《风光储联合发电站设计标准+GBT+51437-2021》详细解读

2024-04-21《风光储联合发电站设计标准GB/T51437-2021》详细解读CATALOGUE目录1总则2术语3基本规定4站址选择5风能、太阳能资源与电网特性分析6联合发电系统7联合发电功率预测系统8站区布置CATALOGUE目录9电气10建筑与结构11给水排水、暖通与空调12环境保护与水土保持13职业安全14消防本标准用词说明引用标准名录011总则确保风光储联合发电站安全、可靠、经济运行。提高可再生能源利用率，优化能源结构。降低环境污染，促进可持续发展。1.1设计目的和意义0102041.2设计原则和指导思想遵循国家相关法律法规、政策及技术标准。优先考虑风光资源的充分利用和储能系统的合理配置。注重环境保护，减少对生态的破坏。强调技术创新和智能化设计，提高发电效率。03土建、消防、环保等配套设施设计。光伏、风电及储能系统的设备选型和技术参数确定。风光储联合发电站的选址、布局及容量配置。发电站的电气设计、保护与控制系统设计。施工、调试、运行维护等全过程的技术指导和服务。1.3设计范围和内容0103020405022术语风光储联合发电站是一种集成了风力发电、光伏发电和储能系统的综合性能源发电设施。该发电站充分利用风能和太阳能资源的互补性，通过储能系统实现能量的存储和优化调度，提高电力系统的稳定性和供电可靠性。定义特点风光储联合发电站定义风力发电是利用风力驱动风力发电机组（风力机）旋转，进而带动发电机发电的一种清洁能源发电方式。原理风力发电基于空气动力学原理，通过风力机叶片捕捉风能并转换为机械能，再通过传动系统和发电机将机械能转换为电能。风力发电光伏发电是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种发电方式。光伏发电基于半导体材料的光电效应，当太阳光照射到光伏电池上时，会在电池内部产生电动势，进而产生电流，实现太阳能到电能的转换。光伏发电原理定义定义储能系统是指能够将能量存储起来并在需要时释放出来的设备或装置的组合。作用在风光储联合发电站中，储能系统主要用于平衡风力发电和光伏发电的波动性和不确定性，提高电力系统的调节能力和运行效率。同时，储能系统还可以在电力需求高峰时段释放存储的能量，缓解电网压力。储能系统033基本规定

3.1一般规定风光储联合发电站设计应遵循国家及行业相关标准、规范，确保安全可靠、经济合理、技术先进、环境友好。设计应充分考虑当地自然条件、资源状况、交通运输、环境保护等因素，因地制宜地选择风光储联合发电站类型、容量和布局。设计应采用成熟可靠的技术和设备，积极推广新技术、新工艺、新设备和新材料，提高风光储联合发电站的性能和质量。风光储联合发电站设计应满足相关安全标准和规范，确保人身和设备安全。应对可能发生的自然灾害、事故和突发事件进行充分评估，并采取相应的防范措施。设计应考虑设备的安全运行和维护，方便操作和检修，并设置必要的安全警示标志和防护措施。3.2安全规定03设计应考虑对周围生态的保护和恢复，减少对野生动植物栖息地的破坏，实现与自然的和谐共生。01风光储联合发电站设计应符合国家及地方环境保护法规和标准，减少对环境的污染和破坏。02应优先选用低噪音、低排放、低能耗的设备和技术，降低对环境的影响。3.3环境保护规定风光储联合发电站设计应进行全面的经济分析和评估，确保项目的经济合理性。应充分考虑项目的投资、运行、维护等成本，以及电价、补贴等收益因素，制定合理的经济指标和收益预期。设计应优化设备选型和布局，降低工程造价和运行成本，提高项目的经济效益和社会效益。3.4经济性规定044站址选择接近负荷中心优先考虑将风光储联合发电站建设在接近电力负荷中心的位置，以降低输电损耗和提高供电可靠性。交通便利站址应选择在交通便利的地区，便于设备运输、人员往来和日常运维。地质条件稳定站址应避开地震、滑坡、泥石流等地质灾害易发区，确保电站安全稳定运行。