T/CES 122-2022 特殊环境应急电源风光互补发电系统技术要求

特殊环境应急电源风光互补发电系统技术要求（T/CES 122-2022）

本团体标准T/CES 122-2022《特殊环境应急电源风光互补发电系统技术要求》由新兴重工集团有限公司、河北工业大学等单位起草，首次发布于2022年7月。标准旨在规范在特殊环境下使用的应急电源系统中，风光互补发电系统的设计、选型、测试和安装要求，确保其在恶劣条件下安全可靠运行。以下是对文档主要内容的详细总结，结构按文档顺序组织，覆盖所有关键部分。

• ​​起草背景​​：本文件依据GB/T 1.1-2020《标准化工作导则》起草，由中国电工技术学会提出并归口。文件内容可能涉及专利，但发布机构不承担专利识别责任。
• ​​起草单位​​：包括新兴重工集团有限公司、河北工业大学、新兴际华科技发展有限公司。
• ​​主要起草人​​：李练兵、周波等15人。
• ​​首次发布​​：本文件为首次发布，无历史版本。

• ​​适用对象​​：规定特殊环境应急电源中的风光互补发电系统技术要求，适用于独立运行或联机运行为负载应急供电的系统。
• ​​电压范围​​：风电机组输入电压20V~100V，光伏输入电压200V以下，蓄电池输出电压不超过55V。
• ​​环境适用性​​：主要针对特殊环境（如高海拔、极端温度），但也适用于一般环境。
• ​​核心要求​​：系统需满足特定环境下的性能、安全和兼容性标准。

• ​​关键引用标准​​：文档引用多个国家标准和行业标准，包括：
  • 安全标志：GB 2894。
  • 电能质量：GB/T 12325（电压偏差）、GB/T 29319（光伏接入配电网）、GB/Z 19963（风电场接入）。
  • 组件标准：GB/T 9535（光伏组件）、GB/T 10760.1/2（风力发电机组）、GB/T 19115.1-2018（风光互补系统技术条件）。
  • 蓄电池：GB/T 22473（储能用铅酸蓄电池）。
  • 其他：JB/T 6939.1（控制器）、GB/T 21225-2007（应急电源）等。
• ​​应用原则​​：凡注日期的引用文件，仅该版本适用；不注日期的引用文件，适用最新版本（包括修改单）。

• ​​关键术语解释​​：
  • ​​3.1 应急电源 (emergency power supply)​​：主电源中断或电压不足时，为负载提供应急供电的静止式装置（来源：GB/T 21225-2007）。
  • ​​3.2 光伏发电系统 (photovoltaic power generation system)​​：利用太阳能电池将太阳辐射能转化为电能的系统（来源：GB/T 29319）。
  • ​​3.3 风力发电机组 (wind turbine generator system)​​：将风能转化为电能的系统（来源：GB/Z 19963）。
  • ​​3.4 风光互补发电系统 (wind-solar hybrid power generation system)​​：风电和光伏混合发电系统。
  • ​​3.5 接入点 (access point)​​：系统输出汇总点。
  • ​​3.6 混合功率 (hybrid power)​​：风力额定功率与光伏峰值功率之和（单位：W）。
  • ​​3.7 风光互补控制器 (controller for wind-solar hybrid system)​​：将风电交流电（或直流）和光伏直流电转换为直流电，存储或使用的控制系统。
  • ​​3.8 电压偏差 (voltage deviation)​​：实际电压对系统标称电压的百分比偏差（公式：偏差 = [(测量值 - 标称电压) / 标称电压] × 100%）。

• ​​一般环境​​：符合GB/T 19115.1-2018规定条件。
• ​​特殊环境​​：适用于一个或多个组合条件：
  • ​​海拔​​：2000m~5000m。
  • ​​高温​​：+40℃~+60℃。
  • ​​低温​​：-45℃~-20℃。
  • ​​盐雾含量​​：≥0.15mg/m³。
  • ​​相对湿度​​：≥95%。
• ​​推荐使用区​​：年平均风速 >3.5m/s 且年度太阳能辐射总量 ≥5000MJ/m²。

