1-3 户用光伏并网发电系统 第2-2部分：设计规范-方阵设计 报批稿 2018-12-27

ICS 27.160K83备 案 号 CPIA中 国 光 伏 行 业 协 会 标 准T/CPIA 00XX 2019户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 第 2-2部 分 设 计 规 范 方 阵 设 计 Residential gird-connected photovoltaic PV system Part 2-2Design specifications PV array（ 报 批 稿 ）（ 本 稿 完 成 日 期 2018-12-27） 2019 -XX- XX发 布 2019- XX-XX实 施中 国 光 伏 行 业 协 会 发 布 T/CPIA XXXX-201X I 前 言本 标 准 根 据 GB/T 1.1-2009 标 准 化 工 作 导 则 第 1部 分 标 准 的 结 构 和 编 写 和 GB/T 1.2-2002 标准 化 工 作 导 则 第 2部 分 标 准 中 规 范 性 技 术 要 素 内 容 的 确 定 给 出 的 规 则 起 草 。请 注 意 本 文 件 的 某 些 内 容 可 能 涉 及 专 利 。 本 文 件 的 发 布 机 构 不 承 担 识 别 这 些 专 利 的 责 任 。本 标 准 由 中 国 光 伏 行 业 协 会 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口 。本 标 准 起 草 单 位 本 标 准 主 要 起 草 人 T/CPIA XXXX-201X 1 户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 第 2-2 部 分 设 计 规 范 -方 阵 设 计1 范 围本 标 准 规 定 了 户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 方 阵 倾 角 设 计 、 方 阵 间 距 设 计 、 方 阵 排 布 设 计 及 方 阵 组 串 设 计等 内 容 。本 标 准 适 用 于 以 220V或 380V电 压 等 级 接 入 用 户 侧 电 网 或 公 共 电 网 的 户 用 并 网 光 伏 系 统 ， 220V 电压 等 级 单 点 接 入 容 量 不 宜 超 过 8kW， 380V 电 压 等 级 单 点 接 入 容 量 不 宜 超 过 400kW。本 标 准 不 适 用 于 带 储 能 光 伏 系 统 、 聚 光 光 伏 系 统 、 BIPV光 伏 系 统 和 双 面 组 件 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 所 注 日 期 的 版 本 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/T 2297 太 阳 光 伏 能 源 系 统 术 语GB 50797 光 伏 发 电 站 设 计 规 范3 术 语 和 定 义GB/T 2297 界 定 的 以 及 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准 。3.1 光 伏 方 阵 PV array将 若 干 光 伏 组 件 在 机 械 和 电 气 上 按 一 定 方 式 组 装 在 一 起 并 且 有 固 定 的 支 撑 结 构 而 构 成 的 直 流 发 电单 元 称 为 光 伏 方 阵 ， 又 称 光 伏 阵 列 。3.2 真 太 阳 时 true s olar time以 太 阳 时 角 作 标 准 的 计 时 系 统 。4 基 本 要 求户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 方 阵 设 计 应 满 足 户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 第 2-1部 分 设 计 规 范 -一 般 要 求 的 相 关 要 求 。5 光 伏 方 阵 设 计5.1 安 装 方 式 设 计光 伏 方 阵 根 据 不 同 安 装 地 点 采 用 不 同 安 装 方 式 ； 对 于 斜 屋 面 宜 采 用 顺 应 屋 面 坡 度 布 置 ； 对 于 地 面 和平 屋 面 宜 采 用 一 定 倾 角 的 安 装 方 式 。