新建新能源基站技术要求

1 新建新能源基站技术要求新建新能源基站技术要求 目目 录录 1 范围及目的 1 1 1 范围 1 1 2 目的 1 2 参考文件 1 3 设备性能指标 2 3 1 太阳能供电系统 2 3 1 1 工作环境条件 2 3 1 2 光伏组件 2 3 1 2 1 目前主流单晶光伏组件的技术参数 2 3 1 2 2 目前主流多晶光伏组件的技术参数 3 3 1 2 3 单晶组件与多晶组件的性能比对 3 3 1 3 支架结构形式 4 3 1 3 1 近地支架 4 3 1 3 2 架高支架 4 3 1 3 3 屋顶支架 5 3 1 4 光伏支架基础 5 3 2 风能供电系统 6 3 2 1 工作环境条件 6 3 2 2 技术要求 6 3 2 3 塔架选型及技术要求 7 3 2 4 卸荷器 8 3 3 一体化控制器选型及技术要求 8 3 4 电池共用管理器 9 3 4 1 设备用途 9 3 4 2 基本功能 9 3 4 3 技术指标 10 3 4 4 性能要求 10 3 5 直流远供电源系统 10 3 5 1 系统原理 10 3 5 2 应用方案 11 3 5 3 远供电源局端系统 11 3 5 3 1 技术指标 12 3 5 3 2 设备功能 12 3 5 4 远供电源远端系统 13 3 5 4 1 技术指标 13 3 5 4 2 设备功能 13 4 设备安装规范 13 4 1 太阳能供电系统的安装要求 13 4 1 1 站址踏勘 13 4 1 2 光伏组件安装方位角及方阵排列间距需求 14 4 1 3 组件采用压块安装结构方式时要求 14 4 1 4 支架安装垂直度偏差 14 2 4 1 5 支架安装的允许偏差 14 4 1 6 组件安装允许偏差 14 4 1 7 混凝土基础尺寸允许偏差 14 4 1 8 支架基础预埋螺栓 预埋件 允许偏差 14 4 1 9 太阳能系统安装注意事项 15 4 2 风力发电机组安装要求 15 4 2 1 选址注意事项 15 4 2 2 基础注意事项 17 4 2 3 风机安装注意事项 17 4 3 直流远供电源设备安装要求 17 4 3 1 现场勘测要求 17 4 3 2 设备安装要求 17 4 3 2 1 远供电源局端设备安装 17 4 3 2 2 远供电源远端设备安装 18 1 1 范围及目的范围及目的 1 1 范围 本技术指导意见适用于中国铁塔股份有限公司新能源基站的新建工程 存量改造站点的 维修 更换 整治可参照执行 1 2 目的 光伏系统的应用作为稳定成熟的发电项目国家在 十三五 规划目标 2020 年将达到 150GW 每年新增约 20GW 约占中国年度总发电装机容量的 22 铁塔公司在国内供给侧结 构性改革变化中 将会彰显企业社会责任 响应国家能源变革发展 扩大新能源占比 开展 能源生产和消费革命 推动能源结构转型 构建通信基站安全 稳定 经济的现代化能源体 系 充分利用部分地区优质太阳能和风力资源 推进风光条件具备的通信基站新能源优化建 设 将全球领先的光伏产品 领先的系统集成技术 高效的管理与中国铁塔公司深入合作 共同推动基站能源结构优化和节能减排 规模化应用新能源供电 推进资源共享共赢 实现 国家新能源示范点 宏伟蓝图 2 2 参考文件参考文件 GB 2297 1989 太阳光伏能源系统术语 IEC 61215 2005 地面用晶体硅光伏组件 PV 设计鉴定和定型 GB 16895 32 2008 建筑物电气装置 第 7 712 部分 太阳能光伏电源供电系统 GB T 9535 1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 IEC 61730 2 光伏组件安全认证 YD T 2321 2011 通信用变换稳压型太阳能电源控制器技术要求和试验方法 