4.1地理位置站址应选择在风资源丰富的地区，以提高风力发电的效率和经济效益。风资源丰富站址应选择在光照充足的地区，确保太阳能发电系统的正常运行和发电量的稳定。光照充足在选址过程中，需要充分考虑极端天气条件对电站的影响，如强风、暴雪、雷电等，并采取相应的防护措施。极端天气考虑4.2气象条件占地面积适中在满足电站建设需求的前提下，应合理控制占地面积，降低土地成本。土地性质明确在选址前，需要明确土地性质、权属关系及用地规划等相关信息，确保电站建设的合法性和合规性。土地利用合理站址选择应充分考虑土地利用的合理性，尽可能利用荒地、山坡地等未利用土地，减少对耕地的占用。4.3土地资源噪声和光影控制在电站设计和建设过程中，需要采取有效措施控制噪声和光影对周边环境的影响。废弃物处理电站应配备完善的废弃物处理设施，确保废弃物得到及时、妥善处理，避免对环境造成污染。生态影响评估在选址过程中，需要对站址周边的生态环境进行评估，确保电站建设不会对当地生态环境造成严重影响。4.4环境保护055风能、太阳能资源与电网特性分析应根据当地气候条件、地形地貌等因素，合理确定风能、太阳能资源的可利用小时数和保证率。应对风能、太阳能资源的季节性变化和日变化特性进行分析，为发电站的运行策略制定提供依据。应详细收集并分析风光储联合发电站所在地区的风能、太阳能资源数据，包括风速、风向、太阳辐射量等。5.1一般规定应根据收集的风速数据，绘制风速频率分布图和风速持续曲线，分析风能资源的丰富程度和分布情况。应计算风能资源的平均风能密度、有效风能密度等参数，评估风能资源的开发潜力。应对风能资源的不确定性进行分析，包括风速的年际变化、极端风速等因素的影响。5.2风能资源分析123应根据收集的太阳辐射量数据，绘制太阳辐射量分布图和日照时数分布图，分析太阳能资源的丰富程度和分布情况。应计算太阳能资源的平均太阳辐射强度、日照时数等参数，评估太阳能资源的开发潜力。应对太阳能资源的不确定性进行分析，包括云量、大气透明度等因素的影响。5.3太阳能资源分析010203应对风能资源和太阳能资源的日变化、季节变化特性进行对比分析，找出二者的互补性。应根据风光储联合发电站的设计要求，合理确定风能资源和太阳能资源的配置比例，以充分利用二者的互补特性。应对风光互补发电系统的稳定性、可靠性进行分析，提出相应的优化措施。5.4风能资源和太阳能资源互补特性分析应对当地电网的容量、结构、负荷特性等进行分析，评估电网对风光储联合发电站的接纳能力。应根据电网特性，合理确定风光储联合发电站的接入电压等级和接入点位置。应对风光储联合发电站与电网的相互影响进行分析，包括电压波动、频率变化等方面的影响，并提出相应的解决措施。5.5电网特性分析066联合发电系统联合发电系统应综合考虑风能、太阳能及储能资源的特性，进行合理配置。系统设计应满足安全性、可靠性和经济性的要求。应根据当地气象条件、地理环境等因素，确定联合发电系统的容量和布局。6.1一般规定风力发电、光伏发电和储能系统的容量配比应根据实际情况进行优化设计。应考虑风力发电和光伏发电的互补性，以及储能系统对发电量的调节作用。在确定配比时，还应考虑当地电网的接纳能力和政策要求。6.2联合发电系统配比光伏发电组件的选择应关注其光电转换效率、耐候性能等指标。储能设备的选择应根据其能量密度、功率密度、循环寿命等因素进行综合评估。风力发电机组的选择应根据当地风能资源、地形地貌等因素进行综合考虑。6.3主要设备选择风力发电机组应安装在风能资源丰富、地形地貌适宜的区域。机组布置应考虑尾流影响、湍流强度等因素，以提高发电效率。风力发电机组的基础设计和施工应符合相关标准和规范的要求。6.4风力发电系统光伏发电组件应安装在光照充足、无遮挡的区域。组件安装角度和方位应根据当地太阳辐射情况进行优化调整。光伏发电系统的防雷、接地等安全措施应符合相关标准和规范的要求。6.5光伏发电系统储能系统应根据联合发电站的实际情况进行配置，包括容量、类型等。