DB15/T 845-2015 内蒙古高速公路监控风光互补供电系统设计规范

DB15/T 845-2015 Design Specification for Wind and Sunlight Cogeneration Power Supply System Monitoring and Control System on Inner Mongolia Expressway

内蒙古自治区地方标准 简体中文 现行 页数:23页 | 格式:PDF

基本信息

标准号
DB15/T 845-2015
标准类型
内蒙古自治区地方标准
标准状态
现行
中国标准分类号(CCS)
国际标准分类号(ICS)
发布日期
2015-04-01
实施日期
2015-07-01
发布单位/组织
内蒙古自治区质量技术监督局
归口单位
-
适用范围
-

发布历史

研制信息

起草单位:
起草人:
出版信息:
页数:23页 | 字数:- | 开本: -

内容描述

ICS27.010

F10

备案号:45707-2015DB15

内蒙古自治区地方标准

DB15/T845—2015

a

——

——

内蒙古高速公路监控

风光互补供电系统设计规范

Designspecificationforwind-solarhybridpowersupplysystemofmonitoring

projectofInnerMongoliaexpressway

b

c

2015-04-01发布2015-07-01实施

内蒙古自治区质量技术监督局发布

注1:

DB15/T845—2015

目次

前言..............................................................................II

1范围..........................................................................................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................................................................................1

3术语和定义..............................................................................................................................................1

4系统容量设计...........................................................................................................................................3

4.1推荐使用区...................................................................................................................................3

4.2气象水文地质勘测.......................................................................................................................3

4.3容量确定.......................................................................................................................................3

4.4容量计算.......................................................................................................................................3

5系统基本技术指标...................................................................................................................................5

5.1太阳能光伏组件...........................................................................................................................5

5.2风力发电机组...............................................................................................................................5

5.3蓄电池组件...................................................................................................................................6

5.4风光互补控制器...........................................................................................................................6

5.5蓄电池保温箱...............................................................................................................................7

5.6系统管理软件...............................................................................................................................7

6安装要求...................................................................................................................................................8

6.1太阳能光伏组件...........................................................................................................................8

6.2风力发电机组...............................................................................................................................8

6.3蓄电池...........................................................................................................................................8

6.4配电线...........................................................................................................................................8

6.5蓄电池保温箱...............................................................................................................................8

6.6系统防雷接地................................................................................................................................9

6.7系统接地........................................................................................................................................9

7塔架和地基设计......................................................................................................................................9

附录A(资料性附录)内蒙古地区气象资料..........................................10

I

DB15/T845—2015

前言

本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。

本标准由内蒙古自治区交通运输厅归口。

本标准主要起草单位:内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司。

本标准参与起草单位:内蒙古交通设计研究院有限责任公司、广州九昭电子信息技术有限公司、内

蒙古埃伊尔科工贸有限责任公司、北京瑞华赢科技发展有限公司。

本标准主要起草人:孙广利、辛强、王树林、关曙光、高延奎、高登云、闫旭亮、李美萍、郭子

仪、韩巧丽、赵舞台、李宏军、卢艳伟、高俊林、宝勇、武皓杰、陈培秋。

II

DB15/T845—2015

内蒙古高速公路监控风光互补供电系统设计规范

1范围

本标准规定了负载(混合)总功率70W及以下的风光互补供电系统的术语和定义、容量设计、基本

技术指标、安装要求及塔架和基地的设计等内容。

本标准适用于内蒙古地区高速公路监控系统风光互补供电系统。

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。

GB/T2297太阳光伏能源系统术语

GB/T9535地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型

GB/T10760.1离网型风力发电机组用发电机第1部分:技术条件

GB/T19068.1离网型风力发电机组第1部分:技术条件

GB/T19115.1离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件

GB/T25382离网型风光互补发电系统运行验收规范

CECS84:96太阳光伏电源系统安装工程设计规范

CECS85:96太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范

JTGD81公路交通安全设施设计技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T2297、GB/T19115.1中的某

