组)电池容量的30%;蓄电池(组)的最大放电深度宜不超过80%。
5.2.3 带载及过载能力
a) 25℃环境温度,阻性负载输出功率工作在最大额定值时,系统(逆变器)连续工作可靠时间应不低于8小时;
b) 25℃环境温度,阻性负载输出功率工作在最大额定值的125%时,系统(逆变器)连续工作可靠时间应不低于1分钟;
c) 25℃环境温度,阻性负载输出功率工作在最大额定值的150%时,系统(逆变器)连续工作可靠时间应不低于10秒。
5.3 光伏系统的配置基本要求
5.3.1 光伏太阳能板(方阵)的配置要求
光伏太阳能板(方阵)的峰值总功率设计,需要充分考虑系统的用能需求;受限于光伏太阳能电池板(方阵)的光电转化效率、使用地的日照水平(日照辐射量)、倾斜角等,应充分满足与负载用能的需求匹配;使得该系统至少满足光伏系统日发电量乘以光伏系统的效率,能平衡系统负载日平均用电量的需求。在正常状态下,系统光伏太阳能电池板(方阵)的峰值功率设计应使得,系统日平均发电量至少大于日平均设计耗电量的1.8倍以上。
注:光伏系统的效率主要受光伏太阳能板的温度损耗、组合损耗、遮挡损耗,对储能蓄电池的充放电效率、控制器的功率调节损耗、逆变器的逆变效率等制约。
5.3.2 储能蓄电池组的容量配置要求
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储能蓄电池组,应根据蓄电池类型、设计的最大放电深度,循环寿命、充放电效率等因素,充分考虑设计用电负载耗电量状况,光伏太阳能板(方阵)对蓄电池的充电情况,天气因素等,以满足系统的储能用电容量设计需求,
7
优选如下:
a)蓄电池组容量设计
蓄电池总容量的30%容量值,应大于日平均设计使用耗电量,即负载工作在最大额定功率下,在日平均标称设计使用时间h内的耗电量.
b)循环寿命
受限于电池不同类型(如铅酸型储能电池组/三元锂离子型储能电池组/ 磷酸亚铁锂型储能电池组)、充放电的放电深度、充放电电流、保护板控制管理等,储能装置的循环寿命应不低于正常工作条件下标称循环使用寿命的90%。
c)蓄电池组允许的最大放电深度
蓄电池组允许的最大放电深度应不低于80%。
5.3.3控制装置的配置要求
光伏控制器的配置选型应能充分满足系统充放电的设计需求,优选:其允许的最大功率应大于光伏太阳能电池板(方阵)峰值功率的1.5倍。
5.3.4逆变器的配置要求
逆变器的选用要充分考虑到负载带载能力的要求,优选逆变器的输出功率大于最大允许负载功率的1.2倍(阻性负载)。
5.4安全的总体要求
系统应满足基本的安全要求:
a)电气安全
1)符合GB/T 50054的要求;
2)系统所有电气设备的带电外露部分设有安全提示;
3)系统的过电压保护符合GB/T 14825的要求。
b)消防安全
符合DL 5027的要求。
c)防雷安全
符合GB/T 32512的技术要求。
5.5系统应具备的保护功能
系统应至少具备以下的保护功能:
a)过负载保护;
b)短路保护功能;
c)蓄电池过充电保护;
d)蓄电池过放电保护。
5.6电能品质要求
电能品质要求应:
a)系统的交流输出频率应保持在50Hz±2.5Hz范围内;
b)系统交流输出电压变化范围应不超过额定值±10%;
c) 正弦波的失真度不超过±5%;
d) 直流输出端口 5V / 低于48V直流输出。
6 部件要求
a) 具备对输出电压的控制功能。
b) 根据不同的蓄电池组类型,具备对蓄电池(组)的充放电管理控制功能。
d) 具备防止蓄电池(组)对光伏太阳能电池板(方阵)进行反向放电的保护功能。
e)
6.1太阳能光伏组件(方阵)6.1.1太阳能光伏组件(方阵)须选用符合GB/T9535 的要求并通过鉴定及定型的合格产品,主要性能包括:外观/ 绝缘性能/ 额定功率/ 室外暴露/ 紫外/ 热循环/ 湿冷/ 湿热/ 引线端强度/ 扭曲/ 机械载荷试验/ 抗热斑能力/ 低照度下的性能等。6.1.2馈线回路压降符合光伏太阳能电池板(方阵)输出额定工作电流时,从太阳能电池方阵到内部系统输入端的电压降,应不大于系统直流输出电压标称值的5%。6.1.3防护等级应不低于GB/T 4208-2017所规定的IP65要求。6.1.4太阳能电池板(方阵)的边框材料的材质优选铝合金,符合GB/T 5237.2-2008中的相关要求。6.1.5太阳能电池方阵支架,应满足长期室外使用,同时确保光伏组件、支架与基础间的连接牢固可靠。