新建新能源基站技术要求

叮叮小文库新建新能源基站技术要求目 录1.范围及目的11.1.范围11.2.目的12.参考文件13.设备性能指标23.1.太阳能供电系统23.1.1.工作环境条件23.1.2.光伏组件23.1.2.1.目前主流单晶光伏组件的技术参数23.1.2.2.目前主流多晶光伏组件的技术参数33.1.2.3.单晶组件与多晶组件的性能比对33.1.3.支架结构形式43.1.3.1.近地支架43.1.3.2.架高支架43.1.3.3.屋顶支架53.1.4.光伏支架基础53.2.风能供电系统63.2.1.工作环境条件63.2.2.技术要求63.2.3.塔架选型及技术要求73.2.4.卸荷器83.3.一体化控制器选型及技术要求83.4.电池共用管理器93.4.1.设备用途93.4.2.基本功能93.4.3.技术指标103.4.4.性能要求103.5.直流远供电源系统103.5.1.系统原理103.5.2.应用方案113.5.3.远供电源局端系统113.5.3.1.技术指标123.5.3.2.设备功能123.5.4.远供电源远端系统133.5.4.1.技术指标133.5.4.2.设备功能134.设备安装规范134.1.太阳能供电系统的安装要求134.1.1.站址踏勘134.1.2.光伏组件安装方位角及方阵排列间距需求144.1.3.组件采用压块安装结构方式时要求144.1.4.支架安装垂直度偏差144.1.5.支架安装的允许偏差144.1.6.组件安装允许偏差144.1.7.混凝土基础尺寸允许偏差144.1.8.支架基础预埋螺栓（预埋件）允许偏差144.1.9.太阳能系统安装注意事项154.2.风力发电机组安装要求154.2.1.选址注意事项154.2.2.基础注意事项174.2.3.风机安装注意事项174.3.直流远供电源设备安装要求174.3.1.现场勘测要求174.3.2.设备安装要求174.3.2.1.远供电源局端设备安装174.3.2.2.远供电源远端设备安装18-叮叮小文库1.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。2.参考文件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.设备性能指标3.1.太阳能供电系统3.1.1.工作环境条件工作温度：-4085工作湿度：85%RH海拔高度：5500m3.1.2.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.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单晶光伏组件组件容量265Wp电池片尺寸156mm156mm电池片数量60片或72片组件转换效率16%额定工作电压31.0V38.0V年功率衰减0.7%设计寿命25年外形尺寸(16501970)mm(990992)mm(4050)mm重量18.5kg26.5kg注：单晶组件转换效率国标要求不低于16%。计算公式如下：=16.2%3.1.2.2.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多晶光伏组件组件容量260Wp电池片尺寸156mm156mm电池片数量60片或72片组件转换效率15.5%额定工作电压30.0V37.0V年功率衰减0.7%设计寿命25年外形尺寸(16401960)mm(990992)mm(3540)mm重量18.5kg25.5kg注：多晶组件转换效率国标要求比低于15.5%。3.1.2.3.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.支架结构形式3.1.3.1.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.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.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.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制作方式优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.风能供电系统3.2.1.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应用环境常规型沿海型高寒型沙漠型环境温度-25+45-25+50-40+45-30+55相对湿度95RH95RH95RH95RH海拔高度0m2000m0m2000m2000m6000m0m6000m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.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技术要求参数值1轮毂高度极端风速45m/s2额定功率5kW3切出风速17m/s4安全风速50m/s5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0.3610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/m212外壳防护等级IP5413发电机类型无刷永磁直驱发电机14输出频率20Hz15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4320h18停机方式手动停机和自动停机3.2.3.塔架选型及技术要求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.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；3.3.一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技术要求参数值备注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）序号技术要求参数值备注7容量要求50A、100A、150A、200A、250A、300A、350A、400A、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满足环境条件使用温度范围-20+5513储存温度范围-40+7514湿度范围95% RH( 25士2)15海拔高度5500m3.4.电池共用管理器 3.4.1.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.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.技术指标1）充电电压范围：43.2V57.6V；2）充电电流：200A（每路蓄电池端口）；3）放电电压范围：57.6V43.2V；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：14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.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.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.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.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.远供电源局端系统图9 远供电源局端设备3.5.3.1.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40V60V DC2输出电压DC250V400V连续可调3单模块容量1.0kW/1.5kW/3.0kW4单机容量5.0-10.0kW5冗余要求N+1（可选）6机框尺寸宽度19英寸、高度4U7转换效率93%8防雷等级40KA9工作温度-154510工作湿度95%(402)11海拔高度5500m3.5.3.2.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.远供电源远端系统图10 远供电源局端设备3.5.4.1.技术指标序号项目指标1输入电压DC 225V400V2输出电压DC -53.5V3单台容量1.0kW/1.5kW4转换效率93%5防雷等级40KA6防护等级IP557工作温度-40558工作湿度95%(402)9海拔高度5500m表9 直流远供远端设备技术指标3.5.4.2.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。4.设备安装规范4.1.太阳能供电系统的安装要求4.1.1.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.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.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.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.支架安装的允许偏差表10 支架安装偏差参数项目名称允许偏差（mm）中心线偏差2梁标高偏差（同组）3立柱面偏差（同组）34.1.6.组件安装允许偏差表11 组件安装偏差参数项目名称允许偏差倾斜角度偏差1光伏组件边缘高差相邻光伏组件间2 mm同组光伏组件间5 mm4.1.7.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允许偏差（mm）轴线10顶标高0，-10垂直度每米5全高10截面尺寸204.1.8.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允许偏差（mm）标高偏差预埋螺栓20，0预埋件0，-5轴线偏差预埋螺栓2预埋件54.1.9.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.风力发电机组安装要求4.2.1.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810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45倍，具体如下图：图14 风机安装间距说明4.2.2.基础注意事项1）对于冻土层的地区，根据冻土层类型（常年冻土、季节冻土）以及冻土层深度、地质情况来确定具体地基，地基深度要求在冻土层