些术语和定义。

3.1

太阳辐射能量的计量solarradiationenergymeasurement

太阳辐射到单位面积上的辐射功率称为辐射度(也可称为光照强度),单位为瓦/平方米(W/m2)。

而在一段时间内,太阳辐射到单位面积上的辐射能量称为辐射量,单位为千瓦时/平方米·年(kWh/m2·y)、

千瓦时/平方米·月(kWh/m2·m)或千瓦时/平方米·日(kWh/m2·d),表示在一段时间里单位面积上

接收的太阳辐射总量。

3.2

太阳高度角solarelevationangle

1

DB15/T845—2015

太阳光线与观测点水平面的夹角,称为该观测点的太阳高度角。

[GB/T2297-1989,定义5.10]

3.3

太阳能光伏组件photovoltaicmodules

具有封装及内部联结的、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能光伏组件组合装置。

[GB/T2297-1989,定义4.1]

3.4

峰瓦wattspeak

指太阳电池组件方阵,在标准测试条件下的额定最大输出功率。

[GB/T2297-1989,定义4.59]

3.5

隔离二极管blockingdiode

与太阳电池组件或太阳电池板串联的二极管,用于防止反向电流。

[GB/T2297-1989,定义4.26]

3.6

旁路二极管bypass(shunt)diode

与太阳电池、太阳电池组件或太阳电池板并联的二极管,当部分太阳电池、太阳电池组件或太阳电

池板被遮挡或损坏时,方阵中的太阳电池可由旁路二极管形成通路,保证整个方阵还能正常工作。

[GB/T2297-1989,定义4.27]

3.7

太阳能光伏组件转换效率photovoltaicconversionefficiency

是指受光照太阳电池的最大输出电功率与入射到该电池受光表面上的全部光功率之比。

3.8

风光互补供电系统wind-solarphotovoltaicbridgegenerateelectricitysystem

由风力发电机组和太阳电池组件共同构成的能够将风的动能和太阳的光能转换为电能的混合发电

系统。

[GB/T19115-1,定义3.1]

2

DB15/T845—2015

3.9

浮充电floatingcharge

把充电电路和储能元件的供电电路并联接到负载上,充电电路在向负载供电的同时,仍向储能元件

充电,只有当充电电路断开时储能元件才向负载供电的一种充电运行方式。

4系统容量设计

4.1推荐使用区

依据GB/T19115.1-2003中5.1,风光互补发电系统适用于年平均风速大于3.5m/s,且年度太阳能

辐射总量不小于5000MJ/㎡的地区。

4.2气象水文地质勘测

开展设计前,应对当地的气象水文地质资料等进行调查与勘测。内蒙古主要行政区域的太阳月平均

日照时数、太阳能日辐射总量、风能月平均风速和月平均气温参见附录A,仅供参考。

4.3容量确定

根据用电设备的使用要求,确定风光互补供电系统的容量。计算24h负载消耗功PL(Wh)按(1)

式计算。

……………()

PLIVh1

式中:

I——工作电流,单位为安培(A);

V——工作电压,单位为伏(V);

h——日工作时间,单位为小时(h)。

4.4容量计算

4.4.1太阳能光伏组件容量计算

4.4.1.1进行太阳能光伏组件容量的计算需要确定如下数据:

a)确定所有负载功率、额定工作电压及连续工作时间;

b)确定太阳能光伏组件安装的地理位置:经度、纬度;

c)确定安装地点的气象资料:年(或月)太阳能辐射总量或年(或月)平均日照时数、年平均气温和

极端气温;最长连续阴雨天数;最大风速及冰雹等特殊气候资料。

4.4.1.2对太阳能光伏组件的功率宜以太阳平均日照时数为依据,按式(2)进行计算。

3

DB15/T845—2015

P

WL……………(2)

PT

式中:

WP——太阳能光伏组件功率,单位为瓦(W);

PL——负载消耗功,单位为度(Wh);

T——当地峰值日照时数,单位为小时(h);

——系统损耗系数。

系统损耗系数主要有线路损耗、控制器接入损耗、充放电损失、太阳能光伏组件玻璃表面灰尘遮

蔽损失及安装倾斜角不能兼顾冬季和夏季等因素,一般在1.6~2之间选取。考虑剩余电量给蓄电池充电,

该系数要选取较大值。

4.4.1.3太阳能光伏组件的工作电流IP(A)按(3)式计算,进行选择太阳能光伏组件时参考。

P(1Q)