储能设备的布置应考虑其安全性和易维护性。储能系统的充放电策略应根据当地气象条件和用电需求进行优化设计。6.6储能系统6.7联合发电站发电量计算联合发电站的发电量计算应考虑风力发电、光伏发电和储能系统的综合贡献。发电量计算应根据当地气象数据、设备性能参数等因素进行综合分析。发电量预测和评估应采用科学的方法和手段，以提高预测精度和可靠性。在接入系统前，应对联合发电站进行并网性能测试和评估，确保其符合并网条件。联合发电站应接入当地电网，并符合电网公司的接入标准和要求。接入系统设计应考虑电网稳定性、电能质量等因素。6.8接入系统077联合发电功率预测系统01预测系统应具备对风光储联合发电站发电功率进行短期、超短期预测的能力。02预测系统应能够适应不同气象条件和地理环境，保证预测结果的准确性和稳定性。03预测系统应遵循相关标准和规范，确保数据的安全性和可靠性。7.1一般规定预测系统应配备高性能计算机和服务器，以满足大量数据处理和计算的需求。预测系统应配置必要的通信设备和网络接口，以实现数据的实时传输和共享。硬件设备应具备高可靠性和稳定性，能够长时间连续运行。7.2硬件要求预测系统应采用先进的算法和模型，以提高预测精度和效率。软件应具备友好的用户界面和易操作性，方便用户进行使用和维护。软件应具备良好的可扩展性和可定制性，以适应不同规模和类型的风光储联合发电站。7.3软件要求系统应达到一定的预测精度要求，通常包括均方根误差、平均绝对误差等指标。预测精度系统应具备快速的预测能力，以满足实时调度的需求。预测速度系统应具备高稳定性，能够长时间稳定运行，减少故障和维护成本。稳定性系统应具备高可靠性，能够确保数据的准确性和完整性，避免误报和漏报等情况的发生。可靠性7.4性能指标088站区布置8.1一般规定01站区布置应满足安全、经济、环保和美观的要求，并应便于施工、运行和维护。02站区总平面布置应符合当地城乡规划和土地利用规划的要求。站区应合理划分功能区，各功能区之间应相互协调，并应满足生产工艺流程的要求。038.2建（构）筑物的布置01建筑物、构筑物的布置应符合生产工艺流程的要求，并应满足安全、防火、防爆、卫生等规范的规定。02建筑物、构筑物的结构形式、材料选择等应符合当地气候条件和地质条件的要求。03建筑物、构筑物之间应满足消防间距的要求，并应设置环形消防通道。8.3辅助生产配套设施布置辅助生产配套设施包括变电站、控制室、维修车间、仓库、办公楼等，其布置应满足生产工艺流程的要求，并应方便使用和管理。辅助生产配套设施应符合安全、卫生、环保等规范的规定，并应满足防火、防爆等要求。辅助生产配套设施之间及其与主要生产设施之间的距离应满足安全、消防等规范的规定。010203竖向布置应充分利用地形条件，合理确定场地设计标高和建筑物、构筑物的室内外标高。竖向布置应满足站区排水、防洪等要求，并应考虑土石方平衡和站区远期发展。竖向布置应合理设置台阶、挡土墙、护坡等构筑物，并应考虑无障碍设计要求。8.4竖向布置风力发电机的布置应根据风资源评估结果、地形条件、交通运输条件等因素进行综合考虑。风力发电机的排列方式、间距等应符合相关规范的规定，并应满足风力发电机安全运行的要求。风力发电机基础应满足承载力和稳定性的要求，并应考虑地质条件、气候条件等因素的影响。0102038.5风力发电机布置光伏方阵的布置应根据太阳辐射资源、地形条件、交通运输条件等因素进行综合考虑。光伏方阵的排列方式、安装角度等应符合相关规范的规定，并应满足光伏发电系统安全运行的要求。光伏方阵基础应满足承载力和稳定性的要求，并应考虑地质条件、气候条件等因素的影响。8.6光伏方阵布置储能系统的布置应根据站区总体规划、生产工艺流程以及安全、环保等要求进行综合考虑。储能系统的设备选型、安装和调试应符合相关标准和规范的要求，并应保证其安全、可靠、经济运行。储能系统应设置在安全区域内，并应满足防火、防爆等规范要求。同时，应方便运行和维护人员进行操作和管理。