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1、ICS27.140P57备案号:60272-2019DB15内蒙古自治区地方标准DB15/T14892018光伏提水微灌工程技术规范Technicalcodeforphotovoltaicpumpingmicro-irrigation2018-09-30发布2018-12-30实施内蒙古自治区质量技术监督局发布DB15/T14892018目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14光伏提水微灌系统构成.25总体要求.26光伏提水微灌工程规划.27光伏提水微灌工程设计.68设施配套.99工程施工.910运行管理.10附录A（资料附录）我国主要城市日照辐射最佳倾角参数表.12附录
2、B（资料附录）跟踪式光伏阵列方位角、最佳倾角计算方法.13IDB15/T14892018前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由内蒙古自治区水利厅提出并归口。本标准起草单位：水利部牧区水利科学研究所。本标准主要起草人：张瑞强、王健、高天明、岳征文、刘虎、杨志勇、阿比亚斯、葛楠、郝伟罡、王丽霞。IIDB15/T14892018光伏提水微灌工程技术规范1范围本标准规定了光伏提水微灌工程的术语与定义、系统构成、总体要求、光伏提水微灌工程规划、光伏提水微灌工程设计、工程设施配套与设备选择、工程施工与管理的要求。本标准适用于干旱半干旱地区100kW以下以光伏发电组件为电源的光伏提水
3、微灌系统工程。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。GB5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB5084农田灌溉水质标准GB/T9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB50009建筑结构荷载规范GB50057建筑物防雷设计规范GB/T50485-2009微灌工程技术规范SL317-2015泵站设备安装及验收规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1光伏组件solarcellmodule具有封装及内部连接的能单独提供直
4、流电输出的、最小不可分割的光伏发电单元。3.2光伏阵列solarpvarray又称光伏方阵，是由若干个光伏组件或光伏板在机械和电气上按一定方式组装在一起并且具有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。3.3光伏提水微灌系统photovoltaicmicrowater-savingirrigationsystem由光伏提水和田间管道系统组成，其中光伏提水系统由光伏阵列、支架、基础、蓄电池组（如果有）、控制系统、专用水泵和蓄水池（如果有）组成。3.41DB15/T14892018控制器controller控制直流泵机组工作的装置。3.5逆变器inverter将直流电转换为交流电并控制交流泵机组工作的装
5、置。3.6首部枢纽controlhead微灌系统中集中布置的加压设备、过滤器、施肥/药装置、量测和控制设备的总称。4光伏提水微灌系统构成光伏提水微灌系统，由光伏提水系统和田间管道系统组成。其中光伏提水系统由下列部分组成：光伏阵列、支架、基础、蓄电池组（如果有）、控制系统、专用水泵和蓄水池（如果有）等；田间管道系统由下列部分组成：首部、田间管网和灌水器等。5总体要求5.1运行环境要求5.1.1环境温度：445；5.1.2相对湿度：在环境温度35以下小于95%；5.2水质要求系统的水源水质应按照GB5084执行。5.3结构要求支架的结构强度应按照GB50009执行。5.4安全要求5.4.1光伏发电