GB T 26264 2010 通信用太阳能电源系统 YD T 1669 2007 离网型通信用风 光互补供电系统 YD T 5040 2005 通信电源设备安装工程设计规范 GB 50010 2002 混凝土结构设计规范 GB 50017 2003 钢结构设计规范 YD T 1817 2008 通信设备用直流远供电源系统 详见附件 3 3 设备性能指标设备性能指标 3 1 3 1 太阳能供电系统太阳能供电系统 3 1 1 3 1 1 工作环境条件工作环境条件 工作温度 40 85 工作湿度 85 RH 海拔高度 5500m 3 1 2 3 1 2 光伏组件光伏组件 光伏组件 太阳能电池板 是太阳能发电系统中的核心部件 其作用是将太阳能转化为 电能 从原材料上分为单晶组件和多晶组件 图 1 单晶组件 图 2 多晶组件 3 1 2 1 3 1 2 1 目前主流单晶光伏组件的技术参数目前主流单晶光伏组件的技术参数 表 1 单晶光伏组件技术参数 性能指标性能指标单晶光伏组件单晶光伏组件 组件容量 265Wp 电池片尺寸 156mm 156mm 电池片数量60 片或 72 片 组件转换效率 16 额定工作电压31 0V 38 0V 年功率衰减 0 7 设计寿命25 年 外形尺寸 1650 1970 mm 990 992 mm 40 50 mm 重量18 5kg 26 5kg 注 单晶组件转换效率国标要求不低于 16 计算公式如下 100 Area m2 1000 W m2 太阳能板功率 P 效率 Efficiency mpp 16 2 100 2 2W 1000 太阳能板功率 效率 Efficiency mpp mAream P 100 99216501000 265 3 1 2 2 3 1 2 2 目前主流多晶光伏组件的技术参数目前主流多晶光伏组件的技术参数 表 2 多晶光伏组件技术参数 性能指标性能指标多晶光伏组件多晶光伏组件 组件容量 260Wp 电池片尺寸156mm 156mm 电池片数量60 片或 72 片 组件转换效率 15 5 额定工作电压30 0V 37 0V 年功率衰减0 7 设计寿命25 年 外形尺寸 1640 1960 mm 990 992 mm 35 40 mm 重量18 5kg 25 5kg 注 多晶组件转换效率国标要求比低于 15 5 3 1 2 3 3 1 2 3 单晶组件与多晶组件的性能比对单晶组件与多晶组件的性能比对 表 3 单晶 多晶光伏组件性能对比 单晶组件与多晶组件性能对比 性能指标单晶组件多晶组件 外观四个角有接近圆形的倒角 组件中间有金钱形窟窿电池片为直角的正方形或长方形 颜色黑色或深色浅色 转化效率 16 0 15 5 设计寿命25 年25 年 成本同规格下 比多晶高约 3 低 占地面积同规格容量下 占地面积略小稍大 综合比对 单晶组件的优势在于同等规格条件下 转化效率略高于多晶组件 1 1 5 占地面积 略小于多晶组件 较适用于安装容量大而安装空间较小的站点 且对于需要架高安装 的站点 也可以节省支架耗材 多晶组件的优势则在于产业化程度高 生产成本较低 地面大规模安装时性价比高 3 1 3 3 1 3 支架结构形式支架结构形式 3 1 3 1 3 1 3 1 近地支架近地支架 图 3 近地支架示意图 近地支架的形式节省材料 施工难度低 在周围无阴影遮挡 土地面积充足的情况下 考虑到建设成本 优先使用此种形式 3 1 3 2 3 1 3 2 架高支架架高支架 图 4 架高支架示意图 左图 架高立柱 右图 太阳能支架 在偏远地区安装时为了防盗 或者正常支架安装时周围有阴影遮挡 例如存在山体 树 木等遮挡物 或者因地面安装面积紧张需要前后排安装 后排支架可采用此种形式 一般 情况下不建议使用 3 1 3 3 3 1 3 3 屋顶支架屋顶支架 图 