ID……………(3)

PVT

式中:

Q——自给天数的富余系数,取0.21-1.00;

PD——负载的日平均消耗功PL减去风力发电机日平均发电功,单位为瓦(W);

T——当地峰值日照小时数,单位为小时(h)。

4.4.1.4太阳能光伏组件的工作电压VP(V)按(4)式计算并进行校核,根据VP,选择太阳能光伏

组件。

VPVFVDVt……………(4)

式中:

VF——蓄电池浮充电压,铅酸蓄电池单体浮充电压为2.2V;

VD——线路电压损耗,为负载电压的3%;

2.1

V(t25)V

VtF

t——组件温度补偿电压,单位为伏(V),430。

4

DB15/T845—2015

4.4.2风力发电机组容量选配原则

在风光互补供电系统中优先使用太阳能光伏组件,根据当地自然条件合理选配风力发电机组容量。

4.4.3蓄电池组容量计算

蓄电池组的输出电压必须与风力发电机组、太阳能光伏组件的输出电压相匹配。蓄电池组容量按式

(5)计算。

APLtN1

Bc……………(5)

VCc

式中:

B

c——蓄电池容量,单位为安时(Ah);

A——安全系数,取值为1.1-1.4;

PL——负载消耗功,单位为瓦时(Wh);

t——温度系数,一般在0℃以上取1,-10℃~0℃取1.1,-10℃以下取1.2;

N1——自给天数,单位为天(d),即最长连续阴雨天数与最长连续风力低于风力发电机组切入风

速的天数之差;

C

c——放电深度,即蓄电池技术参数,按相关规范要求。

5系统基本技术指标

5.1太阳能光伏组件

5.1.1光电转换效率应不小于14%。

5.1.2应有旁路二级管。

5.1.3光伏组件应符合GB/T9535的要求。

5.2风力发电机组

5.2.1宜选用永磁式发电机,应符合GB/T10760.1的技术要求。

5.2.2额定风速:8m/s,也可根据当地风资源实测选取。

5

DB15/T845—2015

5.2.3切入风速宜选低值。

5.2.4机组应符合GB/T19068.1技术要求。

5.2.5应有刹车保护系统。

5.3蓄电池组件

5.3.1宜选用密封免维护阀控胶体电池。

5.3.2选用的蓄电池必须是经过有认证资格的检测机构按照相关国家或行业标准进行测试检验合格的

蓄电池。

5.4风光互补控制器

5.4.1系统额定输出电压可选12V/DC;24V/DC;220V/AC。

5.4.2最大充、放电电流≥30A。

5.4.3允许太阳能光伏组件最大开路电压≥50V。

5.4.4控制器损耗不超过额定充电电流的1%。

5.4.5充放电回路压降不超过其输出端电压的3%。

5.4.6通讯接口类型可选RS232、RS485、RJ45或无线模块。

5.4.7应有本地实时显示报警功能,应能显示太阳能光伏组件方阵、风力发电机组的输入电压/电流、

蓄电池组电压和放电电流、蓄电池过、欠压报警。

5.4.8现场控制器的实时监控功能部分应具有:

a)实时监视供电系统工作状态;

b)采集和存储供电系统运行参数;

