附录A并网光伏发电系统电能质量检测陕西省质量技术监督局.docx

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附录A并网光伏发电系统电能质量检测陕西省质量技术监督局

DB××

陕西省地方标准

DB××/×××—××××

并网光伏发电系统通用技术要求

UniversaltechnicalrequirementofPVgenerationsystemforgrid-connected

（征求意见稿）

2013－××－××发布2013－××－××实施

陕西省质量技术监督局发布

前言

本标准的附录A、B和C为资料性附录。

本标准由陕西光伏产业有限公司提出。

本标准由陕西省质量技术监督局归口。

本标准由陕西光伏产业有限公司负责起草。

本标准主要起草人：

本标准由陕西光伏产业有限公司负责解释。

并网光伏发电系统通用技术要求

1范围

本标准适用于通过逆变器以低压方式与常规电网连接的并网光伏发电系统。

本标准提出了并网光伏发电系统电能质量要求、安全与保护、电气安装要求、接入系统、防雷与接地、监控系统等。

中压或高压方式的并网光伏发电系统的相关部分，也可参照本标准。

本标准适用于并网光伏发电系统。

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，仅注日期的版适用于本文件。

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/T2297-1989太阳光伏能源系统术语

GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差

GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变

GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波

GB/T15543-2008电能质量三相电压允许不平衡度

GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差

GB/T18479-2001地面用光伏（PV）发电系统—概述和导则

GB/T20513-2006光伏系统性能监测—测量、数据交换和分析导则

GB/T20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性

GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求

IEC62109-1-2010光伏发电系统用电力转换设备的安全第1部分通用要求

IEC62109-1-2010光伏发电系统用电力转换设备的安全第2部分对逆变器的特殊要求

SJ/T11127-1997光伏（PV）发电系统的过电压保护—导则

3术语和定义

3.1并网光伏发电系统Grid-connectedPhotovoltaicsystem

光电组件发出的直流电通过逆变器变换为交流电后直接并入低压输电网中的发电系统。

注：

本标准中并网光伏发电系统也简称为光伏系统。

3.2电网Grid

在电力系统中，联系发电和用电的设施和设备的统称。

属于输送和分配电能的中间环节，它主要由联结成网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。

3.3功率调节器Powerconditioner

将光伏方阵的直流（dc.）电能转化为满足供电机构要求的交流（ac.）电能的子系统。

在光伏发电系统中，用于把电能转换为一种或多种适于后续负载使用的电器设备。

最大功率跟踪控制器和逆变器均属于功率调节器的一部分

3.4电网保护装置Gridprotectiondevice

监测公用电网，在指标越限状态下将光伏发电系统与电网安全分离的装置。

3.5光伏系统电网接口PVsystem-Utilityinterface

功率调节器、当地交流负载和电网之间的相互联接点，一般指公共连接点（PCC）。

3.6孤岛效应Islanding

电网失压时，并网光伏发电系统仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。

3.7低电压穿越Lowvoltageridethrough

当电网故障或扰动引起光伏发电系统并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，光伏光伏发电系统能够不间断并网运行。

3.8逆变器Inverter

将直流电变换为交流电的设备。

是功率调节器的一部分。

3.9备用电源系统Emergencypowersupplysystem

当电网因故停电时能够为应急负载继续供电的电源系统，它一般含有逆变器、保护开关、控制电路和储能装置（如蓄电池）等。

4电能质量要求

关系到供电、用电系统及其设备正常工作（或运行）的电压、电流的各种指标偏离规定范围的程度，衡量供电电能的技术参数。

光伏系统向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量应受控，在电压、波动、频率、谐波和功率因数方面应满足实用要求并符合标准。

出现偏离标准（电压凹陷、瞬断等）的越限状况，应将光伏系统与电网分离。

除非另有要求，应保证所有电能质量参数（电压、频率、谐波等）在光伏系统电网接口处可测量。

4.1工作电压

为了使当地交流负载正常工作，光伏系统的电压应与电网相匹配。

电网额定电压，三相为400V，单相为230V。

正常运行时，电网公共连接点（PCC）处的电压允许偏差应符合GB/T12325的规定。

交流输出端口20kV及以下三相电压的允许偏差为额定电压的7%，220V单相电压的允许偏差为额定电压的+7%、-10%。

4.2频率

光伏系统应与电网同步运行。

电网额定频率为50Hz，光伏系统的频率允许偏差应符合GB/T15945-2008的规定，即偏差值允许0.5Hz。

频率工作范围在49.5～50.5Hz之间。

4.3谐波

光伏系统在运行时不应造成电网电压波形过度的畸变，和/或导致注入电网过度的谐波电流。

公用电网谐波电压不应超过GB/T14549规定的限值，电压总谐波畸变率≤5%，奇次谐波电压含有率≤4%，偶次谐波电压含有率≤2%。

光伏系统在额定输出时，电流总谐波畸变率≤5%，各次谐波电流含有率≤4%。

4.4功率因数（PF）

当光伏系统中逆变器的输出大于其额定输出50%时，功率因数不小于0.98（超前或滞后），输出功率在20%~50%时，功率因数不小于0.95（超前或滞后），功率因数计算公式为：

式中；Pout―逆变器输出的有功功率，KV；Qout―逆变器输出的无功功率，KVAR。

4.5电压不平衡度

光伏系统（仅对三相输出）的运行时，接入的电网公共连接点的三相电压不平衡度不超过GB/T25543-2008规定的限值，负序电压不平衡应不超过2%，短时不超过4%；逆变器在并网运行时引起电网公共接点的负序电压不平衡一般不超过1.3%，短时不超过2.6%。