6、系统防雷接地应按照GB50057执行。5.4.2光伏发电系统的导线选择必须同时满足耐压、载流量等要求。5.4.3电气控制装置应有明确的文字说明，如电源“开”和“关”、泵机组的“起动”和“停止”以及安全标识等。电气控制系统的按纽、指示灯、显示器等应按照GB5226.1执行。6光伏提水微灌工程规划6.1一般规定6.1.1光伏提水微灌工程规划应包括水源工程、光伏提水系统、灌溉选型、首部枢纽和管网规划，规划成果应绘制在不小于1/5000的地形图上，并应提出规划报告。2DB15/T148920186.1.2机组安全耐受环境温度最低为-40，最高为+60。6.1.350年一遇的最大风速应不大于50m/s。
7、6.2水量平衡计算光伏提水微灌面积可按公式（1）确定：A=rhQ10Ia（1）式中：A灌溉面积，单位为公顷（hm2）；Qr光伏提水系统每日可供流量，单位为立方米每日（m3/d）；Ia设计供水强度，单位为毫米每日（mm/d）；灌溉水利用系数。6.3光伏提水机组的选型宜符合以下规定：流量大于10m3/h，扬程小于30m的提水机组，宜优先选用离心泵提水机组；流量小于10m3/h，扬程大于30m的提水机组，宜选用高扬程、小流量容积泵提水机组；水中含沙量大的宜选用离心泵提水机组。6.4光伏提水泵站技术参数6.4.1光伏提水系统日供水量日供水量可按公式（2）计算：Qr=Qitztq（2）式中：Qr日供水量
8、，系统在全日内各个时间段的提水量之和，单位为立方米每日（m3/d）；Qi在确定的扬程下某时段的系统流量，单位为立方米每小时（m3/h）；tq一天内系统提水起始时间，单位为时（h）；tz一天内系统提水终止时间，单位为时（h）。6.4.2光伏阵列容量的确定6.4.2.1光伏阵列最大峰值水功率计算6.4.2.1.1光伏阵列最大峰值水功率可按公式（3）计算：Nsf=rgQmaxH3.6（3）式中：Nsf峰值水功率，单位为瓦（W）；3库七七标准下载修正系数光能资源17402kWh/（ma）140017402kWh/（ma）116014002kWh/（ma）10m3/h时，k1取0.85，；k2提水机具形
9、式修正系数，对于容积泵：流量大于5m3/h时，k2=0.750.85；流量小于5m3/h时，k2=0.650.75。对于离心泵：流量大于5m3/h时，k2=0.850.95；流量小于5m3/h时，k2=0.700.85；k3电力传动形式修正系数，对于直流传动系统，k3=0.80.9；对于交流传动系统，k3=0.70.8。6.4.2.1.3光伏阵列容量的计算光伏阵列容量可按公式（5）计算：N=Npfk4k5（5）式中：N光伏阵列的容量，单位为瓦（W）；k4光能资源修正系数，可按表1选取，其中光能资源单位为年千瓦每小时每平米（kWh/（m2a）；k5光伏阵列跟踪太阳方式修正系数，固定式k5=1，单
10、轴跟踪式k5=1.11.15，双轴跟踪式k5=1.171.22。表1光能资源修正系数k46.5微灌技术参数6.5.1微灌工程设计保证率应根据自然条件和经济条件确定，不应低于85%。6.5.2光伏提水微灌系统设计日工作小时数不应大于10h。6.5.3光伏提水微灌系统灌水小区灌水器设计允许流量偏差率应不大于20%6.5.4宜采用灌水均匀系数对光伏提水微灌系统灌水均匀性评价，灌水均匀系数应按公式（6）计算：4DB15/T14892018Cu=1-Dqq（6）式中：Cu灌水均匀系数；Dq灌水器流量的平均偏差，单位为升每小时（L/h）；q灌水器平均流量，单位为升每小时（L/h）；其中，灌水器流量的平均偏
11、差用公式（7）计算：n1=iDq=1nqi-q（7）式中：Dqn灌水器流量的平均偏差，单位为升每小时（L/h）；n所测的灌水器个数;qi田间实测的各灌水器流量，单位为升每小时（L/h）；q灌水器平均流量，单位为升每小时（L/h）；6.5.5最大净灌水定额宜按公式（8）、（9）计算：gmmax=0.001zp(qmax-qmin)mmax=0.001zp(qmax-qmin)（8）（9）qmax适宜土壤含水率上限，单位为体积百分比（%）；qmin适宜土壤含水率下限，单位为体积百分比（%）；式中：mmax最大净灌水定额，单位为毫米（mm）；土壤容重，单位为克每立方厘米（g/cm3）；z土壤计划湿润