6.2储能蓄电池(组)6.2.1基于系统设计的带载能力、每日平均用电时间、负载的工作模式等因素,储能蓄电池的容量应满足系统耗电量的需求,储能蓄电池每日放电深度宜不超过30%,储能蓄电池的最大放电深度宜不超过80%。6.2.2储能蓄电池,宜选用具备深循环充放电能力,循环寿命高、安全稳定的储能蓄电池(组)。6.2.2.1锂离子蓄电池(组),须符合GB/T31214-2014 、NB/T42091-2016 等有关标准的安全与技术规范要求。6.2.2.2铅酸蓄电池组(组),须符合GB/T22473-2008、GB/T32504-2016 等有关标准的安全与技术规范要求。6.2.2.3其他类型的蓄电池(组),应符合有关国家与行业标准的规定。6.2.3电池间的连接紧固,电极应有防腐措施以保护蓄电池的电极端不被腐蚀。6.2.4电池的循环寿命符合配置及标称条件下的要求。6.3光伏控制器6.3.1光伏控制器的容量选择应能充分满足系统充放电的设计需求,宜大于光伏太阳能电池板(方阵)峰值功率的1.5倍。6.3.2光伏控制器应能满足GB/T 19064-2003 6.3 及IEC62509等相关标准的技术规范要求。6.3.3光伏控制器对蓄电池(组)进行充放电控制管理,应至少具备充满断开(HVD)和恢复功能,放电欠压断开(LVD)和恢复功能。6.3.4光伏控制器应具备如下基本功能:具备过电流和输出短路保护功能,过电流或短路故障排除后,应能自动或人工恢复至正常工作状态。
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f)具备对蓄电池(组)对过压与欠压保护功能,充满断开(HVD)和恢复功能,放电欠压断开(LVD
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) 和恢复功能;可根据需求实现控制器的过压、欠压值的设定。
g)具备温度补偿功能,蓄电池、控制器超温保护功能。
6.3.5光伏控制器应具有明显的标志和接线端子,以满足符合光伏充电电路接入、储能蓄电池输入、逆变器接线等。
6.4光伏逆变器
6.4.1考虑到光伏系统的输出设计带载能力,光伏逆变器的输出功率的选型,宜大于系统总功率的1.2倍。
6.4.2系统所选用的逆变器,其各项性能应符合GB/T 20321.1 -2006 标准的要求。
6.4.3逆变器的输出端子,应考虑使用安全插座。
6.5显示系统与人机交互界面功能
6.5.1显示功能
应包括:
a)工作状态的指示功能和警示功能,如(充电状态、负载状态、电池荷电状态、故障状态等);
b)显示系统工作状态的具体信息(如:系统电压、蓄电池电压/电流、工作温度等);
c)也可利用控制器、逆变器的界面显示器,应在说明书中加以明确。
6.5.2人机交互功能
可进行可变参数的设置功能,(如系统过充电压及恢复电压、欠压电压及回复电压、温度补偿系数等)。
6.6机柜/机箱
6.6.1能安全可靠地安装和承载蓄电池组、控制器、逆变器等主要部件和内部接线。
6.6.2机柜和机箱等结构,能满足系统正常工作状态下的散热要求。
6.6.3满足IP 20的外壳防护等级要求。
6.7输入与输出的连接
6.7.1输入端口、输出端口的结构性能,应符合使用当地的标准规范要求。
6.7.2连接系统各部件的导线、接插件、开关等应符合国家相应技术标准等要求。
6.7.3限流设备、无论是保险、断路器、还是电子保护、应对负载及导线所能承受的最大电流起到有效的限流作用。
6.7.4输入输出的端口应有足够的防护结构,不会被人手直接触及。
6.7.5AC负载输出端,应符合GB2099.1以及GB1002与GB/T 1003-2016有关安全、型式、基本参数与尺寸的相关要求。
6.7.6 DC负载输出端12V /24V/48V,应符合GB/T 34134-2017有关安全、形式、基本参数与尺寸的相关要求。
6.7.7 DC负载输出端 5V输出,优选为USB TPYE-A型接口,应符合国际标准规范有关安全、形式、基本参数与尺寸等方面的要求。
6.8 线材
线材应当使用符合国家标准的绝缘导线:
a) 导线的选择须同时满足载流量、电压损耗和强度等条件,应保证导线不发热;
b) 设计需要满足系统模块中最大电流的限制需求;
c) 不得超过线材允许的工作温度限制。
7 试验方法
