GB-T 19939-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布GB/T19939—2005前言 I 2規(guī)范性引用文件 3定義 4并網(wǎng)方式 25電能質(zhì)量 25.1電壓偏差 25.2頻率 5.3諧波和波形畸變 25.4功率因數(shù)(PF) 35.5電壓不平衡度 35.6直流分量 36安全與保護(hù) 36.1過/欠電壓 36.2過/欠頻率 46.3防孤島效應(yīng) 46.4恢復(fù)并網(wǎng) 46.5防雷和接地 46.6短路保護(hù) 46.7隔離和開關(guān) 6.8逆向功率保護(hù) 47安裝要求 47.1電氣連接方式和參考圖 47.2電能計(jì)量和逆流檢測(cè) 7.3安全標(biāo)識(shí) 57.4對(duì)應(yīng)急電源系統(tǒng)的附加要求 附錄A(資料性附錄)電氣連接參考圖 I本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國太陽光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京市計(jì)科能源新技術(shù)開發(fā)公司、中國資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委1本標(biāo)準(zhǔn)適用于通過靜態(tài)變換器(逆變器)以低壓方式與電網(wǎng)連接的光伏系統(tǒng)。光伏系統(tǒng)以中壓或高壓方式并網(wǎng)的相關(guān)部分，也可參照本標(biāo)準(zhǔn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，但鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T2297—1989太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語GB/T12325—2003電能質(zhì)量供電電壓允許偏差GB/T14549—1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15543—1995電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度GB/T15945—1995電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差GB16179—1996安全標(biāo)志使用導(dǎo)則GB/T18479—2001地面用光伏(PV)發(fā)電系統(tǒng)概述和導(dǎo)則(idtIEC61277:1995)SJ/T11127—1997光伏(PV)發(fā)電系統(tǒng)的過電壓保護(hù)——導(dǎo)則以下術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)，光伏系統(tǒng)PVsystem包含所有逆變器(單臺(tái)或多臺(tái))和相關(guān)的BOS(平衡系統(tǒng)部件)以及具有一個(gè)公共連接點(diǎn)的太陽電池方陣在內(nèi)的系統(tǒng)。電網(wǎng)grid輸電、配電的各種裝置和設(shè)備、變電站、電力線路或電纜的組合。它把分布在廣闊地域內(nèi)的發(fā)電廠和用戶聯(lián)接成一個(gè)整體，把集中生產(chǎn)的電能配送到眾多個(gè)分散的電能用戶，在本標(biāo)準(zhǔn)中特指供電區(qū)電力變壓器次級(jí)輸出到用戶端的輸電網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)保護(hù)裝置gridprotectiondevice監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)電力并網(wǎng)的技術(shù)狀態(tài)，在指標(biāo)越限情況下將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全解列的裝置。在光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)配電系統(tǒng)之間的相互聯(lián)接。2泛指發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)之間的并解列點(diǎn)。孤島效應(yīng)islanding電網(wǎng)失壓時(shí)，光伏系統(tǒng)仍保持對(duì)失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)。靜態(tài)功率變換器(見注1)。將直流電變換為交流電的器件。將光伏系統(tǒng)的直流電變換成交流電的設(shè)備。用于將電功率變換成適合于電網(wǎng)使用的一種或多種形式的電功率的電氣設(shè)備。注1:具備控制、保護(hù)和濾波功能，用于電源和電網(wǎng)之間接口的任何靜態(tài)功率變換器。有時(shí)被稱作功率調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，應(yīng)急電源系統(tǒng)emergencypowersupplysystem當(dāng)電網(wǎng)因故停電時(shí)能夠?yàn)樘囟ㄘ?fù)載繼續(xù)供電的電源系統(tǒng)，它一般含有逆變器、保護(hù)開關(guān)、控制電路、儲(chǔ)能裝置(如蓄電池)和帶有充電控制電路的充電裝置等。根據(jù)光伏系統(tǒng)是否允許通過供電區(qū)的變壓器向高壓電網(wǎng)送電，分為可逆流和不可逆流的并網(wǎng)方式。