NBT11503-2024光伏直驱空气源热泵机组

光伏直驱空气源热泵机组2024-05-24发布2024-11-24实施国家能源局发布l 11范围 22规范性引用文件 23术语和定义 34分类和编码 45技术要求 46试验方法 7检验规则 8标志、包装、运输和储存 1本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。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专利的责任。本文件由中国农村能源行业协会和农业农村部农业生态与资源保护总站提出。本文件由能源行业农村能源标准化技术委员会(NEA/TC8)归口。本文件由中国节能协会负责组织起草。本文件起草单位：珠海格力电器股份有限公司、广东芬尼克兹节能设备有限公司、浙江中广电器集团股份有限公司、广东美的暖通设备有限公司、东莞市正旭新能源设备科技有限公司、博浪新能源科技有限公司、四季沐歌科技集团有限公司、浙江阳帆节能开发有限公司、浙江豪瓦特节能科技有限公司、合肥荣事达太阳能有限公司、广东美的制冷设备有限公司、中家院(北京)检测认证有限公司、山东中科蓝天科技有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、TCL空调器(中山)有限公司、安徽中认倍佳科技有限公司、浙江正理生能科技有限公司、青岛海信日立空调系统有限公司、广东海悟科技有限公司、正泰新能科技股份有限公司、广东聚腾环保设备有限公司、山东诺瑞特智能科技有限公司、河北博志热能设备有限公司、广州哈思新能源科技有限公司、澳克莱环境科技股份有限公司、佛山市光与水能源科技有限公司、珠海精实测控技术股份有限公司。本文件主要起草人：黄猛、雷朋飞、艾福安、张光鹏、陈祥全、颜世峰、李骏、王凯峰、韩夏、张会军、魏爱国、曲宗峰、王伟、和富超、陈妃味、何云越、黄道德、何成军、倪赛龙、何晨旭、桂海燕、刘学、范森、赵晓军、史阳、叶惠枝、韦汝煌、刘天军、张立峰、李欣。2光伏直驱空气源热泵机组本文件规定了光伏直驱空气源热泵机组(以下简称机组)的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存等。本文件适用于可用光伏方阵产生的直流电直接驱动蒸汽压缩制冷循环的空气源热泵机组。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB4343.1家用电器、电动器具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差GB/T17625.2电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制GB/T17625.7电磁兼容限值对额定电流≤75A且有条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T17626.34电磁兼容试验和测量技术主电源每相电流大于16A的设备的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T17758单元式空气调节机GB/T18430.1蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第1部分：工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组GB/T18430.2蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第2部分：户用及类似用途的冷水(热泵)机组GB/T18837多联式空调(热泵)机组GB/T21362商用或工业用及类似用途的热泵热水机3GB/T23137家用和类似用途热泵热水器GB/T25127.1低环境温度空气源热泵(冷水)机组第1部分：工业或商业用及类似用途的热泵GB/T25127.2低环境温度空气源热泵(冷水)机组第2部分：户用及类似用途的热泵(冷水)机组NB/T10156空气源热泵干燥机组通用技术规范NB/T32004-2018光伏并网逆变器技术规范3术语和定义NB/T32004-2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。