本部分详细规定系统组件（风力发电机组、太阳能电池组件、风光互补控制器、蓄电池、卸荷器、导线、负载连接）的选型和技术规范。

• ​​5.1 系统的基本配置和要求​​
  • ​​组成部件​​：风力发电机组、太阳电池组件、风光互补控制器、逆变器、蓄电池组、卸荷器。
  • ​​核心要求​​：所有部件需在特殊环境下正常工作；系统需满足接入点电压符合GB/T 12325、过电压/欠电压保护符合GB/T 37408、最大输出电流≤110%额定值、电压偏差检测±1%；系统应具备手动刹车功能、可手动开关风机/光伏充电、电压浮充功能（可手动设置）。
• ​​5.2 风力发电机组的选型及技术要求​​
  • ​​选型要求​​：功率需匹配当地风速（年平均、最低月平均）、无风期时间及用电需求；额定风速应满足年内最低月平均风速。
  • ​​技术要求​​：符合GB/T 10760.1；多雷区或特殊环境需满足GB/T 10760.2（如防雷措施）。
• ​​5.3 太阳能电池组件的选型及技术要求​​
  • ​​选型要求​​：峰值功率需满足日平均最低耗电量（至少为1.8倍）、无风期峰值日照小时数；组件须符合GB/T 9535。
  • ​​技术要求​​：电流/电压失配损失<2%；支架可调节倾角、防腐蚀、抗120km/h风；结构可靠、快拆装；多雷区有防雷措施（符合GB 2894）。
• ​​5.4 风光互补控制器的选型及技术要求​​
  • ​​选型要求​​：风电和光伏充电通道独立隔离；风电充电功率≥风力机组额定功率2倍；光伏充电功率≥光伏功率1.5倍。
  • ​​技术要求​​：整机符合JB/T 6939.1；光伏充电最大电压≥组件额定电压1.5倍、最大电流≥短路电流1.5倍、电压降<1.2V；具备防反接保护、防蓄电池反向放电；各接线端有明确标志。
• ​​5.5 蓄电池的选型及技术要求​​
  • ​​选型要求​​：优先用储能用铅酸蓄电池；串联电压匹配风机/光伏输出；容量基于日最低耗电量、连续阴天天数、无风期天数及自放电率等因素。
  • ​​技术要求​​：经认证机构按GB/T 22473测试合格；电极防腐蚀（GB/T 13912-2002）；海拔1000m以上需专用型号；箱体通风、防酸、防儿童接触、耐久（≥5年）；加液蓄电池防溢液；防析氢聚集。
• ​​5.6 卸荷器的选型及技术要求​​
  • ​​选型要求​​：当蓄电池有过充风险时配备；功率≥混合功率2倍。
  • ​​技术要求​​：用优质电热管/板制造（禁用高温电热丝）；有隔热支架和防烫伤设施。
• ​​5.7 导线的技术要求​​
  • 使用符合GB/T 1179-2008的绝缘导线；极性区分用颜色或标记；设计满足载流量、电压损失<2%、导线强度。
• ​​5.8 负载连接或输出插座技术要求​​
  • 导线、接插件、开关符合国家标准；限流设备（如保险、断路器）有效保护负载及导线。

规定系统在一般和特殊环境下的功能与性能要求。

• ​​6.1 功能要求​​
  • ​​保护功能​​：包括蓄电池欠电压保护（可手动设置）、过电压保护（可手动设置）、电路过电流保护、风机过转速保护（可手动设置）、光伏组件防反接、蓄电池防反接、防空载电压冲击、充电电路过电压保护。
  • ​​显示功能​​：风力/光伏充电状态、蓄电池电压、控制器/逆变器工作状态、保护状态显示；蓄电池电压用高精度电压表，其余可用显示器。
• ​​6.2 性能要求​​
  • 欠电压保护范围：47.2V~48.6V。
  • 过电压保护范围：≥48.6V。
  • 系统电流上限：≤30A。
  • 风机上限转速设置：≤999r/min。
  • 频率稳定度：直流电压90%~120%变动时，输出频率50Hz±2.5Hz（±5%）。
  • 电压调整率：输出额定功率时，直流电压90%~120%变动，输出电压变化≤±5%。
  • 波型失真：正弦波失真度≤±5%；改善方波符合JB/T 7143.1-1993。