8.7储能系统布置安全防护设施的设置应符合相关规范和标准的要求，并应满足安全、实用、美观的要求。安全防护设施应定期检查和维护，确保其完好有效。同时，应建立健全的安全管理制度和应急预案，以应对突发事件。站区应设置完善的安全防护设施，包括围墙、栅栏、监控系统等，以防止非法入侵和破坏行为。8.8站区安全防护设施099电气风光储联合发电站的电气设计应符合国家相关标准和规范的要求，确保安全可靠、经济合理、技术先进。电气设备应满足当地环境条件的要求，并考虑适当的防护措施。电气系统应实现自动化控制，提高运行效率和可靠性。0102039.1一般规定9.2主变压器主变压器的容量和台数应根据发电站的规模和接入电网的要求进行确定。02主变压器的型式、参数和冷却方式等应符合相关标准和规范的要求。03主变压器应设置完善的保护措施，确保其安全可靠运行。019.3电气主接线030201电气主接线应根据发电站的规模、接入电网的要求和运行方式进行设计。电气主接线应满足灵活性和可靠性的要求，便于运行和维护。电气主接线应考虑设备故障时的相互影响，避免扩大停电范围。9.4站用电系统站用电系统应满足发电站内部各种电气设备的用电需求。站用电系统应设置独立的电源，确保在外部电源失电时仍能正常供电。站用电系统应考虑节能和环保的要求，提高能源利用效率。9.5直流系统及UPS010203直流系统应为发电站内的控制、保护、信号等设备提供可靠的直流电源。UPS系统应为重要负荷提供不间断电源，确保其在外部电源失电时仍能正常工作。直流系统及UPS的设计应符合相关标准和规范的要求，提高其可靠性和稳定性。配电装置应根据电气设备的用电需求和运行方式进行设计。配电装置应满足安全、可靠、经济的要求，并考虑便于运行和维护。配电装置应设置完善的保护措施，防止电气故障的发生和扩大。9.6配电装置9.7无功补偿装置无功补偿装置应满足动态和静态稳定性的要求，提高电网的供电质量。无功补偿装置应根据发电站的实际情况和接入电网的要求进行配置。无功补偿装置应考虑谐波和电压波动等因素的影响，确保其安全可靠运行。电气二次系统应包括控制、保护、测量、信号等部分，满足发电站的自动化控制要求。电气二次系统的设计应符合相关标准和规范的要求，提高其可靠性和稳定性。电气二次系统应考虑与一次系统的协调配合，确保整个电气系统的正常运行。9.8电气二次过电压保护应根据电气设备的耐压水平和绝缘配合进行设计，防止过电压对设备造成损坏。接地系统应满足安全和工作接地的要求，确保人身和设备的安全。过电压保护和接地系统的设计应符合相关标准和规范的要求，提高其可靠性和稳定性。9.9过电压保护和接地要点三电缆的选择应根据电气设备的用电需求和运行环境进行确定，满足载流量、电压等级和绝缘水平等要求。0102电缆的敷设应考虑便于施工、维护和检修的要求，避免机械损伤和化学腐蚀等因素的影响。电缆的防火和阻燃措施应符合相关标准和规范的要求，提高电缆运行的安全性。039.10电缆选择与敷设集电线路应根据风光储联合发电站的规模和布局进行设计，满足电能汇集和输送的要求。集电线路应考虑地形、地貌和气象条件等因素的影响，选择合适的线路走向和杆塔型式。集电线路应设置完善的保护措施，防止电气故障的发生和扩大，确保电网的安全稳定运行。0102039.11集电线路1010建筑与结构应符合国家和地方有关建筑、结构、防火、防爆、环保等标准和规范的要求。建筑与结构设计应遵循安全、适用、经济、美观和便于施工的原则。应根据联合发电站的使用功能、环境条件、地质条件、材料供应和施工条件等因素进行综合考虑。10.1一般规定建筑造型应简洁、大方，与周围环境相协调。建筑结构选型应合理，满足承载力和稳定性要求，同时考虑施工方便和成本控制。功能分区应明确，布局应合理，满足生产、生活、消防等需求。建筑物应满足防火、防爆、防雷、防震等安全要求，并设置相应的安全设施。10.2联合发电站建筑结构设计应遵循安全、经济、合理的原则，满足承载力和稳定性要求。