光伏方阵photovoltaicarray多个光伏组件通过串并联的方式组成的方阵。光伏直驱空气源热泵机组photovoltaicdirectdrivenair-sourceheatpumpunit可用光伏方阵产生的直流电直接驱动蒸汽压缩制冷循环的空气源热泵机组，由光伏方阵，光伏并网双向变流单元和空气源热泵组成。光伏并网双向变流单元photovoltaicgrid-connectedbi-directionalconversionunit在机组中既可以将电网电流转换为直流电驱动空气源热泵运行，又可以将光伏方阵发出的直流电转换为交流电用于向电网送电的双向变流单元。动态切换(功率阶跃)dynamicswitchover(powerstep)机组从光伏方阵供电切换到电网供电运行状态或从电网供电切换到光伏方阵供电运行状态。纯电网工作模式puregridpower-consumingoperatingmode光伏方阵不发电，空气源热泵由电网取电的工作模式。纯光伏发电工作模式purePVpower-generatingoperatingmode空气源热泵不工作，光伏方阵发出的电用于向电网送电的工作模式。余电并网工作模式remaining-power-to-gridoperatingmode光伏方阵发电功率大于空气源热泵用电功率，一部分满足空气源热泵运行，剩余部分向电网送电的工作模式。4光伏方阵发电功率小于机组用电功率，光伏方阵所发电能不足以驱动机组在规定的时间内，空气源热泵消耗的功率与机组连接的两类电能供电功率代数和的比值。4.1分类4.2编码机组的编制方法可由制造商自行确定，编码中应体现机组的名义制冷量。5技术要求5.1基本要求5.1.1空气源热泵应符合下列要求：a)多联式机组应符合GB/T18837的规定；b)蒸气压缩循环冷水机组应符合GB/T18430.1或GB/T18430.2的规定；c)单元式机组应符合GB/T17758的规定；d)家用和类似用途热泵热水器应符合Ge)商用或工业用及类似用途热泵热水机f)低环境温度空气源热泵(冷水)机组根据其用途应符合GB/T25127.1或GB/T25127.2的规定；5.1.2机组在下列条件应能正常工作：a)电网端口输入的三相电压偏差为电网额定电压的甘%,单相电压的偏差为电网额定电压的+7%～-10%,其他情况电网电压偏差符合GB/T12325的规定时；b)电网端口输入的三相电压不平衡度符合GB/T15543-2008中第4章规定的数值时；5c)电网端口输入的电网的频率符合GB/T15945-2008中第4章规定的数值时；d)电网端口输入的电网谐波电压符合GB/T14549-1993中第4章规定的数值时。5.1.3光伏并网双向变流单元的安全要求应符合表1的规定。表1光伏并网双向变流单元安全要求1234电气间隙5678能量危险防护9方阵绝缘阻抗检测5.2机组功能5.2.1光伏自动发电和停止发电机组应能根据光伏输入端口电压情况，故障情况及故障恢复后等情形，实现对应的光伏自动发电和停止发电功能。5.2.2通信功能机组应设置本地通信接口，通信接口应具有固定措施。通信可选用RS485、光缆、PLC电力载波等多种方式，通信内容应包括机组运行状态和故障告警等相关信息。5.2.3工作模式5.2.3.1纯电网工作模式机组运行在纯电网工作模式下时，空气源热泵应能在5.1.1规定的名义工况下稳定工作。