光伏发电并网系统设计

光伏建筑一体化设计流程

当地公共电刚覆盖情况

独立光伏系统并网光伏系统

负荷的容量和特性；地理位置及气候特征：太阳能资源：建筑和环境条件：建筑电气系统和电网条件：其他条件：

负荷形式、工作电压、额定功率经度、纬度总辐射量建筑功能、布局、外观，朝向变压器容量、负荷性质投资要求

负荷工作性质、日工作时间平均气温，最高、最低气温直接辐射量、散射辐射量间距、空间环境、景观配电系统规格、接地型式建筑节能要求

负荷重要性、连续工作时间要求等连续阴雨天数、年雷暴日数等日照时数、平均辐照度等组件与建筑结合方式等电网接入条件及运营模式等其他相关外部条件等

独立光伏系统方阵和容量设计：

用电负荷功率的统计和计算并网光伏系统方阵和容量设计：

光伏组件及其附件的选型和主要电气技术参数的确定光伏组件及其附件的选型和主要电气技术参数的础定

光伏组件安装方式和安装角度的选择光伏组件安装方式和安装角度的选择

光伏组件排布、汇流方式和逆变器容量及合数选择光伏组件排右、汇流方式和逆变器容量及台数选择

独立光伏系统装机容量计算并网光伏系统装机容量计算

储能装置容量及光伏方阵的优化设计

独立光伏系统配置设计：并网光伏系统配置设计：

光伏控制路选型和配置设计直流系统配电设备选型和配置设计

直流系统配电设备选型和配置设计交流系统配电设备选型和配置设计

交流系统配电设备选型和配置设计并网接入系统设计

防雷与接地系统设计防雷与接地系统设计

监测系统配置设计监测系统配置设计

布线系统设计布线系统设计

光伏建筑一体化设计流程

基础条件地理位置气候特征太阳能资源

规划条件建筑布局朝向间距群体组合空间环境

方案设计建筑功能建筑外观周边环境电网条件负荷性质系统运行方式其他因素

技术集成建筑设计组件安装位置和方法组件选择系统选择安装规模

施工图设计组件与建筑结合结构设计光伏方阵设计光伏系统接入设计其他电气设计暖通设计给排水设计

光伏建筑一体化

目录

一、太阳能资源评估

二、光伏发电系统

三、光伏组件

国家建筑标准设计图集

四、方阵设计15D202-4

五、直流设备

建筑一体化光伏系统

六、直流保护电气设计与施工

七、计量与监测国家建筑标准设计

国家建筑标准设计

八、安全防护中国建筑标准设计研究院

九、并网接入

一、太阳能资源评估

序号标准化名称执行日期

1QX/T89-2008太阳能资源评估方法2008-08-01

2GB/T30153-2013光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求2014-08-01

3GB/T31163-2014太阳能资源术语2015-01-01

4GB/T31155-2014太阳能资源等级总辐射2015-01-01

5GB/T31156-2014太阳能资源测量总辐射2015-01-01

1kWh/m2=3.6MJ/m2

等级符号年总辐射量(MJ/m²)年总辐射量(kWh/m²)平均日辐射量(kWh/m²)

极丰富带工≥6300≥1750≥4.8

很丰富带Ⅱ5040-63001400-17503.8-4.8

丰富带Ⅲ3780-50401050-14002.9-3.8

一般IV<3780<1050<2.9

4

一、太阳能资源评估

1.卫星遥感观测数据2.气候学推算数据

瑞士Meteonorm:1990-2010美国NASA:1983～2005QM=Q₀(a+bS)

SiteShenyang[China]SiteShenyang[China]

Datasource

MeteoNom7.1stationDatasourceNASA-SSEsatellitedata,1983-2005

GlobalIrrad.DiffuseTemper.windYel.Globallrrad.DiffuseTemper.WindVel.

