《風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)技術(shù)要求》

ICS:29.020

CCS：K60

CES

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CESXXXXXX

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)技術(shù)要求

Technicalrequirementsforwind-windcomplementarypowergenerationcontrol

system

(征求意見(jiàn)稿)

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)發(fā)布

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)技術(shù)要求

1、范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)的技術(shù)要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于風(fēng)機(jī)側(cè)輸入20V~100V、光伏側(cè)輸入200V以下、輸出側(cè)蓄電池電壓不超過(guò)55V的風(fēng)光互

補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)。

2、規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則

GB/T12325電能質(zhì)量供電電壓偏差

GB/T29319光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定

GB/Z19963風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T37408光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求

GB/T9535地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型(eqvIEC1215:1993)

GB/T10760.1離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組第1部分：技術(shù)條件

JB/T7143.1--1993風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用逆變器技術(shù)條件

JB/T10395-2003離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝規(guī)范

JB/T6939.1離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用控制器第I部分：技術(shù)條件

3、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)要求術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1光伏發(fā)電系統(tǒng)photovoltaic（PV）generationsystem

利用太陽(yáng)能電池的光生伏特效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。

[GB/T29319-2012,定義3.1]

3.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組windturbinegeneratorsystem

將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)。

1

[GB/Z19963-2005,定義3.1]

3.3風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)wind-solarphotovoltaichybridgenerateelectricitysystem

由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)電池組件共同構(gòu)成的能夠?qū)L(fēng)的動(dòng)能和太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換為電能的混合發(fā)電

系統(tǒng)。

3.4接入點(diǎn)accesspoint

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)的輸出匯總點(diǎn)。

3.5混合功率hybridpower

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率與太陽(yáng)電池組件峰值功率之和，單位為瓦（W)。

3.6風(fēng)光互補(bǔ)控制器controllerforwind-solarphotovoltaichybridsystem

既能夠?qū)娘L(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得的交流電能（也允許風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直流輸人）轉(zhuǎn)換成直流電能，存入

儲(chǔ)能蓄電池或直接使用，又能夠?qū)奶?yáng)電池組件獲得的直流電能存人儲(chǔ)能蓄電池或直接使用的換

流及控制系統(tǒng)。

3.7風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率windpowersystempower

風(fēng)機(jī)輸入側(cè)發(fā)電產(chǎn)生的系統(tǒng)功率。

3.8電壓偏差voltagedeviation

實(shí)際運(yùn)行電壓對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的偏差相對(duì)值，以百分比表示。

電壓測(cè)量值-系統(tǒng)標(biāo)稱電壓

電壓偏差（%）=100%

系統(tǒng)標(biāo)稱電壓

3.9響應(yīng)時(shí)間responsetime

當(dāng)輸入控制信號(hào)后，被控制的變化量達(dá)到控制偏差量（為控制目標(biāo)值與初始值之差）的90％所需

的時(shí)間，且期間沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)沖，如圖1所示。

2

輸出響應(yīng)時(shí)間

控制目標(biāo)

90%

初始狀態(tài)

控制輸入

時(shí)間

0

圖1響應(yīng)時(shí)間定義

3.10電壓控制voltagecontrol

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)利用采集單元，實(shí)時(shí)采集輸入、輸出側(cè)電壓，按照預(yù)定控制策略，通過(guò)改變

PWM輸出，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。

4風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的資源條件和環(huán)境要求

4.1風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)推薦使用資源條件

當(dāng)?shù)啬昶骄L(fēng)速大于3.5m/s，同時(shí)年度太陽(yáng)能輻射總量不小于5000MJ/m2是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系

統(tǒng)推薦使用區(qū)。

4.2環(huán)境要求

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在下列條件下應(yīng)能連續(xù)、可靠地工作。

a)溫度：-25℃~+55℃；

b)適應(yīng)環(huán)境：海島高濕、高鹽分環(huán)境；

c）海拔高度≥3000m。

5基本要求

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

a）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)接入蓄電池，接入點(diǎn)電壓應(yīng)滿足GB/Tl2325的要求；

b）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)蓄電池輸出側(cè)過(guò)電壓/欠電壓保護(hù)應(yīng)滿足GB/T37408的要求；