5 屋顶支架示意图 屋顶支架的形式可以节省太阳能组件的占地空间 在土地不充足而机房屋顶有足够承载 力的情况下可使用此种形式 3 1 4 3 1 4 光伏支架基础光伏支架基础 光伏支架基础包含预制基础 现场浇筑基础二种类型 表 4 不同类型的光伏支架基础性能对比 基础类型基础类型制作方式制作方式优点优点缺点缺点 预制基础 在混凝土搅拌站或专门的 混凝土预制构件厂按国家 标准要求或设计要求预制 的混凝土构件 施工工艺简单 快速 不 受施工现场取水困难的影 响 施工周期短 结构的整体性能较差 不 适用于抗震要求较高的结 构 安全系数比现场浇筑 方式低 运输难度高 现场浇筑 在施工现场按国家标准要 求或设计要求 进行现场 搅拌 浇筑 与钢结构连接之后整体力 学模型较好 各项力学模 型都可以符合当地地质情 况和相关规范要求 现场施工工艺相对预制基 础方式复杂 周期长 3 2 3 2 风能供电系统风能供电系统 3 2 1 3 2 1 工作环境条件工作环境条件 风力发电机具有常规型 沿海型 高寒型 沙漠型 4 种产品类型 可根据不同的应用环 境来选择风力发电机的产品类型 表 5 不同类型的风力发电机性能对比 种类种类 应用环境应用环境 常规型常规型沿海型沿海型高寒型高寒型沙漠型沙漠型 环境温度 25 45 25 50 40 45 30 55 相对湿度 95 RH 95 RH 95 RH 95 RH 海拔高度0m 2000m0m 2000m2000m 6000m0m 6000m 承受极限风速40m s50m s50m s50m s 特殊要求无防腐处理防冻处理防沙处理 3 2 2 3 2 2 技术要求技术要求 鉴于目前现有使用的 1kW 2kW 等小功率风机环境适应性较弱 运行故障率高 因此在 新建站点中采用风光互补供电系统时 风机选型采用 5kW 规格 5kW 风力发电机性能参数如下表所示 表 6 风力发电机性能参数 序号序号技术要求技术要求参数值参数值 1 轮毂高度极端风速 45m s 2 额定功率 5kW 3 切出风速 17m s 4 安全风速 50m s 5 工作转速 125 额定转速 6 空载电压 额定电压 65 额定转速 7 最大输出功率 1 5 倍额定功率 8 保护措施 1 保证机组运行时不超过最大工作转速 且在停机风速下 具备自动和人工两种停机方式 2 在设计极限风速以下 确保风力发电机组的安全可靠性 9 风能利用系数 0 36 10 整机效率 25 11 风轮单位扫掠面积材料占 有量 塔架以上部分 20kg m2 12 外壳防护等级 IP54 13 发电机类型无刷永磁直驱发电机 14 输出频率 20Hz 15 发电机效率 78 标准工况 16 耐压标准 发电机定子绕组应能承受历时 1min 的耐电压试验而不发生 击穿 试验电压的频率为 50Hz 正弦波形 试验电压的有效 值为 1000V 加 2 倍额定电压 17 第一次无故障运行时间 4320h 18 停机方式手动停机和自动停机 3 2 3 3 2 3 塔架塔架选型及技术要求选型及技术要求 1 塔架常见结构形式为斜拉杆 折叠杆等 2 塔架高度推荐不低于 8m 3 风机与塔架连接方式使用法兰连接 提高大风条件下的可靠性 4 塔架需满足在不同应用环境下的抗载荷 抗风荷设计要求 5 考虑风机安装的简易性及后期维护的便利性 建议使用斜拉杆 折叠杆安装方式 便于人工安装及维护 减少工作量 6 在风机工作风速范围内 塔架与机组内不应产生共振 7 沿海地区 塔架需满足防盐雾 防腐要求 8 沙漠型风机设计应满足防风沙要求 图 6 不同类型风机安装现场图 3 2 4 3 2 4 卸荷器卸荷器 1 卸荷器功率应不小于风力发电机功率的 1 6 倍 2 卸荷器满足室外安装等级要求 IP54 3 卸荷器必须可靠接地 线径不小于 6mm2 3 3 3 