5.2 方 阵 倾 角 设 计 5.2.1 光 伏 方 阵 宜 按 全 年 发 电 量 最 高 的 原 则 选 择 最 佳 倾 角 安 装 ， 光 伏 方 阵 应 结 合 太 阳 辐 照 度 、 风 速 、 雨水 、 积 雪 等 气 候 条 件 及 建 筑 朝 向 、 屋 顶 结 构 等 因 素 进 行 设 计 ， 经 技 术 经 济 比 较 后 宜 适 当 调 整 方 阵 的 安 装方 位 角 或 倾 角 。5.2.2 最 佳 倾 角 应 按 照 GB 50797 光 伏 发 电 站 设 计 规 范 附 录 进 行 选 择 ， 见 附 录 A。5.3 方 阵 间 距 设 计 T/CPIA XXXX-201X 2 5.3.1平 屋 面 南 北 方 向 光 伏 方 阵 间 距 计 算 图 1 平 屋 面 方 阵 间 距 示 意 图计 算 公 式 D D1D2 （ L cos Z） （ L sin Z） cos（ β -r） / tan 1D1 L cos Z 2D2 cos（ β -r） L’ ， L’ H/tan， H L sin Z 3公 式 123中 D 光 伏 方 阵 南 北 方 向 前 后 排 间 距L 光 伏 方 阵 纵 向 长 度Z 光 伏 方 阵 向 南 倾 角H 光 伏 方 阵 垂 直 高 度L 太 阳 射 线 在 地 面 上 的 投 影 β 太 阳 方 位 角 cosβ sinφ sinα - sinδ /cosα cosφ 正 南 为 零 ， 东 向 为 正 ， 西 向 为 负r 方 阵 方 位 角 正 南 为 零 ， 东 向 为 正 ， 西 向 为 负α 太 阳 高 度 角 sin sinφ sin cosφ cos cosφ 当 地 纬 度ω 太 阳 时 角 正 午 为 零 ， 上 午 为 正 ， 下 午 为 负δ 太 阳 赤 纬 角 δ 23.45sin[360 284N/365] （ Cooper方 程 ） 式 中 N代 表 从 1月 1日 算 起 的天 数 。5.3.2 斜 屋 面 南 北 方 向 光 伏 方 阵 间 距 计 算 T/CPIA XXXX-201X 3 图 2 斜 屋 面 方 阵 间 距 示 意 图计 算 公 式 D1 L’ cos Z （ 与 平 地 一 致 无 变 化 ） 4D2 cosβ L， L h1/tan 5H L’ sin Z h1h2 h1H-h2 6D D1D2 （ L’ cos Z） （ L’ sin Z-h2） cosβ / tan 7公 式 4567中 β 太 阳 方 位 角  太 阳 高 度 角 L 太 阳 射 线 在 地 面 上 的 投 影h1 前 后 光 伏 方 阵 相 对 高 度 h2 前 后 排 地 面 高 度 差H 前 排 方 阵 垂 直 高 度L’ 光 伏 方 阵 纵 向 宽 度Z 光 伏 方 阵 倾 角5.4 方 阵 排 布 设 计 5.4.1 应 根 据 建 筑 物 的 实 际 条 件 ， 选 择 光 伏 方 阵 安 装 位 置 及 光 伏 发 电 系 统 类 型 。5.4.2 固 定 式 布 置 的 光 伏 方 阵 安 装 方 位 角 宜 采 用 正 南 方 向 。5.4.3 光 伏 方 阵 各 排 、 列 的 布 置 间 距 宜 满 足 5.3方 阵 间 距 设 计 。5.4.4 光 伏 方 阵 中 ， 应 根 据 实 际 情 况 ， 预 留 满 足 光 伏 发 电 系 统 的 日 常 维 护 、 检 修 、 清 洗 、 设 备 更 换 等 要求 的 运 维 通 道 ， 同 时 多 雪 地 区 宜 方 便 人 工 融 雪 、 清 雪 ， 不 宜 对 其 它 建 筑 、 设 备 采 光 造 成 影 响 。5.4.5 光 伏 方 阵 组 件 与 屋 面 之 间 的 垂 直 距 离 应 满 足 安 装 、 通 风 和 散 热 的 要 求 。5.4.6 光 伏 方 阵 组 件 排 布 在 建 筑 中 的 位 置 应 满 足 其 所 在 部 位 的 建 筑 防 水 、 排 水 和 保 温 隔 热 等 要 求 。5.4.7 光 伏 方 阵 组 件 间 距 宜 不 小 于 20mm。5.4.8 光 伏 方 阵 排 布 应 远 离 易 燃 易 爆 、 高 温 发 热 、 腐 蚀 性 物 质 等 。5.4.9 地 面 光 伏 方 阵 组 件 串 的 最 低 点 距 地 面 的 距 离 不 宜 低 于 300mm， 并 应 考 虑 以 下 因 素 a 当 地 的 最 大 积 雪 深 度 ；b 当 地 的 洪 水 水 位 ；c 植 被 高 度 。5.5 方 阵 组 串 设 计 5.5.1 同 一 组 串 中 的 各 光 伏 组 件 的 电 性 能 参 数 应 在 偏 差 范 围 内 。