5安全与保护

光伏系统和电网发电异常或故障时，为保证设备和人身安全，防止事故范围扩大，应设置相应的并网保护装置。

安全保护主要包括：

过/欠电压、过/欠频率、防孤岛效应、低电压穿越、防雷和接地等等措施

5.1过/欠电压

单相220V，偏差在额定电压的+10%、-15%范围内，三相380V，偏差为额定电压的±10%范围内，光伏系统应能正常工作；其他等级的设备符合GB/T12325要求，电网电压超出范围时，光伏系统应在下表规定时间内切断向电网供电，并发出警示信号：

表1过/欠压响应时间

电压a（光伏系统交流输出电压端）

最大跳闸时间

V＜50%V标称

0.1s

50%V标称≤V＜85%V标称

2.0s

85%V标称≤V≤110%V标称

连续运行

110%V标称＜V＜135%V标称

2.0s

135%V标称≤V

0.05s

a：

有效电压

注1：

最大跳闸时间是指异常状态发生到光伏系统停止向电网供电的时间。

注2：

对于具有低电压穿越功能的光伏系统，以低电压穿越优先。

5.2过/欠频率

光伏系统应与电网同步运行。

电网额定频率为50Hz，光伏系统的频率允许偏差应符合GB/T15945-2008的规定，即偏差值允许0.5Hz。

频率工作范围在49.5～50.5Hz之间。

电网频率在额定频率变化时，光伏系统的工作状态应满足表2要求：

表2频率异常响应

频率范围

光伏系统响应

低于48Hz

0.2s内停止运行

48-49.5Hz

10min后停止运行

49.5-50.2Hz

正常运行

50.2-50.5Hz

2min后停止运行，此时处于停止运行状态的光伏系统不得并网

高于50.5Hz

0.2s内停止向电网供电，此时处于停止状态的光伏系统不得并网

5.3电网失压（防孤岛效应）

当并网光伏系统并入的电网失压时，必须在规定的时限内将该光伏系统与电网断开，防止出现孤岛效应。

应设置至少各一种主动和被动防孤岛效应保护。

主动防孤岛效应保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等。

被动防孤岛效应保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等。

当电网失压时，防孤岛效应保护应在2s内动作，将光伏系统与电网断开。

注1：

光伏系统与电网断开不包括用于监测电网状态的控制和信号回路。

5.4低电压穿越

大中型光伏发电系统应具备一定的耐受电压异常的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的损失。

当并网点电压在图1中电压轮廓线及以上的区域内时，光伏发电系统必须保证不间断并网运行；并网点电压在图中电压轮廓线以下时，允许光伏发电系统停止向电网线路送电。

图1大型和中型光伏发电系统的低电压耐受能力要求

UL0：

为正常运行的最低电压限值；

UL1：

需要耐受的电压下限；

T1为电压跌落到UL1时需要保持并网的时间；

T2为电压跌落到UL0时需要保持并网的时间。

注1：

对于三相短路故障和两相短路故障，考核电压为光伏电站并网点线电压；对于单相接地短路故障，考核电压为光伏电站并网点相电压。

UL1、T1、T2数值的确定需考虑保护和重合闸动作时间等实际情况。

实际的限值应按照接入电网主管部门的相应技术规范要求设定。

低电压穿越适用于大中型光伏发电系统，对于小型光伏发电系统，为了使当地交流负载正常工作，输出端电压应与电网相匹配。

正常运行时，小型光伏发电系统在并网点处的电压允许偏差应符合GB/T12325-2008《电能质量供电电压允许偏差》的规定。

对于小型光伏发电系统，当并网点处电压超出5.1中表1规定的电压范围时，应停止向电网线路送电。

5.5恢复并网

由于超限导致光伏系统与电网断开后，光伏系统应保持离网，直到电网恢复到允许的电压和频率范围后5min以上才可再并网。

5.6直流隔离

在正常或非正常情况下，光伏系统逆变器输出的向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的1%（逆变电源系统和电网宜通过专用变压器隔离连接）。

5.7防雷和接地

光伏系统和并网接口设备的防雷和接地，应符合SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护－导则》中的规定。

5.7.1接地

接地分为设备接地和系统接地，常用的光伏发电系统接地方法，如图2。

5.7.1.1设备接地

设备接地是指将金属箱体、盒、支架和设备外壳连接到接地基准点上，如果箱体带电时（和带电的电路接触）可以将电流分流到大地。

5.7.1.2系统接地

如果光伏发电系统中一根带电导线连接到设备接地端，那么该光伏发电系统为系统接地。

系统接地会是很重要的，因为当系统正常工作时，它能够稳定电气系统对地的电压。

它还能在发生故障时，使过流装置容易运行。

由于这些目的可以通过其他方法实现，所以系统接地可以采用也可以不采用。

当采用系统接地时，二线系统中的一根导线，或三线系统中的中线（中心抽头）应按照下列方法牢固地接地：

a）直流电路可以在光伏方阵输出电路的任意一点上接地。

但是，接地点应尽可能置于靠近光伏组件和任何其他元件如开关。

熔断器、保护二极管之前，这样能更好地保护系统免遭雷电引起的电压冲击。

b）当从方阵中拆去任何