《太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程》-solarbe文库

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中华人民共和国能源行业标准 P NB/T 10353-2019 太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程 Technical Specification for Solar Energy Resources Assessment of Solar Power Projects 2019-12-30 发布 2020-07-01 实施国家能源局发布 NB ICS 27.160 P 61 中华人民共和国能源行业标准太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程 Technical Specification for Solar Energy Resources Assessment of Solar Power Projects NB/T 10353-2019 主编部门水电水利规划设计总院批准部门国家能源局施行日期 2020 年 7 月 1 日中国水利水电出版社 2020 北京 I 国家能源局公告 2019 年第 8 号国家能源局批准小水电机组励磁系统运行及检修规程等 152项能源行业标准（附件 1）、 Code for Safe and Civilized Construction of Onshore Wind Powe r Projects等 39项能源行业标准英文版（附件 2），现予以发布。附件 1. 行业标准目录 2. 行业标准英文版目录国家能源局 2019 年 12 月 30 日附件 1 行业标准目录序号标准编号标准名称代替标准采标号批准日期实施日期 30 NB/T 10353-2019 太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程 2019-12-30 2020-07-01 II 前言根据国家能源局关于下达 2014 年第二批能源领域行业标准制（修）订计划的通知（国能科技〔 2015〕 12 号），规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。本规程的主要技术内容是基本规定、基础资料、实时数据处理、太阳能资源分析与评估。本规程由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由水电水利规划设计总院负责具体技术内容的解释，执行过程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址北京市西城区六铺炕北小街 2 号，邮编 100120）。本规程主编单位水电水利规划设计总院中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司本规程参编单位上海电力设计院有限公司本规程主要起草人员肖斌周治马高祥李诚赵薇秦潇王烁吕嵩王丹迪付正宁崔云冯云岗陆国成本规程主要审查人员王霁雪申彦波彭天魁黄志玮何一甘启娣韩晓亮杨富程王先阳王瑞明焦姣齐志鹏马庆虎汪婷婷杨都堂朴苓李仕胜 I 目次 1 总则 . 1 2 术语 . 2 3 基本规定 . 3 4 基础资料 . 4 4.1 数据采集 4 4.2 数据要求 4 5 实测数据处理 . 5 5.1 数据检验 5 5.2 数据修正 5 6 太阳能资源分析与评估 6 6.1 典型气象年构建及数据分析 6 6.2 气象条件分析 7 6.3 太阳能资源评估结论 7 附录 A 测量气象要素数据合理性检验 9 本规程用词说明 10 引用标准名录 11 附条文说明 12 II Contents 1 General Provisions 1 2 Terms 2 3 Basic Requirements 3 4 Basic Data 4 4.1 Data Collection 4 4.2 Requirements for Data 4 5 Measured Data Processing 5 5.1 Data Verification 5 5.2 Data Correction 5 6 Solar Energy Resources Analysis and Assessment 6 6.1 Typical Meteorological Year Construction and Data Analysis 6 6.2 Meteorological Condition Analysis 7 6.3 Conclusion of Solar Energy Resources Assessment 7 Appendix A Measured Meteorological Element Data Verification 9 Explanation of Wording in This Specification 10 List of Quoted Standards 11 Addition Explanation of Provisions 12 1 1 总则 1.0.1 为规范太阳能发电工程太阳能资源评估的内容、方法和技术要求，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于光伏发电工程和太阳能热发电工程太阳能资源的评估。 