3 一体化控制器选型及技术要求一体化控制器选型及技术要求 表 7 一体化控制器技术参数 序号序号技术要求技术要求参数值参数值备注备注 1 应用条件室外型 室内型 2 规格尺寸19 寸标准机柜 壁挂型 3 显示功能 太阳能 风能 交流电源等设备的输入电压 输 出电压 输入电流 输出电流 输出功率 输出 电量 累计发电量 各具体分机的显示数据 负载电流 负载日用电量 负载累计用电量 蓄电池均浮充工作状态 充电电流 放电电流 放电电量 剩余电量 蓄电池可用时间 蓄电池 温度 控制器温度 系统均充电压 浮充电压 均充系数 浮充系数 一次下电 二次下电 均浮转换 过压下电 过 压回复等系数 系统过压告警 欠压告警 输出电流告警 熔断 器 断路器告警 温度报警 太阳能 风能 交流 模块故障 太阳能 风能 交流模块输出过流等 4 通讯接口RS485 接口 RJ45 接口接入动环监控 5 应急供电接口具备市电 油机等应急供电接入能力 6 蓄电池管理功能均 浮充管理 温度补偿 过 欠压等多种保护 表 7 一体化控制器技术参数 续 序号序号技术要求技术要求参数值参数值备注备注 7 容量要求 50A 100A 150A 200A 250A 300A 350A 4 00A 450A 500A 550A 600A 等 8 机柜功能分区风能供电 太阳能供电 配电单元等分区明显 9 负载配电功能 具备多用户 4 配电 具有一 二次下电功 能 10 太阳能控制单元 1 采用 DC DC 控制方式 具有独立稳压功能 具备 MPPT 最大功率跟踪 功能 2 模块化 热插拔 3 高压型须具有输入侧和输出侧电气隔离特性 11 风能控制单元 1 具有独立稳压功能 具备最佳功率跟踪功能 2 具备输入侧和输出侧电气隔离特性 3 具有恒转速 限转矩控制功能 12 使用温度范围 20 55 13 储存温度范围 40 75 14 湿度范围 95 RH 25 士 2 15 满 足 环 境 条 件 海拔高度 5500m 3 4 3 4 电池共用管理器电池共用管理器 3 4 1 3 4 1 设备用途设备用途 电池共用管理器是电池模块化的关键设备 可实现不同品牌 不同容量 不同时期的蓄 电池并联工作或分组工作 3 4 2 3 4 2 基本功能基本功能 1 合路功能 能汇集多路蓄电池组共同使用 2 隔离功能 每路蓄电池之间为隔离状态 无环流发生 3 电压设置功能 每路蓄电池均可单独设置浮充电压 均充电压 4 均衡充电功能 采用同步充电 充电电流按蓄电池容量比例分配 采用分组充电 每路充电电流能按限流值设定 5 均衡放电功能 采用同步放电 蓄电池放电电流应与蓄电池容量成比例 采用分组 放电 蓄电池电流不超过放电电流指标要求 6 操作显示功能 通过操作界面 可设置工作参数 显示工作状态 7 故障告警与监控功能 电池共用管理器应有故障告警指示灯和告警信号输出功能 通过 FSU 接入动环监控系统 8 设备安装要求 电池共用管理器宜紧靠蓄电池或控制器安装 蓄电池连接电缆应布 放合理 路径尽可能短 3 4 3 3 4 3 技术指标技术指标 1 充电电压范围 43 2V 57 6V 2 充电电流 200A 每路蓄电池端口 3 放电电压范围 57 6V 43 2V 4 放电电流 200A 每路蓄电池端口 5 浮充功耗 30W 设备静态功耗 6 均充功耗 60W 设备动态功耗 7 可接入蓄电池数量 1 4 组 8 端口间隔离电阻 20M 9 端口满负荷压降 0 3V 10 外形尺寸 500mm 480mm 200mm 11 安装方式 标准机架安装或墙挂形式 12 防护等级 IP20 3 4 4 3 4 4 性能要求性能要求 1 高可靠性 设备应具有安全 可靠 稳定等特点 关键器件应采用冗余设计 设备 发生故障后蓄电池可以旁路放电 2 高安全性 