测试在实验室模拟特殊环境（海拔2000m~5000m、高温+40℃~+60℃、低温-45℃~-20℃、盐雾≥0.15mg/m³、湿度≥95%）进行。

• ​​7.1 风力发电机组​​：按GB/T 9535测试，结果需符合5.2节要求。
• ​​7.2 太阳能电池组件​​：按GB/T 9535测试，结果需符合5.3节要求。
• ​​7.3 风光互补控制器​​：按GB/T 34521测试（离网型控制器），需符合5.4、6.1和6.2节要求。
  • ​​7.3.1 风力发电机测试​​：电路如图1所示，测试卸荷功能、充电功能、最大电压（卸荷状态10min不损坏）、最大功率（电流1.5倍额定值10min不损坏）。

     

  • ​​7.3.2 光伏控制器充电电路测试​​：电路如图2所示，测试最大电压承受（电压1.5倍额定10min不损坏）、最大电流承受（电流1.5倍短路电流10min不损坏）、电压降（在额定电流下测量）、防反接保护（极性反接时功能正常）。

     

  • ​​7.3.3 功能和性能测试​​：在模拟环境连接系统工作1000h后，6.1和6.2节参数应准确显示和响应手动设置。
• ​​7.4 蓄电池​​：铅酸蓄电池按GB/T 22473测试（符合5.4节）；其他类型按相应标准。
• ​​7.5 电能质量测试​​：包括输出频率稳定度、输出电压调整率、输出波型失真度试验，均需符合GB/T 29319和6.2节要求。
  • ​​频率稳定度​​：断开蓄电池，输入电压90%~120%变动，输出额定功率，用示波器测频率。
  • ​​电压调整率​​：重复电压试验，测输出电压。
  • ​​波型失真​​：接入蓄电池，额定输入/输出，用失真仪测失真度。

规定系统组件的安装规范，确保安全可靠。

• ​​8.1 风力发电机组安装要求​​：符合JB/T 10395（离网型风力机组安装规范）。
• ​​8.2 太阳能电池方阵安装要求​​：
  • 位置无遮蔽，底座牢固抗风。
  • 屋顶安装时，间距≥30cm，支架连主体结构（非屋顶材料），设防雷措施。
  • 人畜常经处设护栏。
• ​​8.3 控制器、逆变器、卸荷器和蓄电池安装要求​​：
  • 安装符合电气规范；控制器、卸荷器同柜，置于通风处，防儿童接触。
  • 卸荷器通风散热，远离易燃品。
  • 有人房间用密封式蓄电池。
• ​​8.4 电路连接要求​​：
  • 部件间固定连接（禁用插头插座）；输出端固定或使用插座（禁用双向插头）。
  • 外部导线用穿线管保护（穿屋顶防水密封）；连接用接线端螺旋紧固（室内接线盒内）。
• ​​8.5 系统部件连接要求​​：
  • 顺序：先连控制器与蓄电池（注意极性），再连遮蔽太阳电池板，最后连刹车状态风机。

• ​​出版细节​​：2022年7月第一版，由北京西城区莲花池东路102号天莲大厦10层发布（邮编：100055）。
• ​​联系方式​​：网址 ，电话 010-63256990/63256997。
• ​​版权声明​​：版权专有，侵权必究。

此总结详尽覆盖标准所有核心内容，结构丰富，便于快速理解系统要求。标准强调特殊环境下的适应性，确保应急电源系统在恶劣条件下高效、安全运行。