7.1 太阳能电池组件(方阵)的试验方法
太阳能电池组件的试验方法 按照GB/T 9535规定的方法进行试验。
7.2 储能蓄电池组
蓄电池组应委托有认证资格的质检机构进行监测。
7.3 光伏控制器
按照GB/T 19064-2003 6.3 及 IEC 62509 中的试验方法进行试验。
7.4 逆变器
按照GB/T 20321.2-2006中的标准要求进行试验。
7.5 系统的输出特性
图2 系统输出特性测试连接示意图
断开蓄电池组,调整直流电源,使得逆变器输入电压在额定值的90%~120%之间变化,逆变器输出功率为额定值,负载为纯阻性负载:
a) 用电压表测量输出电压值,判定是否符合5.2.1的要求;
b) 用示波器(或频率测试仪)测试输出波型的频率值和失真度,判定是否符合5.2.1的要求。
7.6 系统的保护功能试验
7.6.1 蓄电池过充电和过放电与恢复试验
直流电源
控制器
蓄电池组
逆变器
R
V1
I1
I2
V2
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蓄电池过充电和过放电与恢复试验,如下:
a)
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断开蓄电池;
b)调节直流电源电压,启动逆变器,使负载开始工作,调整减小直流电源电压输出,当电压达到额定过放电欠压保护电压时,负载停止工作,系统进入过放电欠压保护状态;
c)调整增大直流电源电压,当电压升至额定过放电欠压保护恢复电压时,系统恢复工作状态;
d)继续调整增加直流电源电压,当电压升至额定过充电电压时,负载停止工作,系统进入过充电电压保护工作状态;
e)调整减小直流电源电压输出,当电压降至额定过充电恢复电压时,系统恢复工作状态。
7.6.2系统短路保护功能试验
系统短路保护功能试验,如下:
a)在系统输出正常条件下,人为负载端进行短路,系统应在小于0.5s进入保护状态;
b)自动保护型的系统,在短路解除恢复正常后,系统应能恢复正常输出;
c)使用熔断型保护的系统,在解除短路,更换保险后,应能恢复正常工作输出。
7.6.3过负载保护试验
过负载保护试验,按照5.2.3的要求进行试验。
7.7系统配置的合理性试验
7.7.1太阳能光伏组件(方阵)的设计峰值功率配置的合理性试验,按照5.3.1的要求进行判定。
7.7.2蓄电池的实际使用容量合理性试验,按照5.3.2的要求进行测试。
7.7.3光伏控制器的试验,GB/T 19064-2003 中的试验方法进行试验,按照6.3.1的要求进行判定。
7.7.4光伏逆变器的容量设计验证,按照GB/T 20321.2-2006中试验方法进行试验,按照6.4的要求进行判定。
7.8系统显示功能
7.8.1在进行电性能测试时,应同时观察与记录系统的指示功能和警示功能工作状态是否正常,显示是否清晰正确。
7.8.2验证可变参数的设置功能是否正常。
8检验
8.1出厂检验
构成系统的所有部件和其他零配件等均应制造商进行出厂检验,并提供检验合格证。
8.2型式检验内容与规则
依据下表推荐做型式检验和判定规则:
表1型式检验和判定规则
序号
检验项目
技术要
试验方法
求
1
太阳能电池组件(方阵)技术要求
6.1
按照7.1试验方法,及参照GB/T 9535 相关标准
2
储能蓄电池(组) 安全、循环寿命
6.2
按照7.2试验方法,及GB/T31214-2014 NB/T 42091-2016 GB/T 22473-2018 GB/T32504-2016 相关标准要求;
3
光伏控制器
6.3
按照7.3试验方法,参考GB/T 19064-2003相关标准
4
逆变器
6.4
按照7.4试验方法,参考GB/T 20321.2-2006相关标准
5
系统的输出特性
6.5
按照7.5试验方法
6
系统的保护功能--蓄电池过充电及过放电与恢复特性
6.6.1
按照7.6.1试验方法
7
系统短路保护
6.6.2
按照7.6.2试验方法
8
过负载保护
6.6.3
按照7.6.3试验方法
9
系统配置的合理性判定
5.3
按照7.7.1 、7.7.2、7.7.3、7.7.4的试验方法
10
系统的显示功能
6.5
按照7.8试验方法
9 标志、包装、运输、储存
9.1 标志