设备应与电源系统接地一致 并具有防火性能 不使用易燃 易爆材料 3 工作环境 环境温度 5 40 相对湿度低于 95 工作海拔高度 5500 米 3 5 3 5 直流远供电源系统直流远供电源系统 直流远供电源系统配合风光互补等新能源基站使用 以新能源基站为取电上联基站 采用直流高压拉远方式为拉远增量基站供电 3 5 1 3 5 1 系统原理系统原理 图 7 直流远供系统结构图 1 远供电源局端系统 远供电源局端是直流远供电源系统的核心 完成直流升压 DC 48V DC400V 具备 系 统控制 保护 线路保护 系统监控等功能 局端组成结构 功率模块 控制单元 直 流 高压防雷模块 19 英寸标准机框 含输入 输出配电 2 传输线缆 远供电源局端与远端之间使用专用 铠装铝芯电缆 或 铠装铜芯电缆 连接 完 成 直流高压 小电流电源的远程传输 为通信设备输电 3 远供电源远端系统 远供电源远端将局端传输至的直流高压变换成稳定的 DC 48V 电源输出为不同功率 不同数量通信设备供电 远端组成结构 输入配电单元 防雷模块 DC DC 降压模块 控 制单元 载波通讯模块 输出配电单元 3 5 2 3 5 2 应用方案应用方案 风光互补新能源基站作为 电源池 采用直流远供方式对周边拉远增量基站供电 远 供电源局端设备安装在 电源池 机房或机柜内 取用基站 DC 48V 电源升压为 DC400V 使 用专用电缆远程传输至拉远增量基站 经远供电源远端变换为 DC 48V 输出为拉远增量基站 通信设备供电 图 8 组网结构图 3 5 3 3 5 3 远供电源局端系统远供电源局端系统 图 9 远供电源局端设备 3 5 3 1 3 5 3 1 技术指标技术指标 表 8 直流远供局端设备技术指标 序号项目指标 1 输入电压40V 60V DC 2 输出电压DC250V 400V 连续可调 3 单模块容量 1 0kW 1 5kW 3 0kW 4 单机容量 5 0 10 0kW 5 冗余要求N 1 可选 6 机框尺寸宽度 19 英寸 高度 4U 7 转换效率 93 8 防雷等级 40KA 9 工作温度 15 45 10 工作湿度 95 40 2 11 海拔高度 5500m 3 5 3 2 3 5 3 2 设备功能设备功能 1 模块化设计 功率模块 控制单元 防雷模块支持在线热插拔 2 功率模块采用 DC DC 隔离升压方式 输出电压对地悬浮 安全性高 3 输出侧具备独立防雷模块 防雷等级不小于 40kA 4 控制单元 防雷模块并接入系统 损坏后不影响设备正常输出 5 局端可实现多个机框并机使用 6 局端与远端之间可通过电源传输电缆以直流高压载波方式实现通信功能 7 系统具备电缆开路 短路 漏电 强电搭接 雷击保护功能和声光告警功能 具备 告 警记录存储和查询功能 8 系统具备局端输入电压 电流 输出电压 电流 远端输入电压 电流 输出电压 电流 远端环境温度 水浸等监控功能 9 具备 RS232 RS485 通讯接口和干接点接口 可连接动环监控系统 3 5 4 3 5 4 远供电源远端系统远供电源远端系统 图 10 远供电源局端设备 3 5 4 1 3 5 4 1 技术指标技术指标 表 9 直流远供远端设备技术指标 3 5 4 2 3 5 4 2 设备功能设备功能 1 直流降压 DC DC 变换功能 输出稳定 DC 48V 电源 2 具备载波单元 可将远端运行参数和基站环境参数等传输给局端设备 3 一路输入 3 6 9 路输出 满足对多台通信基站设备供电 4 室外型防水外壳 配置通用挂件 满足室外壁挂 抱杆和独管塔安装 序号项目指标 1 输入电压DC 225V 400V 2 输出电压 DC 53 5V 3 单台容量 1 0kW 1 5kW 4 转换效率 93 5 防雷等级 40KA 6 防护等级 IP55 7 