1.0.3 太阳能发电工程太阳能资源评估，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 2 术语 2.0.1 代表气象站 representative meteorological station 与太阳能发电工程所在地自然地理条件相近、气候特征相似且有实测气象数据或可通过气候学方法推算获得长期太阳辐射数据的气象站。 2.0.2 典型气象年 typical meteorological year 能够反映太阳能发电工程所在地典型太阳能资源状况，由 12 个具有气候代表性的标准月组成。 3 3 基本规定 3.0.1 太阳能资源评估应根据工程建设运行需要，分析获得太阳能发电工程所在区域太阳能资源特征及变化规律。 3.0.2 太阳能资源评估数据的采集、存储、传输、使用和销毁应符合国家数据管理的有关规定。 4 4 基础资料 4.1 数据采集 4.1.1 光伏发电工程宜采集太阳辐射现场观测站实测数据。当无法获得太阳辐射现场观测站实测数据时，可采用代表气象站长期观测数据或推算的长期辐射数据、基于卫星遥感资料的统计计算数据或物理反演数据。 4.1.2 太阳能热发电工程应采集太阳辐射现场观测站实测数据，并补充收集代表气象站长期数据和基于卫星遥感资料的统计计算数据或物理反演数据。 4.1.3 太阳辐射现场观测站的设备及安装要求应符合国家现行标准总辐射表 GB/T 19565、直接辐射表 QX/T 20、太阳能资源测量总辐射 GB/T 31156、太阳能资源测量直接辐射 GB/T 33698、太阳能资源测量散射辐射 GB/T 33699、地面气象观测规范辐射 GB/T 35231 的有关规定。 4.2 数据要求 4.2.1 光伏发电工程太阳能资源评估的基础数据应包括水平面总辐射、水平面直接辐射、散射辐射、温度、风速、风向数据和灾害性天气情况。 4.2.2 光伏发电工程太阳能资源评估宜根据工程需要收集法向直接辐射、反射辐射、倾斜面总辐射及其他常规气象要素数据。 4.2.3 太阳能热发电工程太阳能资源评估的基础数据应根据工程需要收集法向直接辐射、水平面总辐射、散射辐射、温度、相对湿度、风速、风向、能见度、云量数据和灾害性天气情况。 4.2.4 太阳辐射现场观测站实测数据应为连续观测记录，其时间序列不宜少于一个完整年。用于光伏发电工程的数据记录时间间隔不应大于 5 分钟，用于太阳能热发电工程的数据记录时间间隔不应大于 1 分钟。 4.2.5 代表气象站长期数据和基于卫星遥感资料的统计计算数据或物理反演数据，其时间序列至少应为近 10 年连续的完整年逐月数据。 4.2.6 代表气象站的多年月平均气温、多年月平均风速、极端最高气温、极端最低气温、多年极大风速及发生时间、主导风向、多年最大冻土深度和积雪深度、多年平均降水量和蒸发量、多年连续最长阴雨天日数、雷暴日数、冰雹日数、扬沙日数、浮尘日数、沙尘暴日数、强风日数等气象要素至少应为近 10 年统计数据。 5 5 实测数据处理 5.1 数据检验 5.1.1 太阳辐射现场观测站实测数据应进行完整性和合理性检验，剔除由于仪器故障、传输错误等原因造成的不合理数据和缺测数据。 5.1.2 太阳辐射现场观测站实测数据的完整性检验应符合下列规定 1 实时观测时间顺序应与预期的时间顺序相同，应符合预期的开始时间、结束时间，中间应连续。 2 按某时间顺序实时记录的观测数据量应与预期记录的数据量相等。 3 实测数据的有效数据完整率应在 95以上。 5.1.3 有效数据完整率应按下式计算（ 5.1.3）式中有效数据完整率；预期应记录的数据数目；没有太阳辐射数据记录的数目；确认为不合理太阳辐射数据的数目。 5.1.4 测量气象要素数据的合理性检查应从气候学限值、变化范围和内部一致性三个方面进行。测量气象要素数据的合理性检验应符合本规程附录 A 的要求。 5.2 数据修正 5.2.1 数据修正时宜采用插补方法对不合理数据和缺测数据进行修正。 5.2.2 数据修正前应对参考资料的有效性进行确认。 5.2.3 数据修正应选取太阳辐射现场观测站周边同期参考资料，选取参考资料的优先级顺序宜为太阳辐射现场观测站实测数据、代表气象站数据、基于卫星遥感资料的统计计算数据或物理反演数据。 5.2.4 数据插补时可从实测数据中选择与缺测时刻最接近、天气现象相同的数据进行插补。 5.2.5 修正后的有效数据完整率应达到 100。 