5.5.2 同 一 组 串 内 组 件 的 方 位 朝 向 、 安 装 倾 角 应 保 持 一 致 ； 同 一 路 MPPT下 ， 不 同 组 串 的 组 件 数 量 、 方 位朝 向 、 安 装 倾 角 应 保 持 一 致 。 T/CPIA XXXX-201X 4 5.5.3 方 阵 组 串 的 最 大 功 率 工 作 电 压 变 化 范 围 应 在 逆 变 器 的 最 大 功 率 跟 踪 电 压 范 围 内 。5.5.4 方 阵 组 串 最 大 开 路 电 压 应 不 高 于 逆 变 器 最 大 输 入 电 压 限 值 。5.5.5 方 阵 组 串 的 串 联 数 量 应 按 公 式 （ 8） 和 （ 9） 计 算 ， 选 定 的 组 件 串 联 数 量 （ N取 整 数 ） 应 同 时 满 足公 式 （ 8） 和 （ 9） 计 算 的 结 果 。 ]251[ max voc dc KtV VN  （ 8）]251[]251[ max, min vpm mpptvpm mppt KtV VNKtV V  （ 9）公 式 （ 8） 和 （ 9） 中 K v 光 伏 组 件 的 开 路 电 压 温 度 系 数 ；N 光 伏 组 件 的 串 联 数 量 （ N取 整 ） ；t 光 伏 组 件 工 作 条 件 下 的 极 限 低 温 ， 单 位 为 摄 氏 度 （ ℃ ） ；t′ 光 伏 组 件 工 作 条 件 下 的 极 限 高 温 ， 单 位 为 摄 氏 度 （ ℃ ） ；Vdcmax 逆 变 器 允 许 的 最 大 直 流 输 入 电 压 ， 单 位 为 伏 特 （ V） ；Vmpptmin 逆 变 器 MPPT电 压 最 小 值 ， 单 位 为 伏 特 （ V） ；Vmpptmax 逆 变 器 MPPT电 压 最 大 值 ， 单 位 为 伏 特 （ V） ；Voc 光 伏 组 件 的 开 路 电 压 ， 单 位 为 伏 特 （ V） ；V pm 光 伏 组 件 的 工 作 电 压 ， 单 位 为 伏 特 （ V） 。 T/CPIA XXXX-201X 5 附 录 A（ 资 料 性 附 录 ）光 伏 方 阵 最 佳 倾 角 参 考 值A． 1 全 国 各 大 主 要 城 市 光 伏 方 阵 最 佳 倾 角 参 考 值 如 下 表 城 市 纬 度 φ 斜 面 日 均 辐 射 量（ kJ/m） 日 辐 射 量（ kJ/m） 独 立 系 统 推 荐 倾 角（ ） 并 网 系 统 推 荐 倾 角（ ）哈 尔 滨 45.68 15835 12703 φ 3 φ -3长 春 43.9 17127 13572 φ 1 φ -3沈 阳 41.7 16563 13793 φ 1 φ -8北 京 39.8 18035 15261 φ 4 φ -7 天 津 39.1 16722 14356 φ 5 φ -3呼 尔 浩 特 40.78 20075 16574 φ 3 φ -3太 原 37.78 17394 15061 φ 5 φ -6乌 鲁 木 齐 43.78 16594 14464 φ 12 φ -3西 宁 36.75 19617 16777 φ 1 φ -1兰 州 36.05 15842 14966 φ 8 φ -9银 川 38.48 19615 16553 φ 2 φ -2西 安 34.3 12952 12781 φ 14 φ -5上 海 31.17 13691 12760 φ 3 φ -7 南 京 32 14207 13099 φ 5 φ -4合 肥 31.85 13299 12525 φ 9 φ -5杭 州 30.23 12372 11668 φ 3 φ -4南 昌 28.67 13714 13094 φ 2 φ -6福 州 26.08 12451 12001 φ 4 φ -7济 南 36.68 15994 14043 φ 6 φ -2郑 州 34.72 14558 13332 φ 7 φ -3武 汉 30.63 13707 13201 φ 7 φ -6长 沙 28.2 11589 11377 φ 6 φ -6 广 州 23.13 12702 12110 φ 0 φ -1海 口 20.03 13510 13835 φ 12 φ -3南 宁 22.82 12734 12515 φ 5 φ -4成 都 30.67 10304 10392 φ 2 φ -8贵 阳 26.58 10235 10327 φ 8 φ -8昆 明 25.02 15333 14194 φ 0 φ -1拉 萨 29.7 24151 21301 φ 0 φ 2本 表 引 自 GB 50797 光 伏 发 电 站 设 计 规 范 附 录 B.