工作温度 40 55 8 工作湿度 95 40 2 9 海拔高度 5500m 4 4 设备安装规范设备安装规范 4 1 4 1 太阳能供电系统的安装要求太阳能供电系统的安装要求 4 1 1 4 1 1 站址踏勘站址踏勘 应对站址及其周围区域的地质情况进行地质勘探 查明站址的地形地貌特征结构和主要 地层的分布 4 1 2 4 1 2 光伏组件安装方位角及方阵排列间距需求光伏组件安装方位角及方阵排列间距需求 光伏组件安装方位角应采用正南方向 光伏方阵前后排列的布置应设计安全间距 保证 全年期间前后子方阵无遮挡 4 1 3 4 1 3 组件采用压块安装结构方式时要求组件采用压块安装结构方式时要求 太阳能支架建议采用 C 型钢结构支架 组件采用压块安装方式 压块须有足够强度及抗 变形能力 壁厚要求大于 3mm 风荷载较大地区压块结构强度需要进一步加强 4 1 4 4 1 4 支架安装垂直度偏差支架安装垂直度偏差 支架安装垂直度偏差每米不应大于 1 支架角度偏差度不应大于 1 4 1 5 4 1 5 支架安装的允许偏差支架安装的允许偏差 表 10 支架安装偏差参数 项目名称项目名称允许偏差 允许偏差 mmmm 中心线偏差 2 梁标高偏差 同组 3 立柱面偏差 同组 3 4 1 6 4 1 6 组件安装允许偏差组件安装允许偏差 表 11 组件安装偏差参数 项目名称项目名称允许偏差允许偏差 倾斜角度偏差 1 相邻光伏组件间 2 mm 光伏组件边缘高差 同组光伏组件间 5 mm 4 1 7 4 1 7 混凝土基础尺寸允许偏差混凝土基础尺寸允许偏差 表 12 混凝土基础偏差参数 项目名称项目名称允许偏差 允许偏差 mmmm 轴线 10 顶标高0 10 每米 5 垂直度 全高 10 截面尺寸 20 4 1 8 4 1 8 支架基础预埋螺栓 预埋件 允许偏差支架基础预埋螺栓 预埋件 允许偏差 表 13 支架基础预埋螺栓偏差参数 项目名称项目名称允许偏差 允许偏差 mmmm 预埋螺栓 20 0 标高偏差 预埋件0 5 预埋螺栓2 轴线偏差 预埋件 5 4 1 9 4 1 9 太阳能系统安装注意事项太阳能系统安装注意事项 1 不同尺寸 不同规格型号的光伏组件不允许混用 2 严禁在下雨 下雪或大风的天气条件下安装光伏组件 3 严禁将同一片光伏组件连接线的正 负极快速插头对接 4 光伏组件背板 EVA 出现破损后将禁止使用 5 严禁踩踏电池板 以免造成组件损坏或人身伤害 6 严禁挤压或用尖锐物体敲打 碰撞 刮划光伏组件钢化玻璃 7 施工现场已开箱电池板需正面朝上平放 底部垫有木制托盘或电池板包装物 严禁 立放 斜放或悬空 严禁将组件背面直接暴露在太阳光下 8 组件在搬运过程中要轻拿轻放 避免受到大的震动 以免造成光伏组件隐裂 9 安装上部电池板时要注意在搬运过程中电池板边框划伤已经安装好的电池板 10 严禁使用工具随意在电池板上碰触 造成划痕 11 严禁触摸光伏组件串的带电部位 4 2 4 2 风力发电机组安装要求风力发电机组安装要求 4 2 1 4 2 1 选址注意事项选址注意事项 1 风机在山区安装时应安装在风能加速区 即 2 3 山腰以上 图 11 不同地形结构风加速区域示意图 备注 穿越山脊时风速会增大 当风通过风道中一个较长的山脊时 在山脊顶部风速会增大 虽然风速在山的侧翼某些 区域会增大 但在山脊底部风速会典型的变慢 2 附近有障碍物的地区 在其后方会产生湍流 风机安装时应避开湍流 图 12 湍流效应说明 3 安装风机时确认有足够的安装空间 图 13 安装空间说明 4 在主风向线路方向上两台风机最佳间距是风轮直径的 8 10 倍 主风向线路方向上 垂直排列的两台风机最佳间距是风轮直径的 4 5 倍 具体如下图 图 14 风机安装间距说明 4 2 2 4 2 2 基础注意事项基础注意事项 1 对