结构材料应选用符合国家标准和行业规范的材料，保证结构的安全性和耐久性。结构布置应合理，传力路径应明确，避免应力集中和过大变形。结构连接应符合规范要求，保证结构的整体性和稳定性。同时，应考虑施工方便和质量控制。0102030410.3联合发电站结构1111给水排水、暖通与空调设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，并满足风光储联合发电站的特殊要求。给水排水、暖通与空调系统的设计应做到安全、可靠、经济、合理。应优先采用节能、环保的新技术、新工艺和新设备。11.1一般规定给水系统应满足生产、生活和消防用水需求，并考虑风光储联合发电站的特殊用水要求。管道材料、阀门和附件的选用应符合国家现行有关标准的规定，并考虑其耐腐蚀性、耐久性和可靠性。排水系统应实行清污分流，并根据实际情况采取相应的污水处理措施。给水排水系统的设备、管道和附件的安装应符合国家现行有关标准的规定，并应便于操作和维修。11.2给水排水暖通与空调系统的设计应满足风光储联合发电站的生产、生活需求，并考虑节能和环保要求。暖通与空调系统的设备、管道和附件的选用应符合国家现行有关标准的规定，并考虑其耐腐蚀性、耐久性和可靠性。11.3暖通与空调应根据当地气候条件、建筑布局和使用功能等因素，合理选择供暖、通风和空调方式。暖通与空调系统的安装应符合国家现行有关标准的规定，并应便于操作和维修。同时，应定期对系统进行维护和保养，确保其正常运行。1212环境保护与水土保持

12.1一般规定风光储联合发电站的设计应充分考虑环境保护和水土保持的要求，确保电站建设与运营对环境的负面影响最小化。在电站的选址、设计、建设和运营过程中，应遵循国家及地方的相关环保法规和政策，确保各项环保措施得到有效落实。电站应建立完善的环境保护管理体系，明确各级管理职责，确保环保工作有序进行。12.2环境保护01电站应采取有效措施减少对周边生态环境的破坏，如合理布局、减少占地面积、避免破坏植被等。02电站应选用低噪音、低排放的设备，以减少对周边环境的噪音和废气污染。03电站应建立废弃物分类收集和处理系统，确保各类废弃物得到妥善处理，防止对环境和地下水造成污染。04电站应加强对周边环境的监测，及时发现和解决环境问题，确保电站建设与运营对环境的负面影响在可控范围内。ABCD12.3水土保持电站应合理规划施工道路和场地，减少对原地貌的破坏，防止引发新的水土流失问题。电站应采取有效措施防止水土流失，如建设排水系统、护坡工程、植被恢复等。电站应建立水土保持监测体系，定期对水土流失情况进行监测和评估，及时采取补救措施。电站应加强对周边水体的保护，防止施工废水和生活污水直接排入水体，造成水污染。1313职业安全建立完善的安全管理制度和操作规程。设立专门的安全管理机构，配备合格的安全管理人员。定期开展安全培训和演练，提高员工的安全意识和应急能力。13.1安全管理体系对风光储联合发电站内的危险源进行全面辨识。对辨识出的危险源进行风险评估，确定风险等级。制定针对性的风险控制措施，降低事故发生概率。13.2危险源辨识与风险评估03确保安全设施和装备在紧急情况下能够迅速投入使用。01根据风险评估结果，配置齐全的安全设施和装备。02定期对安全设施和装备进行检查、维护和更新。13.3安全设施与装备制定完善的应急预案，包括应急组织、通讯联络、现场处置等方面。定期进行应急演练，检验预案的可行性和有效性。发生事故时，迅速启动应急预案，组织有效救援。13.4应急预案与响应1414消防010214.1一般规定站区内各建筑物、构筑物的耐火等级、安全疏散、消防设施等应符合相关规定。风光储联合发电站应按照国家有关消防法规和标准进行设计，确保站区消防安全。14.2消防设施应根据站区规模、火灾危险性等因素，合理配置消防设施，如消防水池、消防泵、消防栓、灭火器等。消防设施应定期进行检查、维护和更新，确保其处于良好状态。风光储联合发电站应建立健全消防安全管理制度，明确各级