12、土层深度，单位为厘米（cm）；p设计土壤湿润比，单位为百分比（%）；max适宜土壤含水率上限，单位为重量百分比（%）；min适宜土壤含水率下限，单位为重量百分比（%）；6.5.6设计灌水周期宜按公式（10）、（11）确定：TTmax（10）5DB15/T14892018Tmax=mmaxIa（11）式中：T设计灌水周期，单位为日（d）；Tmax最大灌水周期，单位为日（d）；mmax最大净灌水定额，单位为毫米（mm）；Ia设计供水强度，单位为毫米每日（mm/d）。6.5.7设计灌水定额宜按公式（12）、（13）确定：md=TIa（12）m=mdh（13）式中：md设计净灌水定额（mm）；T设计灌
13、水周期，单位为日（d）；m设计毛灌水定额（mm）；灌溉水利用系数。6.5.8一次灌水延续时间应按公式（14）确定：t=mSeSlqd（14）对于ns个灌水器绕植物布置时，按公式（15）确定：t=mSrStnsqd（15）式中：t一次灌水延续时间，单位为小时（h）；Se灌水器间距，单位为米（m）；Sl毛管间距，单位为米（m）；Sr植物的行距，单位为米（m）；St植物的株距，单位为米（m）；ns每株植物的灌水器个数。7光伏提水微灌工程设计7.1光伏阵列设计7.1.1光伏阵列方位角和最佳倾角的确定6DB15/T148920187.1.1.1固定式光伏阵列最佳倾角参照附录A中最佳倾角值选取。7.1.1
14、.2跟踪式光伏阵列方位角、最佳倾角的计算见附录B。7.1.2光伏阵列行间距的计算方法行间距按公式（16）计算，光伏阵列行间距见图1。gLs=L(cot(aZ)cos()+1tga)（16）式中：Ls行间距，前排阵列前端到后排阵列前端的距离，单位为米（m）；冬至日上午9时太阳方位角，单位为度（）；L组件垂直高度，单位为米（m）。图1光伏阵列行间距示意图7.2微灌系统管网水力设计7.2.1水头损失计算7.2.1.1管道沿程水头损失应按下公式（17）计算：hf=fgQmDbL（17）式中：hf管道沿程水头损失，单位为米（m）；f摩阻系数；Qg管道流量，单位为升每小时（L/h）；D管道内径，单位为毫米
15、（mm）；L管道长度，单位为米（m）；M流量指数；B管径指数。7.2.1.2微灌系统的支、毛管为等距、等量分流多孔管时，其沿程水头损失可按公式（18）计算：7库七七标准下载DB15/T14892018fh=Fhf（18）式中：hf等距、等量分流多孔管沿程水头损失，单位为米（m）；F多口系数。7.2.1.3管道局部水头损失应按公式（19）计算，当参数缺乏时，局部水头损失可按沿程水头损失的一定比例估算，支管宜为0.050.1，毛管宜为0.10.2。hj=xv22g（19）式中：hj局部水头损失，单位为米（m）；局部阻力系数；v管道流速，单位为米每秒（m/s）；g重力加速度，单位为米每二次方秒（m/
16、s2）。7.2.2设计流量与设计水头7.2.2.1微灌系统设计流量应按公式（20）计算：Q=n0qd1000（20）式中：Q系统设计流量，单位为立方米每小时（m3/h）；qd灌水器设计流量，单位为升每小时（L/h）；n0同时工作的灌水器个数。7.2.2.2微灌系统设计水头，应在最不利轮灌组条件下按公式（21）计算：H=Zp-Zb+h0+hf+hj（21）式中：H微灌系统设计水头，单位为米（m）；Zp典型灌水小区管网进口的高程，单位为米（m）；Zb水源的设计水位，单位为米（m）；h0典型灌水小区进口设计水头，单位为米（m）；hf系统进口至典型灌水小区进口的管道沿程水头损失（含首部枢纽沿程水头损失