3

c）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)最大輸出電流或功率不超過(guò)額定輸出的110%；

d）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)電壓檢測(cè)準(zhǔn)確度滿足±1%；

e）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有手動(dòng)剎車(chē)功能；

f）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)滿足可以手動(dòng)設(shè)置打開(kāi)或關(guān)閉風(fēng)機(jī)充電的要求；

g）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)滿足可以手動(dòng)設(shè)置打開(kāi)或關(guān)閉光伏充電的要求；

h）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有電壓浮充功能，并且可以手動(dòng)設(shè)置浮充電壓。

6系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

6.1系統(tǒng)的基本配置

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)由下述部件組成：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)電池組件（方陣）、風(fēng)光互補(bǔ)控制器、逆

變器、蓄電池組和泄荷器。

6.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的選擇

a）由當(dāng)?shù)氐哪昶骄L(fēng)速，最低月平均風(fēng)速，無(wú)有效風(fēng)速期時(shí)間的長(zhǎng)短和年度總用電電量，月平均

最低用電電量計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率。

b）由年內(nèi)最低的月平均風(fēng)速，選擇風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定風(fēng)速值。

c）在總功率相同時(shí)，允許使用2臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在直流輸出端串聯(lián)或并聯(lián)使用。

6.3太陽(yáng)能電池組件功率的選擇

a）太陽(yáng)能電池組的峰值功率由系統(tǒng)日平均最低耗電電量、無(wú)有效風(fēng)速期時(shí)當(dāng)?shù)胤逯等照招r(shí)數(shù)和

系統(tǒng)損失因子來(lái)確定。

b）在一般正常狀態(tài)下，系統(tǒng)的太陽(yáng)電池組件的最小功率應(yīng)能保證提出供出系統(tǒng)日平均最低發(fā)電電

量，并且是日平均最低耗電量的1.8倍以上。

6.4控制器的選擇

a）控制器必須具有風(fēng)力發(fā)電充電電路和光伏充電電路。兩充電通道要各自獨(dú)立和有效隔離。

b）控制器風(fēng)電充電電路的最大功率要大于或等于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定輸出功率的2倍。

c）控制器光伏充電電路的最大功率應(yīng)大于系統(tǒng)光伏功率的1.5倍。

6.5蓄電池的選擇

a）應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用儲(chǔ)能用鉛酸蓄電池和其他適合風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電使用的新型蓄電池。

b）蓄電池組的串聯(lián)電壓必須與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電壓相匹配，同時(shí)也必須與太陽(yáng)電池組件輸出

電壓相一致。

4

c）蓄電池的容量是由日最低耗電量，設(shè)定的連續(xù)陰天的天數(shù)，最長(zhǎng)無(wú)風(fēng)期的天數(shù)和蓄電池的技術(shù)

性能，如自放電率、充放電效率和放電深度等因素共同確定的。

6.6泄荷器的選擇

a）系統(tǒng)配備的蓄電池組有出現(xiàn)過(guò)充的可能性時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)配備泄荷器。

b）泄荷器的功率至少應(yīng)不小于混合功率的2倍。

7風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)部件的技術(shù)要求

7.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)要求

a）系統(tǒng)選用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)當(dāng)符合GB/T10760.1的技術(shù)要求。

b）在多雷區(qū)或有特殊要求的用戶，應(yīng)采用有適當(dāng)防雷措施的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

7.2太陽(yáng)電池組件技術(shù)要求

系統(tǒng)選用的太陽(yáng)電池組件必須符合GB/T9535的要求。

7.3太陽(yáng)電池方陣技術(shù)要求

a）太陽(yáng)電池方陣是由1個(gè)或若干個(gè)太陽(yáng)電池組件在機(jī)械和電氣上按一定方式，組裝在一起并有固定

的支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)成的直流發(fā)電單元，其電流和電壓失配損失應(yīng)小于2%.

b）太陽(yáng)電池方陣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證組件與支架的連接牢固可靠，并能方便地更換太陽(yáng)電池件。

c）組件應(yīng)安裝在可以調(diào)節(jié)傾角、有防腐蝕措施的支架上，確保安裝牢固。太陽(yáng)電池方陣及支架應(yīng)