小型离网式太阳能光伏发电系统应有标志铭牌,铭牌位置应置于机箱外壳宜观察、不妨碍美观的合适位置,系统的标志铭牌应至少包含如下信息:
a) 产品的型号、名称;
b) 系统输出的主要特性参数,如 输出额定电压、最大电流、带载额定功率、输出频率等;
c) 光伏太阳能板(方阵)的功率;
d) 储能蓄电池相关信息;
e) 生产企业名称;
f) 出厂编号与出场日期等。
9.2 包装
包装应满足:
a) 包装外箱应满足正常的运输条件,体积、质量满足运输规定,包装箱与产品间应填有缓冲材料;
b) 包装外箱应有运输标志且符合GB/T 191-2000的规定;
c) 包装箱应符合防潮、防尘、防震的要求;
d) 包装箱内应有装箱单、产品使用说明书或技术手册、合格证、附件以及随机文件。
9.3 运输
运输应满足:
a) 产品在运输中,应确保安全,应有遮篷,不应有剧烈振动、撞击;
b) 蓄电池组的运输应符合相应的安全法律法规要求。
9.4 贮存
贮存应满足:
a)产品贮存在干燥、通风、防晒、远离热源和无挥发腐蚀品的室内,符合GB/T 3873 的规定;
b)在贮存期间应定期(一个月左右)对蓄电池组进行补充电一次。
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目 次
前言 ................................................................................ III
1 范围 ................................................................................ 1
2 规范性引用文件 ...................................................................... 1
3 术语与定义 .......................................................................... 2
4 系统的组成与配置 .................................................................... 2
5 系统总体技术要求 .................................................................... 3
6 部件要求 ............................................................................ 5
7 试验方法 ............................................................................ 7
8 检验 ................................................................................ 9
9 标志、包装、运输、储存 .............................................................. 9
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前言
本标准按照GBT/1.1
小型离网式家用光伏发电系统:技术规范
1 范围
本标准规定了小型离网式家用光伏发电系统的装置与分类、总体技术规范要求、部件技术要求、试验方法、检验规范、标志、包装、存储、运输等相关内容;
本标准的相关内容仅适用于带载能力低于3.5kW,直流输出48V及以下,交流输出220V的小型离网式家用光伏发电系统。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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术语与定义
3.1
离网式家用光伏发电系统Off-grid photovoltaic generation system for household利用太阳能电池板的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能,且为独立系统不与公共电网连接,供普通家庭使用的发电系统。