5電能質(zhì)量光伏系統(tǒng)向當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電能的質(zhì)量應(yīng)受控，在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面應(yīng)滿足實(shí)用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)。出現(xiàn)偏離標(biāo)準(zhǔn)的越限狀況，系統(tǒng)應(yīng)能檢測(cè)到這些偏差并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。除非另有要求，應(yīng)保證在并網(wǎng)光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口處可測(cè)量到所有電能質(zhì)量參數(shù)(電壓、頻率、諧波等)。5.1電壓偏差為了使當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載正常工作，光伏系統(tǒng)中逆變器的輸出電壓應(yīng)與電網(wǎng)相匹配。正常運(yùn)行時(shí)，光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)接口處的電壓允許偏差應(yīng)符合GB/T12325的規(guī)定。三相電壓的允許偏差為額定電壓的土7%,單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。5.2頻率光伏系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)應(yīng)與電網(wǎng)同步運(yùn)行。電網(wǎng)額定頻率為50Hz,光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后的頻率允許偏差應(yīng)符合GB/T15945的規(guī)定，即偏差值允許±0.5Hz。5.3諧波和波形畸變低的電流和電壓的諧波水平是所希望的；較高的諧波增加了對(duì)所連接的設(shè)備產(chǎn)生有害影響的可諧波電壓和電流的允許水平取決于配電系統(tǒng)的特性、供電類型、所連接的負(fù)載/設(shè)備，以及電網(wǎng)的現(xiàn)光伏系統(tǒng)的輸出應(yīng)有較低的電流畸變，以確保對(duì)連接到電網(wǎng)的其他設(shè)備不造成不利影響?？傊C波電流應(yīng)小于逆變器額定輸出的5%。各次諧波應(yīng)限制在表1、表2所列的百分比之內(nèi)。此范圍內(nèi)的偶次諧波應(yīng)小于低的奇次諧波限值的25%。3GB/T19939—2005表1奇次諧波電流畸變限值奇次諧波畸變限值3次至9次11次至15次17次至21次23次至33次表2偶次諧波電流畸變限值偶次諧波畸變限值10次至32次5.4功率因數(shù)(PF)當(dāng)光伏系統(tǒng)中逆變器的輸出大于其額定輸出的50%時(shí)，平均功率因數(shù)應(yīng)不小于0.9(超前或滯后)。一段時(shí)期內(nèi)的平均功率因數(shù)(PF)公式為：式中：5.5電壓不平衡度光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行(僅對(duì)三相輸出)時(shí)，電網(wǎng)接口處的三相電壓不平衡度不應(yīng)超過GB/T15543規(guī)定的數(shù)值，允許值為2%,短時(shí)不得超過4%。5.6直流分量光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，逆變器向電網(wǎng)饋送的直流電流分量不應(yīng)超過其交流額定值的1%(逆變電源系統(tǒng)和電網(wǎng)宜通過專用變壓器隔離連接)。6安全與保護(hù)光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)異?；蚬收蠒r(shí)，為保證設(shè)備和人身安全，應(yīng)具有相應(yīng)的并網(wǎng)保護(hù)功能。6.1過/欠電壓當(dāng)電網(wǎng)接口處電壓超出5.1規(guī)定的電壓范圍時(shí)，光伏系統(tǒng)應(yīng)停止向電網(wǎng)送電。此要求適用于多相系統(tǒng)中的任何一相。本標(biāo)準(zhǔn)述及到的所有系統(tǒng)電壓均指當(dāng)?shù)貥?biāo)稱電壓。系統(tǒng)應(yīng)能檢測(cè)到異常電壓并做出反應(yīng)。電壓的方均根值在電網(wǎng)接口處測(cè)量，應(yīng)滿足表3的條件。4表3異常電壓的響應(yīng)電壓(電網(wǎng)接口處)最大分閘時(shí)間*U<0.5×UE★50%UE*≤U<85%U正x85%Ux*≤U≤110%Uπ*繼續(xù)運(yùn)行最大分閘時(shí)間是指異常狀態(tài)發(fā)生到逆變器停止向電網(wǎng)送電的時(shí)間。主控與監(jiān)測(cè)電路應(yīng)切實(shí)保持與電網(wǎng)的連接，從而繼續(xù)監(jiān)視電網(wǎng)的狀態(tài)，使得“恢復(fù)并網(wǎng)”功能有效。主控與監(jiān)測(cè)的定義參見GB/T18479。6.2過/欠頻率當(dāng)電網(wǎng)接口處頻率超出5.2規(guī)定的頻率范圍時(shí)，過/欠頻率保護(hù)應(yīng)在0.2s內(nèi)動(dòng)作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。6.3防孤島效應(yīng)當(dāng)光伏系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時(shí)，必須在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)將該光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，防止出現(xiàn)孤島應(yīng)設(shè)置至少各一種主動(dòng)和被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)。