6 6 太阳能资源分析与评估 6.1 典型气象年构建及数据分析 6.1.1 太阳能发电工程应以收集到的气象数据为基础构建满足工程需要的典型气象年数据，典型气象年数据的时间间隔不应大于 1 小时。 6.1.2 太阳能资源数据分析中，当基础数据中无太阳辐射现场观测站实测数据时，应以代表气象站至少近 10 年的气象数据为基础，或直接采用卫星遥感资料的统计计算数据、物理反演数据构建典型气象年标准月。 6.1.3 典型气象年标准月宜按下列步骤进行选取 1 统计出每年每月各构成气象要素的平均值； 2 计算每月各构成气象要素的多年平均值，及标准差； 3 各构成气象要素的月平均值应按下式进行标准化处理（ 6.1.3-1）式中各构成气象要素的标准化值；挑选气象要素序号；月份序号；年份序号。 4 按下式对每年月的进行加权求和（ 6.1.3-2）式中对各要素进行加权求和后的加权值；各挑选参数的权重。 5 逐月选取最小的月份作为标准月。 6.1.4 太阳能资源数据分析时，当基础数据中有太阳辐射现场观测站实测数据时，宜结合代表气象站长期数据、基于卫星遥感资料的统计计算数据或物理反演数据和太阳辐射现场观测站实测数据进行对比印证，形成典型气象年数据。 6.1.5 光伏发电工程应对水平面总辐射、散射辐射的年内变化、典型日内变化和相邻时刻变化率的概率密度分布进行分析，宜根据工程需要对法向直接辐射和反射辐射的年内变化和典型日内变化进行分析。 6.1.6 太阳能热发电工程应对年内法向直接辐射的时总量进行累计频率分布和概率密度分布分 7 析。 6.2 气象条件分析 6.2.1 太阳能发电工程应分析大风、雷暴、冰雹、暴雨等恶劣天气对工程建设及运行安全的影响。 6.2.2 光伏发电工程应分析温度、沙尘、积雪对发电效率的影响。 6.2.3 太阳能热发电工程应分析风速、沙尘、温度、积雪对发电效率的影响。 6.3 太阳能资源评估结论 6.3.1 光伏发电工程应采用典型气象年数据计算年水平面总辐照量（ GHR），并评估太阳能资源的丰富程度。光伏发电工程年水平面总辐照量等级应符合表 6.3.1 的规定。表 6.3.1 光伏发电工程年水平面总辐照量等级等级名称分级阈值（ kWh/m2· a-1）等级符号最丰富 GHR≥1750 A 很丰富 1400≤ GHR＜ 1750 B 丰富 1050≤ GHIR＜ 1400 C 一般 GHIR＜ 1050 D 6.3.2 太阳能热发电工程应采用典型气象年数据计算年法向直接辐照量（ DNR），并评估太阳能资源的丰富程度。太阳能热发电工程年法向直接辐照量等级应符合表 6.3.2 的规定。表 6.3.2 太阳能热发电工程年法向直接辐射量等级等级名称分级阈值（ kWh/m2· a-1）等级符号最丰富 DNR≥1700 A 很丰富 1400≤ DNR＜ 1700 B 丰富 1000≤ DNR＜ 1400 C 一般 DNR＜ 1000 D 6.3.3 光伏发电工程应采用典型气象年数据计算各月的日平均总辐照量，然后求最小值与最大值之比，作为太阳能资源稳定度（）。光伏发电工程太阳能资源稳定度等级应符合表 6.3.3 的规定。表 6.3.3 光伏发电工程太阳能资源稳定度等级等级名称分级阈值等级符号很稳定 ≥ 0.47 A 稳定 0.36 ≤ ＜ 0.47 B 一般 0.28≤ ＜ 0.36 C 欠稳定＜ 0.28 D 8 6.3.4 太阳能热发电工程应采用典型气象年数据计算各月的日平均法向直接辐照量，然后求最小值与最大值之比，作为太阳能资源稳定度（）。太阳能热发电工程太阳能资源稳定度等级应符合表 6.3.4 的规定。表 6.3.4 太阳能热发电工程太阳能资源稳定度等级等级名称分级阈值等级符号很稳定 ≥0.7 A 稳定 0.5≤ ＜ 0.7 B 一般 0.3≤ ＜ 0.5 C 欠稳定＜ 0.3 D 6.3.5 光伏发电工程应采用典型气象年数据计算年水平面直接辐照量和年水平面总辐照量之比（）。光伏发电工程水平面直射比等级应符合表 6.3.5 的规定。表 6.3.5 光伏发电工程水平面直射比等级等级名称分级阈值等级符号很稳定 ≥0.6 A 稳定 0.5≤ ＜ 0.6 B 一般 0.35≤ ＜ 0.5 C 欠稳定＜ 0.35 D 9 附录 A 测量气象要素数据合理性检验 A.0.1 测量气象要素数据的气候学限值和变化范围应符合表 A.0.1 的规定表 A.0.1 测量气象要素数据的气候学限值和变化范围要素气候学限值 1 小时变化范围水平面总辐照度（ GHI）平原地区 0≤ GHI＜ 1400W/m2 高山或地表反射较强地区 0≤ GHI＜ 1600W/m2 白天 GHI≠ 0 0≤ GHI＜ 800W/m2 法向直接辐照度（ DNI） 0≤ DNI＜ 1374W/m 2 白天 DNI 可为 0 0≤ DNI＜ 800W/m 2 水平面散射辐照度（ DIF）平原地区 0≤ DIF＜ 1200W/m2 高山或地表反射较强地区 0≤ DIF＜ 1400W/m2 白天 DIF≠ 0 0≤ DIF＜ 800W/m2 风速（ W） 0≤ W≤ 60m/s 0≤ W＜ 6m/s 环境温度（ T） -50℃≤ T≤ 60℃ 0≤ T＜ 5℃ 相对湿度（ RH） 0≤ RH≤ 100 0≤ RH＜ 5 气压（ P） 500hPa≤ P≤ 1100hPa 0≤ P＜ 0.3hPa A.0.2 测量气象要素内部一致性检验应符合下列规定 1 DNI 与水平面直接辐照度（ DHI）的关系应满足下列要求（ 1） DNI 与 DHI 的转换关系应符合下列公式（ A.0.2-1）（ A.0.2-2）式中太阳高度角（ ° ）；太阳天顶角（ ° ）。