5.2.3.2纯光伏发电工作模式机组运行在纯光伏发电工作模式下时，机组电网端口的输出电流应满足5.3.3～5.3.6的要求。5.2.3.3余电并网工作模式机组运行在余电并网工作模式下时，空气源热泵应能在5.1.1规定的名义工况下稳定工作，且机组电网端口的输出电流应满足5.3.3～5.3.6的要求。5.2.3.4混合供电工作模式机组运行在混合供电工作模式下时，空气源热泵应能在5.1.1规定的名义工况下稳定工作。65.3光伏并网双向变流单元性能5.3.1光伏方阵最大功率点跟踪效率光伏方阵静态最大功率点跟踪效率应不小于98%,动态最大功率点跟踪效率应不小于90%。5.3.2动态切换机组在由光伏方阵供电切换到电网供电或者由电网供电切换到光伏供电的过程中，光伏并网双向变流单元应能连续正常工作，切换过程中直流母线电压的波动范围应不超过30%,且直流母线电压的恢复时间应不大于200ms。或者从切换前直流母线电压110%(抬升时)恢复到切换后直流母线电压110%的时间。5.3.3谐波电流含有率当机组运行在纯发电工作模式和余电并网工作模式时，注入电网的电流谐波总畸变率限值为5%,奇次谐波电流含有率限值见表2,偶次谐波电流含有率限值见表3。注入谐波电流不应包括任何由未连接光伏并网双向变流单元的电网上的谐波电压畸变引起的谐波电流。表2奇次谐波电流畸变限值畸变限值(%)表3偶次谐波电流畸变限值畸变限值(%)5.3.4功率因数当机组运行在纯发电工作模式和余电并网工作模式时，光伏并网双向变流单元并网发电的有功功率大于额定发电功率的50%时，功率因数不应小于0.98(超前或滞后);光伏并网双向变流单元并网发电的有功功率在其额定功率的20%～50%时，功率因数不应小于0.95(超前或滞后)。5.3.5三相电流不平衡度光伏并网双向变流单元正常运行时，负序三相电流不平衡度不应超过2%,短时不应超过4%。75.3.6直流分量光伏并网双向变流单元正常运行时，在30%PN、50%PN、75%Pn和100%Pn时向电网馈送的直流电流分量均应不超过其输出电流额定值的0.5%。5.4光伏并网双向变流单元保护5.4.1防孤岛效应保护光伏并网双向变流单元应具有防孤岛效应保护功能。若光伏并网双向变流单元并入的电网供电中断，光伏并网双向变流单元应在2s内停止向电网供电，同时发出警示信号。5.4.2直流输入过载保护5.4.2.1若光伏并网双向变流单元不具备限功率功能，当其直流侧的输入电流超过其最大电流时应能保护。5.4.2.2若光伏并网双向变流单元具备限功率功能，当光伏方阵输出的功率超过光伏并网双向变流单元允许的最大直流输入功率时，光伏并网双向变流单元应自动限流工作在允许的最大交流输出功率处。5.4.3防反放电保护当光伏并网双向变流单元直流侧电压低于允许工作范围或光伏并网双向变流单元处于关机状态时，光伏并网双向变流单元直流侧不能有逆向电流流入光伏电池板或光伏模拟设备。5.4.4交流缺相保护光伏并网双向变流单元交流输出缺相时，光伏并网双向变流单元自动保护，并停止工作，正确连接后光伏并网双向变流单元应能正常运行。5.4.5过电压/欠电压保护5.4.5.1直流输入侧过电压保护当直流侧输入电压高于光伏并网双向变流单元允许的输入电压最大值时，光伏并网双向变流单元不应启动或在0.1s内停机(正在运行的光伏并网双向变流单元),同时发出警示信号。直流侧电压恢复到光伏并网双向变流单元允许工作范围后，光伏并网双向变流单元应能正常启动。5.4.5.2交流输出侧过电压/欠电压保护光伏并网双向变流单元交流输出端电压超出电网允许电压范围时，光伏并网双向变流单元应停止向电网供电，同时应发出警示信号。除大功率光伏并网双向变流单元外，对异常电压的响应时间应满足表4的要求。在电网电压恢复到允许的电压范围时光伏并网双向变流单元应能正常启动运行。此要求适用于多相光伏并网双向变流单元中的任何一相。