能夠抵抗120km/h暴風(fēng)而不被損壞。支架應(yīng)能夠保證正確的方位和角度，以使其能夠獲得最大的發(fā)電量。

d）在潮濕或有腐蝕性氣體的環(huán)境中使用的太陽(yáng)電池方陣緊固件必須有防腐蝕措施，并且要有足夠

的強(qiáng)度，以便將太陽(yáng)電池組件可靠地固定在方陣支架上。

e）在多雷區(qū)或特殊環(huán)境中使用太陽(yáng)電池方陣應(yīng)有防雷措施。

7.4風(fēng)光互補(bǔ)控制器（簡(jiǎn)稱控制器）技術(shù)要求

a）控制器整機(jī)與風(fēng)力發(fā)電充電電路應(yīng)符合JB/T6939.1的要求。

b）光伏充電電路可承受的最大電壓為太陽(yáng)電池組件額定電壓的1.5倍；

c）光伏充電電路可承受的最大電流為太陽(yáng)電池組件短路電流的1.5倍，

d）光伏充電電路電壓降<1.2V;

e）應(yīng)有防止組件反接的電路保護(hù)；

f）應(yīng)具有防止蓄電池通過(guò)太陽(yáng)電池組件反向放電的保護(hù)功能。

5

g）控制器應(yīng)具有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電輸人端、光伏充電電路輸人端、蓄電池接線端、逆變器接線端

的明顯標(biāo)志。

h）在多雷區(qū)或特殊環(huán)境中使用的控制器應(yīng)有防雷措施。

7.5蓄電池技術(shù)要求

a）系統(tǒng)選用的蓄電池必須是經(jīng)過(guò)有認(rèn)證資格的檢測(cè)機(jī)構(gòu)按照相關(guān)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)合

格的蓄電池。

b）使用銅鍍鉛鏈條或銅帶將蓄電池相互連接在一起。蓄電池必須提供便于用螺栓連接的極柱。蓄

電池電極應(yīng)有防腐措施以保護(hù)蓄電池的電極端不被腐蝕。

c）當(dāng)密封鉛酸蓄電池在海拔2500m以上條件下使用時(shí)，必須使用能夠適合于這樣的條件下使用的

型號(hào)。

d）蓄電池應(yīng)當(dāng)保持外觀的干凈和整潔。放置在具有一定的通風(fēng)能力的箱體內(nèi)，以避免用戶觸摸到

電極或電解液，所有可能接觸到酸液的部分均應(yīng)是防酸的。箱體必須牢固，以支撐蓄電池的重量。箱體

應(yīng)能防止兒童打開(kāi)或進(jìn)入。箱體必須用耐久材料制造，以保證至少5年之內(nèi)不需要維護(hù)。

e）加液使用的蓄電池應(yīng)有避免液體外滋的防護(hù)措施。廢液和廢舊蓄電池應(yīng)由推廣應(yīng)用人員妥善回

收。

7.6導(dǎo)線技術(shù)要求

a）應(yīng)當(dāng)使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的絕緣導(dǎo)線。

b）有極性區(qū)分的電路中，所有導(dǎo)線都應(yīng)用顏色區(qū)分正負(fù)或加標(biāo)記。

c）導(dǎo)線的選擇應(yīng)同時(shí)滿足3個(gè)條件：載流量、電壓損耗和導(dǎo)線的強(qiáng)度。導(dǎo)線載流量的設(shè)計(jì)應(yīng)保證導(dǎo)

線不發(fā)熱；導(dǎo)線的電壓損失應(yīng)小于3%，以保證線路在導(dǎo)線允許的電壓下正常工作；線徑的設(shè)計(jì)應(yīng)保證

導(dǎo)線的強(qiáng)度。

7.7負(fù)載連接或輸出插座技術(shù)要求

a）連接系統(tǒng)各部件的導(dǎo)線、接插件、開(kāi)關(guān)等應(yīng)符合國(guó)家相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

b）限流設(shè)備，無(wú)論是保險(xiǎn)、斷路器、還是電子保護(hù)，應(yīng)對(duì)負(fù)載及導(dǎo)線所能承受的最大電流起到有