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系统的组成与配置
4.1系统的组成
小型离网式光伏发电系统由下述主要部件:太阳能电池组件(方阵)、支架结构、光伏控制器、光伏逆变器、储能蓄电池组,机箱、输入输出接口、显示指示面板、机柜及其他辅助功能模块等组成。
图1小型离网式家庭光伏发电系统主要部件组成示意图
4.2光伏系统的分类
光伏系统分类为:
a)按照输出特性可分为直流型、交流型以及交直流两用型;
b)按照是否并网、离网分为离网型、并网型;
c)按照系统的储能状况分为储能型、不带储能型。
4.3系统基本技术参数
4.3.1电压等级
系统直流输出的标称电压优选:5V / 12 V / 24V / 48V。
4.3.2系统交流输出
优选单相、正弦波、额定频率50Hz,额定电压220V。
4.3.3系统设计标称功率
按照系统的带载能力,宜小于3500W,分类优选:
350VA/440VA/560VA/700VA/875VA/1100VA/1400VA/1750VA/2200VA/2800VA/3500VA;
注:按照R10优选数系进行分类。
4.3.4系统额定的日平均设计耗电量
控制装置(控制器、逆变器)
①
④
⑤
⑧
⑥
⑦
②
主要部件组成:
①光伏太阳能板(方阵)
②控制装置(控制器、逆变器)
③储能蓄电池组
④AC负载输出端
⑤DC负载输出端
⑥总开关/ 保险阀
⑦显示指示面板
⑧机柜
③
蓄电池组
依据系统配置确定。
5 系统总体技术要求
5.1 环境要求
a) 光伏系统应能在下列条件下连续稳定的工作:
1) 室外温度应符合-30 ℃ ~ +55 ℃;
2) 室内温度应符合-10 ℃ ~+40 ℃;
3) 空气相对湿度应不大于90%;
4) 海拔高度不超过1000米。
b) 光伏系统在如下环境条件下运行时,应有生产厂家和用户共同确定技术要求和使用条件:
5) 室外温度超出-30 ℃ ~ +55 ℃的使用地区;
6) 室内温度超出-10 ℃ ~ +40 ℃;
7) 海拔高度超过1000米的地区;
8) 盐雾和沙尘严重的地区。
5.2 整机性能要求
5.2.1 输出特性
交流输出特性应符合标称正弦波 220V / 50Hz,系统交流输出电压偏差幅度不应超过额定值的±10%;正弦波的失真度不超过±5%;
直流输出特性应符合额定标称的直流电压,系统直流输出电压偏差幅度不应超过额定值的±10%。
5.2.2 连续供电特性
负载在25℃工作环境温度、最大额定功率工作状态下工作,系统在标称的日平均设计耗电量宜不超过蓄电池(组)电池容量的30%;蓄电池(组)的最大放电深度宜不超过80%。
5.2.3 带载及过载能力
a) 25℃环境温度,阻性负载输出功率工作在最大额定值时,系统(逆变器)连续工作可靠时间应不低于8小时;
b) 25℃环境温度,阻性负载输出功率工作在最大额定值的125%时,系统(逆变器)连续工作可靠时间应不低于1分钟;
c) 25℃环境温度,阻性负载输出功率工作在最大额定值的150%时,系统(逆变器)连续工作可靠时间应不低于10秒。
5.3 光伏系统的配置基本要求
5.3.1 光伏太阳能板(方阵)的配置要求
光伏太阳能板(方阵)的峰值总功率设计,需要充分考虑系统的用能需求;受限于光伏太阳能电池板(方阵)的光电转化效率、使用地的日照水平(日照辐射量)、倾斜角等,应充分满足与负载用能的需求匹配;使得该系统至少满足光伏系统日发电量乘以光伏系统的效率,能平衡系统负载日平均用电量的需求。在正常状态下,系统光伏太阳能电池板(方阵)的峰值功率设计应使得,系统日平均发电量至少大于日平均设计耗电量的1.8倍以上。
注:光伏系统的效率主要受光伏太阳能板的温度损耗、组合损耗、遮挡损耗,对储能蓄电池的充放电效率、控制器的功率调节损耗、逆变器的逆变效率等制约。
5.3.2 储能蓄电池组的容量配置要求
T/SZSA 021—2024
储能蓄电池组,应根据蓄电池类型、设计的最大放电深度,循环寿命、充放电效率等因素,充分考虑设计用电负载耗电量状况,光伏太阳能板(方阵)对蓄电池的充电情况,天气因素等,以满足系统的储能用电容量设计需求,
7
优选如下:
a)蓄电池组容量设计
蓄电池总容量的30%容量值,应大于日平均设计使用耗电量,即负载工作在最大额定功率下,在日平均标称设计使用时间h内的耗电量.