表4异常电压的响应时间8电网电压(电网接口处)Ua主控与监测电路应保持与电网的连接，从而持续监视电网的状态，使得“恢复并网”功能有Un为电网额定电压。5.4.6交流输出过频/欠频保护电网频率变化时，光伏并网双向变流单元的工作状态应满足表5的要求。当因为频率响应的问题光伏并网双向变流单元停止向电网供电，在电网频率恢复到允许运行的电网频率时光伏并网双向变流单元应能重新启动运行。表5电网频率的响应10min后停止运行运行2min后停止运行，此时处于停运状态的光伏并网双向变流单元不应并网0.2s内停止向电网供电，此时处于停运状态的光伏并网双向变流单元不应并网5.5机组综合能源利用效率机组的综合能源利用效率应大于95%。5.6机组光伏直驱评价系数机组光伏直驱评价系数应大于0.70。5.7机组最大负荷运行机组在最大负荷运行试验期间应符合下述要求：a)机组各部件不应损坏，机组应能正常运行；b)机组在第1h连续运行期间，其过载保护器不应跳开；c)当机组停机3min后，再启动连续运行1h,但在启动运行的最初5min内允许过载保护器跳开，其后不允许动作；在运行的最初5min内过载保护器不复位时，其停机不超过30min内复位的，应连续运行1h;d)对于手动复位的过载保护器，在最初5min内跳开的，应在跳开的10min后使其强行复位，并应能够再连续运行1h。5.8启动性能机组在启动性能试验期间，电机、四通阀、控制和显示能正常工作，机组最大启动电流不应超过压缩机规格书中限定的退磁电流，机组每次开机操作时应能正常启动运行。9机组在电冲击试验期间，每次开机操作应能顺利启动运行，运行出现异常时应能快速保护停机，不应出现机组元器件损坏等现象。出现保护停机后应能恢复启动。5.10快速升降电压机组在快速升降电压试验期间应符合下述规定：a)机组各部件不应损坏，机组应能正常运行；b)过载保护器不应跳开，不出现任何保护。5.11电磁兼容性能机组的发射应符合GB4343.1的规定。5.11.2电压闪烁与波动对于每相额定输入电流小于等于16A的机组，电压闪烁与波动应符合GB/T17625.2的规定。对于每相额定输入电流大于16A小于等于75A的机组，电压闪烁与波动应符合GB/T17625.7的规定。机组的抗扰度应符合GB/T4343.2以及GB/T17626.8的规定。6试验方法6.1机组功能6.1.1光伏自动发电和停止发电通过改变机组输入直流电压的大小来模拟日照条件。具体步骤如下：a)调节光伏模拟输入源，使直流侧输入电压从低于机组允许的工作范围下限处开始增加，当直流侧输入电压高于允许范围的下限时，记录机组是否自动发电；b)待机组工作稳定后，调节直流输入源，使直流侧输入电压下降到低于允许范围的下限时，记录机组是否自动停止发电。6.1.2通信功能通过RS485等转换器与PC机(上位机)连接，设定机组在通信状态下，可采用专用监控管理软件验证机组通信功能。记录机组数据传输状态和参数状态。6.1.3工作模式6.1.3.1纯电网工作模式调节光伏模拟输入源功率为0,使机组运行在纯电网工作模式下，并使空气源热泵运行在5.1.1规定的名义工况下，10min后记录空气源热泵的运行功率和工作状态。6.1.3.2纯光伏发电工作模式将空气源热泵关机，使机组运行在纯光伏发电工作模式下，按照6.2.3～6.2.6给出的试验方法测量机组电网端口输出电流。6.1.3.3余电并网工作模式调节光伏模拟输入源功率大于机组额定功率，使机组运行在余电并网工作模式下，并使空气源热泵运行在5.1.1规定的名义工况下，10min后记录空气源热泵的运行功率和工作状态。并按照6.2.3～6.2.6给出的试验方法测量机组电网端口输出电流。6.1.3.4混合供电工作模式调节光伏模拟输入源功率小于机组额定功率，使机组运行在混合供电工作模式下，并使空气源热泵运行在名义工况下，10min后记录空气源热泵的运行功率和工作状态。6.2光伏并网双向变流单元性能6.2.1光伏方阵最大功率点跟踪效率光伏方阵最大功率点跟踪效率包括动态和静态最大功率点跟踪效率，试验方法按NB/T32004—2018中附录C的规定进行。