主動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)方式主要有頻率偏離、有功功率變動(dòng)、無功功率變動(dòng)、電流脈沖注入引起阻抗變動(dòng)等。被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)方式主要有電壓相位跳動(dòng)、3次電壓諧波變動(dòng)、頻率變化率等。當(dāng)電網(wǎng)失壓時(shí)，防孤島效應(yīng)保護(hù)應(yīng)在2s內(nèi)動(dòng)作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。注1;光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開不包括用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)的主控和監(jiān)測(cè)電路。6.4恢復(fù)并網(wǎng)由于超限狀態(tài)導(dǎo)致光伏系統(tǒng)停止向電網(wǎng)送電后，在電網(wǎng)的電壓和頻率恢復(fù)到正常范圍后的20s到5min.光伏系統(tǒng)不應(yīng)向電網(wǎng)送電。6.5防雷和接地光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)接口設(shè)備的防雷和接地，應(yīng)符合SJ/T11127中的規(guī)定。6.6短路保護(hù)光伏系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)應(yīng)設(shè)置短路保護(hù)，當(dāng)電網(wǎng)短路時(shí)，逆變器的過電流應(yīng)不大于額定電流的150%,并在0.1s以內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。6.7隔離和開關(guān)在光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的開關(guān)柜中應(yīng)提供手動(dòng)和白動(dòng)的斷路開關(guān)，斷路開關(guān)原則上采用可視斷點(diǎn)的機(jī)械式開關(guān)。除非當(dāng)?shù)毓╇姍C(jī)構(gòu)同意，不得采用電子式開關(guān)。6.8逆向功率保護(hù)系統(tǒng)在不可逆流的并網(wǎng)方式下工作，當(dāng)檢測(cè)到供電變壓器次級(jí)處的逆流為逆變器額定輸出的5%時(shí)，逆向功率保護(hù)應(yīng)在0.5s～2s內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。7安裝要求7.1電氣連接方式和參考圖光伏系統(tǒng)并網(wǎng)的電氣接線方式應(yīng)采用與電網(wǎng)相同的方式，電氣連接參考圖見附錄A。7.2電能計(jì)量和逆流檢測(cè)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)應(yīng)設(shè)置電能計(jì)量裝置。5對(duì)于不可逆流的并網(wǎng)方式，應(yīng)在供電變壓器的輸出端安裝逆流檢測(cè)裝置。7.3安全標(biāo)識(shí)連接光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)的專用低壓開關(guān)柜應(yīng)有醒目標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)應(yīng)標(biāo)明“警告”、“雙電源”等提示性文字和符號(hào)。標(biāo)識(shí)的形狀、顏色、尺寸和高度參照GB2894及GB16179執(zhí)行。7.4對(duì)應(yīng)急電源系統(tǒng)的附加要求7.4.1概述應(yīng)急電源系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足7.1～7.4的要求，還應(yīng)當(dāng)滿足本節(jié)所列的附加要求。7.4.2電路安排應(yīng)急電源系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為特定的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載電路供電。7.4.3安全性要求當(dāng)光伏系統(tǒng)作為應(yīng)急電源為特定負(fù)載供電時(shí)，應(yīng)保證其已經(jīng)完全與附錄A圖A.2中的開關(guān)柜電路斷開。7.4.4警告標(biāo)識(shí)當(dāng)光伏系統(tǒng)工作在應(yīng)急電源模式時(shí)，開關(guān)柜上應(yīng)設(shè)置警告標(biāo)識(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)盡管電網(wǎng)已經(jīng)斷電，供電線路的中性線或地線還是有可能帶電。6(資料性附錄)電氣連接參考圖9985261——電網(wǎng)隔離開關(guān)；2——光伏系統(tǒng)隔離開關(guān)；3——電網(wǎng)保護(hù)裝置；4——逆變器；5——太陽電池方陣隔離開關(guān)；6——太陽電池方陣；7——漏電保護(hù)器；8——開關(guān)柜；9——主控和監(jiān)測(cè)；10——不帶漏電保護(hù)器的負(fù)載線路；11——帶漏電保護(hù)器的負(fù)載線路。圖A.1光伏系統(tǒng)并網(wǎng)電氣連接圖534