（ 2） DNI 与 DHI 的大小关系应符合下列要求 DHI＜ DNI ＞ 23.5 （ A.0.2-3） DHI≤ DNI ≤23.5 （ A.0.2-4）式中北半球纬度（ ° N）， 23.5° N 指北回归线。 2 GHI 与 DHI、 DIF 应满足下列要求 ≤ （ A.0.2-5） DHI＜ GHI （ A.0.2-6） DIF≤ GHI （ A.0.2-7） 10 本规程用词说明 1 为了便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下 1）表示很严格，非这样做不可的正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况均应这样做的正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。 2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合的规定”或“应按执行”。 11 引用标准名录总辐射表 GB/T 19565 太阳能资源测量总辐射 GB/T 31156 太阳能资源测量直接辐射 GB/T 33698 太阳能资源测量散射辐射 GB/T 33699 地面气象观测规范辐射 GB/T 35231 直接辐射表 QX/T 20 中华人民共和国能源行业标准太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程 NB/T 10353 2019 条文说明 13 制定说明太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程 NB/T 10353-2019，经国家能源局 2019 年 12 月 30 日以第 8 号公告批准发布。本规程制定过程中，编制组进行了广泛、深入的调查研究，总结了我国光伏发电工程和太阳能热发电工程太阳能资源评估的实践经验，并向有关设计和科研单位征求了意见。为便于广大勘察、设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，太阳能发电工程太阳能资源评估技术规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规程规定的参考。 14 目次 3 基本规定 15 4 基础资料 16 4.1 数据采集 . 16 4.2 数据要求 . 16 6 太阳能资源分析与评估 . 17 6.1 典型气象年构建及数据分析 . 17 15 3 基本规定 3.0.2 国家数据管理的有关规定是指国家能源局关于印发新能源发电工程资料信息使用管理暂行办法的通知（国能新能〔 2013〕 249 号）等。 16 4 基础资料 4.1 数据采集 4.1.1 太阳辐射现场观测站指工程场址区及附近为光伏发电工程所设立的观测站。代表气象站无辐射观测数据的，采用气候学方法推算得到辐射数据，如利用有辐射资料气象站建立实测太阳辐射与天文辐射和日照百分率的经验关系，移用经验关系或绘制经验系数等值图、内插经验系数获得工程地点经验关系。 4.1.2 太阳辐射现场观测站指工程场址区域内为太阳能热发电工程所设立的观测站。 4.2 数据要求 4.2.2 光伏发电工程若采用双轴跟踪运行方式，需收集法向直接辐射；若采用双面组件，需收集反射辐射。 17 6 太阳能资源分析与评估 6.1 典型气象年构建及数据分析 6.1.1 构建典型气象年数据时，可用的数据来源有太阳辐射现场观测站实测数据、气象站数据和基于卫星遥感资料的统计计算或物理反演数据，根据数据时间分辨率、时间序列范围、数据质量和完整性结合使用。 6.1.2 基础数据中无太阳辐射现场观测站实测数据时，典型气象年标准月数据构建典型气象年逐时数据，可采用马尔可夫链（ Markov Chain）方法，判断每一时刻的天气状态出现的小时数，之后根据天气状态的具体情况计算逐时太阳总辐射。 6.1.3 光伏发电工程典型气象年各构成气象要素主要考虑太阳辐射、温度、风速等因素；太阳能热发电工程典型气象年各构成气象要素主要考虑法向直接辐射、风速、温度等因素。 6.1.5 对于典型气象年数据相邻时刻的时间间隔一般为 1 小时，对于实测数据相邻时刻的时间间隔一般为 5 分钟。