6.2.2动态切换调节空气源热泵功率为最大用电功率的50%±5%,用存储示波器记录从光伏供电切换到电网供电、再由电网供电切换到光伏供电过程中直流母线的电压波形，用示波器测量直流母线电压波形的波动和切换时间。6.2.3谐波电流含有率试验在机组处于纯发电工作模式和余电并网工作模式下进行，且机组直流侧输入功率为最大直流输入功率。用电能质量分析仪测量出谐波电流总畸变率和各次谐波电流含有率。6.2.4功率因数机组处于纯发电工作模式和余电并网工作模式下，用电能质量分析仪或功率因数表分别在100%、75%、50%和25%最大直流输入功率处测量功率因数值。6.2.5三相电流不平衡度三相电流不平衡度试验方法按NB/T32004-2018中11.4.4.1.3的规定进行。6.2.6直流分量光伏并网双向变流单元处于正常工作状态，测量输出端直流分量，连续采样时间不少于1min,取绝对值最大值。测量并记录光伏并网双向变流单元在不同工作状态下，即30%PM、50%PN、75%PN和100%Pn时的直流分量。6.3光伏并网双向变流单元保护6.3.1防孤岛效应保护光伏并网双向变流单元防孤岛效应保护试验方法按NB/T32004-2018中11.5.8的规定进行。6.3.2直流输入过载保护调节直流输入源，使其输出电流超过光伏并网双向变流单元允许的最大直流输入电流，记录光伏并网双向变流单元的工作状态。6.3.3防反放电保护降低光伏并网双向变流单元直流输入电压，使光伏并网双向变流单元处于关机状态，记录光伏并网双向变流单元直流侧是否有逆向电流流入光伏电池板或光伏模拟设备。6.3.4交流缺相保护将光伏并网双向变流单元输出端逐一缺相连接，输入、输出端通电加载工作电压时，记录光伏并网双向变流单元是否工作，正确连接时光伏并网双向变流单元是否正常运行。6.3.5过电压/欠电压保护6.3.5.1直流输入侧过电压保护调节直流输入源的电压，直至光伏并网双向变流单元直流侧输入电压偏离允许直流输入电压范围，记录光伏并网双向变流单元的工作状态。6.3.5.2交流输出侧过电压/欠电压保护将光伏并网双向变流单元启动并置于纯光伏发电工作状态，按NB/T32004-2018中9.1.2的规定调节电网模拟电源电压，在20%Un≤U<50%Un,50<135%Un,135%Un≤U的范围内分别选取5个不同的电压值U,分别测量3次，记录光伏并网双向变流单元停止向电网供电的响应时间。6.3.6交流输出过频/欠频保护将光伏并网双向变流单元启动并置于纯光伏发电工作状态，调整电网模拟电源输出频率，分别选取f≤48Hz,48<f≤49.5Hz,49.5<f≤50.2Hz,50.2Hz<f≤50.5Hz,f>50.5Hz内5个不同的频率值，分别测量3次，记录光伏并网双向变流单元停止向电网供电的响应时间要求。6.4机组综合能源利用效率将机组运行功率(PA)调到50%额定运行功率(Pn),依次调节光伏方阵功率为机组额定功率的5%,10%,20%,30%,50%,75%和100%,用功率仪测试光伏方阵的实际输出功率和电网的功率，机组在50%额定运行功率的综合能源利用效率按公式(1)计算，机组在100%额定运行功率的综合能源利用效率按公式(2)计算，机组综合能源利用效率按公式(3)计算。 式中：EA-50——机组50%功率综合能源利用效率，%;Eso——机组在光伏测试值为PV;时的50%功率能源利用效率，i=1,2,3…7,%;EA-100——机组100%功率综合能源利用效率，%;Eco——机组综合能源利用效率，%。机组能源利用效率测试数据记录及计算见表6。光伏设置值PV-set电网测试值PG15234567注1:PVi、PGi均为记录值；在名义制冷工况下，采用可编程直流电源或光伏方阵模拟电源提供75%负荷功率，负荷所需的其他功率由电网提供。