MJ/m².mthMJ/m².mth℃m/sMJ/m².mthMJ/m².mth℃m/s

January216.4102.2-11.42.20January282.361.4-10.10.00

February294.5120.2-6.32.79February360.975.6-5.40.00

March434.2200.92.03.19March517.8135.01.30.00

April502.9261.410.93.70April598.3189.09.70.00

May597.6312.118.33.19May665.1245.516.60.00

June565.9339.522.22.69June613.4265.720.90.00

July521.6308.924.62.39July531.2270.122.60.00

August507.6277.623.82.29August534.6232.122.20.00

September449.6215.618.12.30September488.2165.217.30.00

October340.6167.010.42.70Dctober391.7117.210.20.00

November223.6113.80.02.70November271.175.61.00.00

December182.586.0-8.92.39December237.759.16.30.00

Year2505.28.62.7Year1891.68.30.0

一、太阳能资源评估

2012-2015年北京月太阳能总辐射量实测数据(MJ/m²

北京西城车公

数据库数据实测数据

月庄地区的太阳能光伏

MeteonormNASA气象统计2012年2013年2014年2015年年平均

1241311263.5311.9251.7300.6288辐射量实测数据的平

2307372324.4301184.8310.3265均值为4486MJ/m²,

3438526469.6393.4409.7355.8386低于Meteonorm数据

4523621551.1500.1363.6442.7435

4907MJ/m²的

S613689650.9420.6411.9494.1442

6559618614.9466.92240.6410.7377.73749.36%,低于NASA

7522573551.6317.44336.9389.2416.5365数据5682MJ/m2的

8493521518.3375.1433.8432.5503.643626.66%,低于中国

9423460461.5430.23363.6382.3408.6396气象局国家气象信息

10343410372510.353402332.9496.9436中心提供数据的

11240305260.2468.48350.7300.3178.4324

5264.1的

12205276226.1392.305292362.4303.1337MJ/m²

年总和④90756825264.14346.64232.14588.3448617.34%。

·6

一、太阳能资源评估

3.观测数据

参考气象站(太阳辐射长期观测数据)

中国·水平面总辐射及年日照时长分布图

基本条件

站址附近具有10年以上太阳辐射长期观测记录

气候特征、地理特征与站址所在地一致

Bejing与现场实测记录有较好的相关性

·Shjiazhuang数据采集内容

最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐

shanghaio

Hangzhou射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站

址现场观测同期至少一个完整年的逐小时的观测记

录。

Averageanualsum(199-2011)最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值。

一、太阳能资源评估

太阳辐射现场观测站

现场观测内容

>1750全国太阳辐射总量等级分布图总辐射量、直射辐射量、散射辐射量、

1400-1750

1050-1400

均最大辐照度、气温、温度、风速、风向等的

160-20046.2%<1050

120-160实测时间序列数据

30.4%

对于按最佳固定倾角布置伏方阵，宜增

设最佳固定倾角面上的日照辐射观测项目。

最丰富区很丰富区丰富区一般区

新疆大肤内就齐多旗以东大内蒙北玮50度以北、黑龙江大部

内蒙就济转以西.甘肃酒象以部.黑龙江西凯、吉林西部辽古林中东部辽宁中东部、山东中有效观测时间

四.青海东经100度以西大部分宁词北大单北原.天津西部、山西皮部陕西中南部、甘

地区，西东理94度以西大部分山东东部、山西大部、缺西北部肃序动缘、四中部、云南东部川部、重庆大服、贵中北

宁夏、甘肃温宗以东大限青海边级，出州南部、湖南大解湖北

地区、新值东部边缘地区，四阳

东越力缘.西794度以东，四I大部，广西广东，福牌江西.太阳辐射现场观测数据用于太阳能资源

甘孜部分地区中西云南大部、海南浙江、安徽、江苏、河腩

年总量：千瓦时/平方米□年平均辐照度：瓦/平方米占全国陆地面积：%分析时，现场观测数据应连续，且不应少于

中国太阳能年总辐射量分区一年。

一、太阳能资源评估

辐射量(MJ/m2)

650

600一西双版纳

迪庆藏族自治州士迪庆

怒550

江昭通市

傈500

僳

族◎丽江市

自450

治

州

大理白族自治州400

德楚雄彝族自治州

宏350

傣昆明市曲靖市

族

景保山市300

颇123456789101112月份

族

自玉溪市

治

州文山壮族苗族自治州

临沧地区云南典型地区太阳能辐射量(MJ/m²)

红河哈尼族彝族自治州

思茅地区月份123456789101112年

昆明4104535756125694704464684203733763785550

西双版纳傣族自治州西双版纳4044365185685784994524885004513833575634

迪庆藏族

4263944865285675345294754404334464395697

自治州·17

SolarpathsatYunnandiqing,(Lat.27.8°N,long.99.7°E,alt.3380m)-LegalTime

90

1422june

一、太阳能资源评估13h②

75③

125:21me523oct

B:19jan-22nov

迪庆藏族自治州7:22december

60-11/16h

10h

17h

9h/

18h

30

8h19h

15

昆明120-90-60-30306090120西双版纳

Azimuth[[°ll

SolarpathsatKunming,(Lat.25.0°N,long.102.7°E,alt.1889m)-LegalTimeSolarpathsatXishuangbanna,(Lat.22.0°N,long.100.8°E,alt.557m)-LegalTime