b)循环寿命
受限于电池不同类型(如铅酸型储能电池组/三元锂离子型储能电池组/ 磷酸亚铁锂型储能电池组)、充放电的放电深度、充放电电流、保护板控制管理等,储能装置的循环寿命应不低于正常工作条件下标称循环使用寿命的90%。
c)蓄电池组允许的最大放电深度
蓄电池组允许的最大放电深度应不低于80%。
5.3.3控制装置的配置要求
光伏控制器的配置选型应能充分满足系统充放电的设计需求,优选:其允许的最大功率应大于光伏太阳能电池板(方阵)峰值功率的1.5倍。
5.3.4逆变器的配置要求
逆变器的选用要充分考虑到负载带载能力的要求,优选逆变器的输出功率大于最大允许负载功率的1.2倍(阻性负载)。
5.4安全的总体要求
系统应满足基本的安全要求:
a)电气安全
1)符合GB/T 50054的要求;
2)系统所有电气设备的带电外露部分设有安全提示;
3)系统的过电压保护符合GB/T 14825的要求。
b)消防安全
符合DL 5027的要求。
c)防雷安全
符合GB/T 32512的技术要求。
5.5系统应具备的保护功能
系统应至少具备以下的保护功能:
a)过负载保护;
b)短路保护功能;
c)蓄电池过充电保护;
d)蓄电池过放电保护。
5.6电能品质要求
电能品质要求应:
a)系统的交流输出频率应保持在50Hz±2.5Hz范围内;
b)系统交流输出电压变化范围应不超过额定值±10%;
c) 正弦波的失真度不超过±5%;
d) 直流输出端口 5V / 低于48V直流输出。
6 部件要求
a) 具备对输出电压的控制功能。
b) 根据不同的蓄电池组类型,具备对蓄电池(组)的充放电管理控制功能。
d) 具备防止蓄电池(组)对光伏太阳能电池板(方阵)进行反向放电的保护功能。
e)
6.1太阳能光伏组件(方阵)6.1.1太阳能光伏组件(方阵)须选用符合GB/T9535 的要求并通过鉴定及定型的合格产品,主要性能包括:外观/ 绝缘性能/ 额定功率/ 室外暴露/ 紫外/ 热循环/ 湿冷/ 湿热/ 引线端强度/ 扭曲/ 机械载荷试验/ 抗热斑能力/ 低照度下的性能等。6.1.2馈线回路压降符合光伏太阳能电池板(方阵)输出额定工作电流时,从太阳能电池方阵到内部系统输入端的电压降,应不大于系统直流输出电压标称值的5%。6.1.3防护等级应不低于GB/T 4208-2017所规定的IP65要求。6.1.4太阳能电池板(方阵)的边框材料的材质优选铝合金,符合GB/T 5237.2-2008中的相关要求。6.1.5太阳能电池方阵支架,应满足长期室外使用,同时确保光伏组件、支架与基础间的连接牢固可靠。6.2储能蓄电池(组)6.2.1基于系统设计的带载能力、每日平均用电时间、负载的工作模式等因素,储能蓄电池的容量应满足系统耗电量的需求,储能蓄电池每日放电深度宜不超过30%,储能蓄电池的最大放电深度宜不超过80%。6.2.2储能蓄电池,宜选用具备深循环充放电能力,循环寿命高、安全稳定的储能蓄电池(组)。6.2.2.1锂离子蓄电池(组),须符合GB/T31214-2014 、NB/T42091-2016 等有关标准的安全与技术规范要求。6.2.2.2铅酸蓄电池组(组),须符合GB/T22473-2008、GB/T32504-2016 等有关标准的安全与技术规范要求。6.2.2.3其他类型的蓄电池(组),应符合有关国家与行业标准的规定。6.2.3电池间的连接紧固,电极应有防腐措施以保护蓄电池的电极端不被腐蚀。6.2.4电池的循环寿命符合配置及标称条件下的要求。6.3光伏控制器6.3.1光伏控制器的容量选择应能充分满足系统充放电的设计需求,宜大于光伏太阳能电池板(方阵)峰值功率的1.5倍。6.3.2光伏控制器应能满足GB/T 19064-2003 6.3 及IEC62509等相关标准的技术规范要求。6.3.3光伏控制器对蓄电池(组)进行充放电控制管理,应至少具备充满断开(HVD)和恢复功能,放电欠压断开(LVD)和恢复功能。6.3.4光伏控制器应具备如下基本功能:具备过电流和输出短路保护功能,过电流或短路故障排除后,应能自动或人工恢复至正常工作状态。