17、），单位为米（m）；8DB15/T14892018hj系统进口至典型灌水小区进口的管道局部水头损失（含首部枢纽局部水头损失），单位为米（m）。8设施配套8.1水源工程与首部枢纽8.1.1从河道或渠道中取水时，取水口处应设置拦污栅。对于从多泥沙水源取水时，应修建沉沙池。8.1.2施肥（药）装置的上游应设置防回流装置，下游应设置过滤器。施肥（药）装置应配套必要的人身安全防护措施。8.1.3控制阀、进排气阀和冲洗排污阀门应止水性能好、耐腐蚀、操作灵活。8.2管道8.2.1各级管道的首端应设控制阀，在地埋管道的阀门处宜设阀门井。8.2.2干支管的末端、低点应设冲洗排水阀和阀门井。8.2.3在首部最高处
18、、管道起伏的高处、顺坡管道上端阀门的下游、逆止阀的上游均应设进排气阀。进排气阀通气面积的折算直径不应小于管道直径的1/4。8.2.4在直径大于50mm的管道末端以及变坡、转弯、分岔和阀门处均应设置镇墩。当地面坡度大于20%或管径大于65mm时，宜每隔一定距离增设支墩。9工程施工9.1光伏提水系统施工9.1.1确定光伏阵列的安装位置后，应按设计要求开挖基坑。9.1.2在基坑开挖完毕后，应先辅垫200mm砾石垫层，再浇注50mm厚素混凝土垫层，待垫层混凝土凝固后，再绑扎钢筋或放置基础预埋件并浇注基础混凝土。9.1.3在寒冷地区坑基回填时，可在基础侧面回填粗砂、中砂等非冻胀性散粒材料。9.1.4基础
19、钢筋混凝土为C30，混凝土浇筑12h后可开始淋水养护，炎热干燥和有风天气混凝土浇筑时间为3h。9.1.5地脚螺栓及预埋件安装前应除去浮锈，并在螺纹部分涂裹黄油，安装应牢固、准确。9.1.6光伏阵列安装距地面高度不就小于50cm。9.2首部枢纽施工9.2.1水泵安装应按照SL317执行。9.2.2水泵扬程20M以上应安装逆止阀。9DB15/T148920189.2.3施肥（药）装置、过滤器及量测仪表应按产品说明书和标识的水流方向安装。9.3管网施工9.3.1管槽施工9.3.1.1应按施工放样轴线和槽底设计高程和设计断面尺寸开挖。9.3.1.2遇岩石、卵（砾）石槽底，超挖深度不应小于10cm，应用
20、细土回填夯实至设计高程。9.3.1.3开挖土料宜堆置在管槽一侧。9.3.1.4镇墩坑、阀门井开挖宜与管槽开挖同时进行。9.3.1.5回填前应清除槽内一切杂物，并排净积水；在管壁四周l0cm内的填土不应有直径大于2.5cm的石块或直径大于5cm的土块。回填应分层轻夯或踩实，并应预留沉陷超高。9.3.1.6回填必须在管道两侧同时进行，严禁单侧回填。9.3.2管道施工9.3.2.1管道安装宜按干、支、毛管顺序进行。9.3.2.2对横穿道路等建筑物的管道，应加护套管。9.3.2.3采用内插倒扣管件连接时，应符合插人深度的要求，插入到位后应及时紧固。9.3.3阀门、管件安装9.3.3.1干、支管上安装螺
21、纹接口阀门时，宜加装活接头。9.3.3.2塑料管上直径大于65mm的阀门应安装在底座上。9.3.3.3旁通安装前应检查旁通外形，并清除管口飞边、毛刺，应抽样量测插管内外径，并在符合质量要求后安装。10运行管理10.1应定期清理光伏组件表面；定期清理光伏阵列基础地面的杂草和杂物，避免植物生长遮挡阳光及杂草和杂物着火损毁光伏组件。10.2应定期检查支架、组件和避雷接地线的固定螺栓是否松动，特别是大风过后应及时检查和处理；检查组件接线是否牢靠，发现松动应及时紧固；如有地下电缆则采取防鼠措施。10.3应定期观测水源井静水位、动水位，当水位、含沙量出现异常时应及时查明原因。10.4应经常巡查系统运行情况
22、，记录仪表读数，观察振动和噪声；巡查输配水管道的漏水、覆土、占压和附属设施运转等情况，发现异常及时处理。10.5水泵工作时，吸水池水位不应低于最低设计水位，除湿式潜水泵外，其余的潜水泵顶面浸入动水位以下不应大于2m。10.6环境温度低于0C、水泵不工作时，应将泵内存水排净。10DB15/T1489201810.7管理人员已发现却不能排除的设备故障，应按安全规定采用安全措施，做好事故预防和防止缺陷及故障扩大的技术措施，及时通报有关部门并详细填写故障记录。11城市纬度最佳倾角op城市纬度最佳倾角op城市纬度最佳倾角op哈尔滨45.68+3长春43.90+1沈阳41.77+1北京39.80+4天津3