90

9013h②

②y4n

③

③3.20apr-23aug_

75-1264:20mar-23sep751h

5:2fe-133oct

6:1jè22nov④15h

11hX22december

606011h

516h16h

10h

454510h

17h17h

9h

9h

30-2:22may-23july

18h303:20apr-23aug18h

8h4:20mar-23sep

8h5:21feb-23oct

15-19H156:19jan-22nov19h

7:22december

-90-60-30306090120

-150-120-90-60-30306090150180

9120Azimuth[[°]]-180120

Azimuth[T°1l

一、太阳能资源评估安装倾角(°)

位置建筑条件方式朝向角度示意备注

平敷无0BAPV,BIPV平敷：安装容量最

平面屋顶大，发电效率不高，产

最佳倾角正南最佳倾角BAPV

屋顶生积灰、积雪；运维量

正南最佳倾角BAPV,BIPV大。

平敷正东只有半日的辐射量最佳倾角：安装容

倾斜屋顶a

a屋顶倾角

正西量小，发电效率最高，

倾角正南a+β=最佳倾角BAPV,β为支架角度

正南方位角0排间间距大，屋顶使用

墙面

墙体垂直正东方位角-90BAPV,BIPV

阳台率低，不宜产生积灰、

正西方位角90

积雪；运维量小。

遮阳BAPV

遮阳倾角正南a任意倾角：介于平

雨篷a遮阳、雨篷倾角

敷和最佳倾角之间。

平敷无0

地面根据需要

最佳倾角正南42·11

一、太阳能资源评估

玻璃窗

玻璃窗

太阳能电池板

透光型太太阳能电池板

阳能电池

·12

一、太阳能资源评估

太阳能电池板

太阳能电池板

透光型太阳能电池板

墙

太阳能电池板

二、光伏发电系统

全部上网小型光伏电站→0.4kV低压电网

建筑光伏

一体化自发自用，余量上网并网电压等级中型光伏电站→10～35kV电网

全部自用大型光伏电站→66kV及以上电网

分布式光伏

全部上网

光伏电站地面分布完全自发自用+逆功率控制

集中式电站自发自用，余量上网

式光伏用户侧

全部自用自发自用+剩余电力型

光伏扶贫接入并网点

全上网型

独立系统电网侧

无储能自发自用+上网型

光伏发电系统

并网系统含储能装置

小型光伏发电系统安装容量小于等于1MWp

切换型

安装容量大于1MWp

装机容量中型光伏发电系统→

和小于等于30MWp

可逆流并网系统

功率方向

不可逆流并网系统大型光伏发电系统→安装容量大于30MWp

二、光伏发电系统

负载

类型储能装置系统原理图适用范围

无光伏方阵光伏汇流箱·逆变器电能表交流配电柜交流负载用电负载是交流负载，只在白天有光照时使用。

交流

光伏方阵光伏汇流箱控制券逆变器电能表交流配电柜用电负载是交流负载，有日照时，组件将光能

有转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池充电；

储能装置交流负载夜间或者阴雨天时，则由蓄电池向负载供电，

独立

光伏

系统

无光伏方阵光伏汇流箱直流配电箱直流负载用电负载是直流负载，只在白天有光照时使用，

直流

光伏方阵控制导直流配电箱直流负载用电负载是直流负载，有光照时，组件将光能

有转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池充电；

储能装置夜间或者阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。

·15

二、光伏发电系统

是否

系统原理图

逆流储能装置适用范围

监测系统

光伏电池组件产生的直流电经过并网逆变器

转换成符合公共电网要求的交流电之后并入

并电网，并网系统中光伏方阵所产生的电能除

光伏方阵光伏汇流箱直流配电柜并网逆变器交流配电柜用户电网

网

是无供给交流负载外，多余的电能反馈给电网。

柜

在阴雨天或夜晚，光伏电池组件不能产生电

双向电能表

能或者产生的电能不能满足负载需求时由公

并网

公共电网共电网给负载供电。

光伏

系统

监测系统

当光伏系统要求设计为不可逆并网方式时，

应配置逆功率保护装置，光伏发电系统的电

光伏方阵光伏汇流箱直流配电柜并网逆变器交流配电柜用户电网

能供给负载后即使有剩余，也不允许流向电

否无力系统，如检测到逆向电流超标时，光伏系