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f)具备对蓄电池(组)对过压与欠压保护功能,充满断开(HVD)和恢复功能,放电欠压断开(LVD
9
) 和恢复功能;可根据需求实现控制器的过压、欠压值的设定。
g)具备温度补偿功能,蓄电池、控制器超温保护功能。
6.3.5光伏控制器应具有明显的标志和接线端子,以满足符合光伏充电电路接入、储能蓄电池输入、逆变器接线等。
6.4光伏逆变器
6.4.1考虑到光伏系统的输出设计带载能力,光伏逆变器的输出功率的选型,宜大于系统总功率的1.2倍。
6.4.2系统所选用的逆变器,其各项性能应符合GB/T 20321.1 -2006 标准的要求。
6.4.3逆变器的输出端子,应考虑使用安全插座。
6.5显示系统与人机交互界面功能
6.5.1显示功能
应包括:
a)工作状态的指示功能和警示功能,如(充电状态、负载状态、电池荷电状态、故障状态等);
b)显示系统工作状态的具体信息(如:系统电压、蓄电池电压/电流、工作温度等);
c)也可利用控制器、逆变器的界面显示器,应在说明书中加以明确。
6.5.2人机交互功能
可进行可变参数的设置功能,(如系统过充电压及恢复电压、欠压电压及回复电压、温度补偿系数等)。
6.6机柜/机箱
6.6.1能安全可靠地安装和承载蓄电池组、控制器、逆变器等主要部件和内部接线。
6.6.2机柜和机箱等结构,能满足系统正常工作状态下的散热要求。
6.6.3满足IP 20的外壳防护等级要求。
6.7输入与输出的连接
6.7.1输入端口、输出端口的结构性能,应符合使用当地的标准规范要求。
6.7.2连接系统各部件的导线、接插件、开关等应符合国家相应技术标准等要求。
6.7.3限流设备、无论是保险、断路器、还是电子保护、应对负载及导线所能承受的最大电流起到有效的限流作用。
6.7.4输入输出的端口应有足够的防护结构,不会被人手直接触及。
6.7.5AC负载输出端,应符合GB2099.1以及GB1002与GB/T 1003-2016有关安全、型式、基本参数与尺寸的相关要求。
6.7.6 DC负载输出端12V /24V/48V,应符合GB/T 34134-2017有关安全、形式、基本参数与尺寸的相关要求。
6.7.7 DC负载输出端 5V输出,优选为USB TPYE-A型接口,应符合国际标准规范有关安全、形式、基本参数与尺寸等方面的要求。
6.8 线材
线材应当使用符合国家标准的绝缘导线:
a) 导线的选择须同时满足载流量、电压损耗和强度等条件,应保证导线不发热;
b) 设计需要满足系统模块中最大电流的限制需求;
c) 不得超过线材允许的工作温度限制。
7 试验方法
7.1 太阳能电池组件(方阵)的试验方法
太阳能电池组件的试验方法 按照GB/T 9535规定的方法进行试验。
7.2 储能蓄电池组
蓄电池组应委托有认证资格的质检机构进行监测。
7.3 光伏控制器
按照GB/T 19064-2003 6.3 及 IEC 62509 中的试验方法进行试验。
7.4 逆变器
按照GB/T 20321.2-2006中的标准要求进行试验。
7.5 系统的输出特性
图2 系统输出特性测试连接示意图
断开蓄电池组,调整直流电源,使得逆变器输入电压在额定值的90%~120%之间变化,逆变器输出功率为额定值,负载为纯阻性负载:
a) 用电压表测量输出电压值,判定是否符合5.2.1的要求;
b) 用示波器(或频率测试仪)测试输出波型的频率值和失真度,判定是否符合5.2.1的要求。
7.6 系统的保护功能试验
7.6.1 蓄电池过充电和过放电与恢复试验
直流电源
控制器
蓄电池组
逆变器
R
V1
I1
I2
V2
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蓄电池过充电和过放电与恢复试验,如下:
a)
11
断开蓄电池;
b)调节直流电源电压,启动逆变器,使负载开始工作,调整减小直流电源电压输出,当电压达到额定过放电欠压保护电压时,负载停止工作,系统进入过放电欠压保护状态;