23、9.10+5呼和浩特40.78+3太原37.78+5乌鲁木齐43.78+12西宁36.75+1兰州36.05+8银川38.48+2西安34.30+14上海31.17+3南京32.00+5合肥31.85+9杭州30.23+3南昌28.67+2福州26.08+4济南36.68+6郑州34.72+7武汉30.63+7长沙23.13+6广州23.13-3海口20.03+12南宁22.82+5成都30.67+2贵阳26.58+8昆明25.02-3拉萨29.70-3DB15/T14892018附录A（资料性附录）我国主要城市日照辐射最佳倾角参数表表A.1我国主要城市日照辐射最佳倾角参数表12DB15/T1
24、4892018附录B（资料性附录）跟踪式光伏阵列方位角、最佳倾角计算方法B.1方位角的计算跟踪系统太阳方位角g按公式（B.1）计算：gfcos=(sinaZsinf-sind)/cosaZcos式中：aZ太阳高度角，单位为度（）；f当地纬度，单位为度（）；d太阳赤纬角，单位为度（）。太阳高度角aZ按公式（B.2）计算：dfsinaZ=sindsinf+coscoscosw（B.1）（B.2）B.2最佳倾角的确定根据水平面太阳总辐射量结果，计算出不同角度（1060间隔1）倾斜面上各月太阳总辐射量。比较倾斜面不同倾角的月平均太阳总辐照量计算结果，得出全年最大太阳总辐照量时对应的倾角，即为光伏阵列最
25、佳倾斜角。同时也适用固定安装光伏阵列最佳倾角的计算。太阳光入射角q按公式（B.3）计算：cosq=(sinfcosa-cosfsinacosg)sind+(cosfcosa+sinfsinacosg)cosdcosw+sinasingcosdsinw式中：f当地纬度，单位为度（）；a方阵倾角，单位为度（）；g倾斜面的方位角，单位为度（）；w时角，单位为度（），w按公式（B.4）确定。（B.3）w=(TS-12)150（B.4）式中：13库七七标准下载DB15/T14892018TS每日时间(0h24h)，时角上午为正，下午为负，太阳在正午时（是当地太阳时为12点）w=00，每1小时相差150。
26、d太阳赤纬角，单位为度（），按公式（B.5）确定。284+n.d=23450sin(360)365（B.5）式中：n1年中的日期序号，从每年1月1日算起。当a=0，g=0时，可从公式（1）中得到水平面的太阳光入射角q0为qcos0=sinfsind+cosfcosdcosw则倾斜面与水平面上接受到的直射辐射分别按公式（B.6）和（B.7）计算：qIb=Incos（B.6）0Ib0=Incoqs（B.7）式中：In垂直与太阳光线平面上的直射辐射强度，单位为焦尔每平方米每分钟J/m2min。倾斜面直射辐射量按公式（B.8）计算：cosqcosq0b0Ib=I（B.8）式中：Ib0水平面上接受到的直
27、射辐射强度，一般情况，我们可以从气象站获得。倾斜面上接受到的太阳辐射包括直射辐射、散射辐射和地面反射辐射，按公式（B.9）计算：I=Ib+Id+Ig（B.9）式中：I倾斜面上太阳总辐射量，单位为焦尔每平方米MJ/m2；Ib倾斜面直射辐射量，单位为焦尔每平方米MJ/m2；Id倾斜面天空散射辐射量，单位为焦尔每平方米MJ/m2；Ig倾斜面地面反射辐射量，单位为焦尔每平方米MJ/m2。14土地类型干燥黑土湿黑土干灰色地面湿灰色地面草地干砂地r0.140.080.270.110.200.18反射辐射量散射辐射量DB15/T14892018Ig按公式（B.10）计算：Ig=1/2Iszr(1-cosa)（B.10）Id按公式（11）计算：Id=1/2Issr(1+cosa)（B.11）式中：r地表反射率，不同地形的地表反射率按表2选取；Isz水平面总辐射，单位为焦尔每平方米MJ/m2；a光伏阵列倾角，单位为焦尔每平方米MJ/m2；Iss水平面的散射辐射，单位为焦尔每平方米MJ/m2。一般情况，我们可以从气象站获得水平面上总辐射和散射辐射的数据。表B.1不同地形地表反射率_15库七七标准下载