效的限流作用。

7.8泄荷器技術(shù)要求

a）泄荷器應(yīng)用優(yōu)質(zhì)電熱管、電熱板制造，不允許使用高溫電熱絲制作。

b）泄荷器應(yīng)有隔熱支架，防止因熱傳導(dǎo)損壞其他部件。

c）泄荷器應(yīng)有防護(hù)人員燙傷的防護(hù)設(shè)施。

6

8風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)要求

8.1電性能要求

8.1.1系統(tǒng)的電能品質(zhì)要求

a）當(dāng)系統(tǒng)的直流電壓在額定電壓值的90%~120%范圍內(nèi)變化時(shí)，系統(tǒng)的交流輸出頻率應(yīng)保持在50

Hz±2.5Hz范圍內(nèi)，即頻率穩(wěn)定度為±5%.

b）輸出為額定功率，當(dāng)系統(tǒng)的直流電壓在額定值的90%~120％范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)交流輸出電壓

變化范圍應(yīng)不超過(guò)額定值±10%.

c）輸出波型為正弦波的系統(tǒng)，正弦波的失真度不超過(guò)±5%

d）輸出波型為改善方波的系統(tǒng)，波型應(yīng)符合JB/T7143.1-1993中5.5的規(guī)定。

8.1.2系統(tǒng)的保護(hù)功能：

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有以下保護(hù)功能：

a）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有欠壓保護(hù)功能，并且可以手動(dòng)設(shè)置欠壓保護(hù)電壓；

b）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有過(guò)壓保護(hù)功能，并且可以手動(dòng)設(shè)置過(guò)壓保護(hù)電壓；

c）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有過(guò)電流保護(hù)功能，并且可以手動(dòng)設(shè)置系統(tǒng)電流上限；

d）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有風(fēng)機(jī)過(guò)轉(zhuǎn)速保護(hù)功能，并且可以手動(dòng)設(shè)置風(fēng)機(jī)上限轉(zhuǎn)速。

e）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有光伏組件防反接保護(hù)功能。

f）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)具有蓄電池防反接保護(hù)功能。

g)系統(tǒng)應(yīng)有有效防止風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空載電壓沖擊措施，保證在出現(xiàn)最大空載電壓時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)所有

電器設(shè)備包括系統(tǒng)外部的用電器均能得到有效保護(hù)。

8.1.3系統(tǒng)的顯示器

系統(tǒng)應(yīng)具有下述顯示功能：

a)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電顯示；

b)太陽(yáng)電池組件充電顯示；

c)蓄電池電壓狀態(tài)顯示；

d)控制器、逆變器工作正常顯示；

e)各種保護(hù)狀態(tài)顯示。

g)系統(tǒng)顯示可利用控制器的顯示器，也可獨(dú)立設(shè)置。應(yīng)在說(shuō)明書(shū)中加以明確。

h)除蓄電池電壓狀態(tài)應(yīng)設(shè)置精度較高的電壓表顯示外，其余顯示可使用各種顯示器。

8.2安裝要求

8.2.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝要求

7

系統(tǒng)中使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝，應(yīng)符合JB/T10395的要求。

8.2.2太陽(yáng)電池方陣安裝要求

a)太陽(yáng)電池方陣的安裝位置應(yīng)保證在日照所有時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有任何物體或陰影遮蔽太陽(yáng)電池板。

b)在地面安裝的太陽(yáng)電池方陣與地面之間的最小間距應(yīng)在1.2m以上。底部必須牢固地連接在基礎(chǔ)

上，以便能夠承受太陽(yáng)電池方陣的重量和抵抗大風(fēng)。

c)太陽(yáng)電池方陣可以安裝在屋頂上，但太陽(yáng)電池方陣與屋頂材料之間的最小間距應(yīng)在10cm以上。安

裝支架應(yīng)與建筑物的主體結(jié)構(gòu)相連接，而不能連接在屋頂材料上。

d)安裝在屋頂上的太陽(yáng)電池方陣應(yīng)采取防雷措施。

e)如安裝在人畜經(jīng)常經(jīng)過(guò)的地方則應(yīng)設(shè)護(hù)欄。

8.2.3控制器、逆變器、泄荷器、蓄電池安裝要求

a)控制器、泄荷器、蓄電池安裝應(yīng)符合相應(yīng)電氣設(shè)備安裝規(guī)范和遵守生產(chǎn)企業(yè)制定的操作規(guī)程。

b)控制器、泄荷器宜安裝在同一個(gè)配電柜中，安放在室內(nèi)人員不易接觸且