c)能够按照管理中心的命令对供电系统进行控制。

5.4.9应有蓄电池管理功能,能独立控制主次负载设备供电状态,合理调配蓄电池电量,优先保证通

信设备正常工作。

5.4.10对于不具备阻止蓄电池向风力发电机、太阳能光伏组件反向放电功能的控制器,需在风力发电

机和蓄电池组之间安装一个防反二极管,防止蓄电池向风力发电机放电。

6

DB15/T845—2015

5.4.11应有系统保护和报警功能:短路保护;反向放电保护;过、欠电压保护等,并通过报警端口进

行报警。

5.4.12应有本地数据存储功能。

5.4.13应有应急充电接口,并符合供电系统蓄电池最大额定充电电流要求。

5.4.14应有温度补偿功能。

5.4.15应有最大功率点跟踪(MPPT:MaximumPowerPointTracking)技术。

5.4.16应有脉冲宽度调制(PWM:PulseWidthModulation)控制模式。

5.4.17工作环境适应温度应与工程所在地地区极端气温相匹配。

5.4.18实现对供电系统的应急维护,宜采取对远端传输设备应配置光旁路器。

5.5蓄电池保温箱

5.5.1依据CECS85,保温箱放置地点应选择干燥地区。

5.5.2箱体钢板厚度为应不小于2.0mm,宜用不锈钢钢板材料制作。

5.5.3箱体制作为双层钢板结构,钢板中间夹层嵌入不小于5mm聚氨酯泡沫或石棉等保温材料。

5.5.4保温箱埋地应具有防尘、防水功能。

5.5.5蓄电池保温箱底部应有橡胶衬板,使蓄电池与箱体有效隔开,防止电解液泄露对箱体的腐蚀。

5.5.6依据CECS84,在环境温度低于0℃时或高于35℃时蓄电池组应设置防冻或防晒隔热保温箱。

5.6系统管理软件

5.6.1通信功能:应能支持光纤通信或无线通信等方式。

5.6.2显示功能:能显示供电系统各组件的电压电流、负载电流、累计发电量及负载累计用电量等参

数。

5.6.3报警功能:组件出现故障或组件参数达到报警阈值时,可发出报警信号。

5.6.4应有故障自动检测功能。

7

DB15/T845—2015

5.6.5应有统计、打印功能和历史记录查询功能。

5.6.6应可直观地以地理信息系统显示方式表述供电系统位置。

6系统安装要求

6.1太阳能光伏组件

6.1.1太阳能光伏组件应设置在四周无遮挡障碍物的场所。各太阳能光伏组件阵列之间应相距大于等

于3米。

6.1.2太阳能光伏组件方位角选择可引用民用建筑的相关标准。

6.1.3太阳能光伏组件安装倾斜角的计算,按照CECS84的相关要求执行。

6.1.4太阳能光伏组件安装要牢固,依据CECS84,安装地点的当地最大风力大于10级的场所应采取

加固措施,同时满足公路交通安全设施相关标准。

6.2风力发电机组

6.2.1风力机宜安装于杆顶。

6.2.2风力机叶片距离太阳能光伏组件支架必须≥30cm。

6.2.3风力机安装紧固件应按50年一遇最大风速进行验算,并符合国家、行业相关标准要求。

6.3蓄电池

6.3.1若采用并联方式时,电池组不宜超过4组。

6.3.2蓄电池装入箱体后蓄电池与箱体四周及上方应留有不小于30mm间隙,蓄电池之间间距应不小

于10mm,蓄电池不能倒置。

6.4配电线

电源线缆应采用铜芯线缆,其截面积不小于4mm2。

6.5蓄电池保温箱

6.5.1蓄电池保温箱对外排气管管口距离地面高度应不低于500mm,且应在管口安装防虫网。

6.5.2蓄电池保温箱至供电对象设备箱的电源电缆、控制电缆等应通过管道与杆件内孔方式引入。

8

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6.6系统防雷接地

6.6.1系统防雷接地应独立接地。

6.6.2应有安装有电源和信号防雷器。

6.6.3防雷接地包括避雷针(带)、引下线、接地体等,依据GB/T25382,接地电阻应≤10Ω,并单

独设置接地体。

6.7系统接地

安全接地、工作接地、屏蔽接地包括风力发电机外壳、太阳能光伏组件框架、支架、设备、机箱外

壳、金属线管及蓄电池等,依据GB/T25382,接地电阻应≤4Ω。

7塔架和地基设计

7.1载荷计算应包括风、雪、地震等荷载,计算方法应符合国家、行业相关标准要求。

7.2塔架设计与验算应符合JTGD81的要求。

7.3地基的设计与验算应符合JTGD81的要求。

9

DB15/T845—2015

附录A

(资料性附录)

表A.1内蒙古地区气象资料

29

-

3.681.7420.2

50.25

120.18224.23

额尔古纳右旗

28

-

根河3.681.1818.3

121.550.78203.8

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