用功率仪计算光伏发电功率和电网输入的功率，机组光伏直驱评价系数按公式(4)P₁——光伏发电功率，单位为瓦(W);最大允许输入功率，工况运行稳定后，机组连续运行1h,然后停机3min(此间电压上升不超过3%),再启动运行1h;b)电网侧电压按额定电压的110%供应，Vmpp为光伏侧允许切入的最高Vmpp电压，Pmpp为光伏侧最大允许输入功率，工况运行稳定后，机组连续运行1h,然后停机3min(此间电压上升不超过3%),再启动运行1h。许输入功率，在机组最大运行或者最大运行制冷、制热工况下运行30min后停机，然后启动压缩机制冷运行10min,然后停机3min,按以上开10min停3min的周期进行15次，观察有无保护现象。6.8电冲击6.8.1低电压冲击机组在5.1.1规定的低温制热工况下，电网侧电压按额定电压的90%,Vmpp为机组允许切入的最低Vmpp电压，PMpp为光伏侧最大允许输入功率，稳定运行15min分钟后，切断交流电源，2s后再快速接通电源，开机运行10min,如此运行10个周期。切断光伏电源，2s后再快速接通电源，运行至光伏侧最大允许输入功率，如此运行10个周期。6.8.2高电压冲击机组在5.1.1规定的低温制热工况下，电网侧电压按额定电压的110%,Vmpp为光伏侧允许切入的最高Vmpp电压，Pmpp为光伏侧最大允许输入功率，稳定运行15min分钟后，切断交流电源，2s后再快速接通电源，开机运行10min,如此运行10个周期；切断光伏电源，2s后再快速接通电源，运行至光伏侧最大允许输入功率，如此运行10个周期。6.9快速升降电压在机组对应的最大运行/最大负荷工况条件下运行。电网侧电压按额定电压使其处于工作状态，Vmpp为光伏侧允许切入的最低/最高Vmpp电压，Pmpp为光伏侧最大允许输入功率，机组运行30min后，电网侧电压按额定电压110%运行，1min后按额定电压100%运行，1min后按额定电压90%运行，1min后按额定电压110%运行，如此反复2个周期，整个试验过程不超过1h。要求每次调电压要在2s内完成。6.10电磁兼容6.10.1测试端口机组的EMC测试项目对应的端口见表7。表7EMC测试项目及测试端口汇总表测试端口直流输入端口交流输入端口信号端口√√√V√V√断续骚扰√电压波动和闪烁√√√电快速瞬变脉冲群抗扰度√V浪涌(冲击)抗扰度V√V√√√电压暂降、短时中断V√机组发射的试验方法按GB4343.1的规定进行。6.10.3电压闪烁与波动对于每相额定输入电流小于等于16A的机组，电压闪烁与波动试验方法按GB/T17625.2的规定进行。对于每相额定输入电流大于16A小于等于75A的机组，电压闪烁与波动试验方法按GB/T17625.7的规定进行。6.10.4抗扰度6.10.4.1抗扰度试验等级机组的抗扰度试验等级见表8表8抗扰度测试的试验等级端口试验项目工频磁场3V/m(非调制)80%幅度调制(1kHz)±4kV(充电电压)空气放电±BkV(充电电压)制线端口3V/m(非调制)80%幅度调制(1kHz)浪涌±kV(开路电压)±0.5kV(开路电压)电快速脉冲群±0.5kV(充电电压)100kHz(重复频率)端口3V/m(非调制)80%幅度调制(1kHz)浪涌±1kV(开路电压)±0.5kV(开路电压)端口3V/m(非调制)80%幅度调制(1kHz)浪涌±2kV(开路电压±kV(开路电压)电快速脉冲群±1kV(充电电压)100kHz(重复频率)电压暂降0持续0.5周期0持续1周期70%持续25周期电压中断0持续250周期6.10.4.2静电放电抗扰度机组静电放电抗扰度试验方法按GB/T17626.2的规定进行。6.10.4.3射频电磁场辐射抗扰度机组射频电磁场辐射抗扰度试验方法按GB/T17626.3的规定进行。6.10.4.4电快速瞬变脉冲群抗扰度机组电快速瞬变脉冲群抗扰度试验方法按GB/T17626.4的规定进行。机组浪涌(冲