c)调整增大直流电源电压,当电压升至额定过放电欠压保护恢复电压时,系统恢复工作状态;
d)继续调整增加直流电源电压,当电压升至额定过充电电压时,负载停止工作,系统进入过充电电压保护工作状态;
e)调整减小直流电源电压输出,当电压降至额定过充电恢复电压时,系统恢复工作状态。
7.6.2系统短路保护功能试验
系统短路保护功能试验,如下:
a)在系统输出正常条件下,人为负载端进行短路,系统应在小于0.5s进入保护状态;
b)自动保护型的系统,在短路解除恢复正常后,系统应能恢复正常输出;
c)使用熔断型保护的系统,在解除短路,更换保险后,应能恢复正常工作输出。
7.6.3过负载保护试验
过负载保护试验,按照5.2.3的要求进行试验。
7.7系统配置的合理性试验
7.7.1太阳能光伏组件(方阵)的设计峰值功率配置的合理性试验,按照5.3.1的要求进行判定。
7.7.2蓄电池的实际使用容量合理性试验,按照5.3.2的要求进行测试。
7.7.3光伏控制器的试验,GB/T 19064-2003 中的试验方法进行试验,按照6.3.1的要求进行判定。
7.7.4光伏逆变器的容量设计验证,按照GB/T 20321.2-2006中试验方法进行试验,按照6.4的要求进行判定。
7.8系统显示功能
7.8.1在进行电性能测试时,应同时观察与记录系统的指示功能和警示功能工作状态是否正常,显示是否清晰正确。
7.8.2验证可变参数的设置功能是否正常。
8检验
8.1出厂检验
构成系统的所有部件和其他零配件等均应制造商进行出厂检验,并提供检验合格证。
8.2型式检验内容与规则
依据下表推荐做型式检验和判定规则:
表1型式检验和判定规则
序号
检验项目
技术要
试验方法
求
1
太阳能电池组件(方阵)技术要求
6.1
按照7.1试验方法,及参照GB/T 9535 相关标准
2
储能蓄电池(组) 安全、循环寿命
6.2
按照7.2试验方法,及GB/T31214-2014 NB/T 42091-2016 GB/T 22473-2018 GB/T32504-2016 相关标准要求;
3
光伏控制器
6.3
按照7.3试验方法,参考GB/T 19064-2003相关标准
4
逆变器
6.4
按照7.4试验方法,参考GB/T 20321.2-2006相关标准
5
系统的输出特性
6.5
按照7.5试验方法
6
系统的保护功能--蓄电池过充电及过放电与恢复特性
6.6.1
按照7.6.1试验方法
7
系统短路保护
6.6.2
按照7.6.2试验方法
8
过负载保护
6.6.3
按照7.6.3试验方法
9
系统配置的合理性判定
5.3
按照7.7.1 、7.7.2、7.7.3、7.7.4的试验方法
10
系统的显示功能
6.5
按照7.8试验方法
9 标志、包装、运输、储存
9.1 标志
小型离网式太阳能光伏发电系统应有标志铭牌,铭牌位置应置于机箱外壳宜观察、不妨碍美观的合适位置,系统的标志铭牌应至少包含如下信息:
a) 产品的型号、名称;
b) 系统输出的主要特性参数,如 输出额定电压、最大电流、带载额定功率、输出频率等;
c) 光伏太阳能板(方阵)的功率;
d) 储能蓄电池相关信息;
e) 生产企业名称;
f) 出厂编号与出场日期等。
9.2 包装
包装应满足:
a) 包装外箱应满足正常的运输条件,体积、质量满足运输规定,包装箱与产品间应填有缓冲材料;
b) 包装外箱应有运输标志且符合GB/T 191-2000的规定;
c) 包装箱应符合防潮、防尘、防震的要求;
d) 包装箱内应有装箱单、产品使用说明书或技术手册、合格证、附件以及随机文件。
9.3 运输
运输应满足:
a) 产品在运输中,应确保安全,应有遮篷,不应有剧烈振动、撞击;
b) 蓄电池组的运输应符合相应的安全法律法规要求。
9.4 贮存
贮存应满足:
a)产品贮存在干燥、通风、防晒、远离热源和无挥发腐蚀品的室内,符合GB/T 3873 的规定;
b)在贮存期间应定期(一个月左右)对蓄电池组进行补充电一次。
