浅析山地光伏电站建设管理

浅析山地光伏电站建设管理

黄勇

国家电投集团云南国际昆明生产运营中心（滇能智慧能源公司） 云南昆明  650228

摘要：本文结合山地光伏电站建设管理实践，对建设实施中易被忽视的进度、投资、运行等问题进行了分析，就如何减少问题的影响提出了相关措施，保证电站建设顺利实施。

关键词：浅析；山地光伏；建设管理

1光伏方阵区用地

太阳能光伏发电站建设具有“短、平、快”，发电无噪声、无污染、无燃料消耗等特点，但装机容量大、地形起伏和施工难度困难，林地手续办理复杂。可研报告编制完成后，需各项专题报告编制和林地征占用手续办理。光伏方阵总平面布置图是办理林地征占用手续和项目征地补偿的主要依据，也是初步设计、施工图设计的基础。政府林业部门批复使用林地后，用地范围就难以调整。电站受设计深度和地形图精度及设计人员经验的影响，总平面布置图较粗略，用地范围不精准合理，施工测量放样时，会出现用地范围内部分林地无法用，林地摒弃现象。后期如需调整用地范围，需重新办理林地征用手续，耗时较长。合理确定总平面布置图在可研阶段尤为重要。可从以下几方面入手：

（一）林地可研报告成果及国土部门的土地属性核查，判定用地范围是否满足当地林业、国土相关政策要求，进行政策符合性调整。

（二）办理林地报批手续前，对光伏方阵用地边界进行测量，由设计单位根据现场实际进行调整，力求用地合理和用地效率最大化。

（三）咨询地方政府和乡村各地块权属性、征地可行性及难易程度，对权属复杂、难以征用的地块进行调整。

（四）设计图中各排光伏组串的南北向间距，满足设计规范标准外，综合考虑用地面积最小化和发电量最大化两个因素，在不同地形区域测试前后排是否遮挡及实际日照时数，分析调整组串间距对用地面积、成本的影响，优化组串布置。

2 光伏支架基础和结构形式的选择

1）山地光伏支架基础和结构形式多种多样，选择安全可靠、易于施工的结构形式。支架基础形式有：螺旋管桩基础、微成孔灌注桩、预应力管桩、钢管砼基础等，建设使用最多是微成孔灌注桩。微成孔灌注桩按使用材料的不同又分为钢管灌注桩、钢筋笼灌注桩、锚杆灌注桩等。光伏支架一般为固定支架，支架与组件的连接方式有螺栓连接和压块连接。

2）方案审查时，针对不同地形地质条件，选择不同的支架基础方案，如岩石地基采用锚杆基础，非岩石地基采用钢筋笼灌注桩基础。基础与支架立柱间采用螺栓连接，避免焊接方式。为保持每榀支架东西向衔接平顺，光伏组件整体美观协调，支架立柱安装高度可根据地形条件进行调节。

3）综合考虑经济、结构稳定性、安装难易程度等，选择固定支架结构形式时应避免采用钢管桩独立式结构，在地形条件允许时采用双排立柱。支架檩条设计时应考虑光伏直流电缆可以沿檩条U形槽内敷设，避免电缆外露凌乱。

3 电气、方阵支架布置设计与变更

1）施工期间局部光伏方阵支架平面位置受征地、场内微地形条件的影响，常发生调整，电缆敷置时设计要及时跟进变更。若电缆敷设设计未及时变更，按原电缆敷设图施工后，会导致光伏直流电缆与汇流箱接入回路不匹配，有的汇流箱接入的回路较少，有的汇流箱接满后仍有电缆无法接入，给后期工程建设施工带来较大影响。

2）综合考虑交通运输，将光伏方阵箱变、逆变器设置在场内道路边，箱变之间的集电线路也沿场内道路边布置。在集电线路电缆敷设设计时，电缆沟在平面布置上应避让道路排水沟。若电缆沟距道路太近或扩宽道路，会造成排水沟施工困难和费用增加。

3）光伏电站设计总工程师在设计协调中，衔接好土建、电气、通信、消防等各专业之间的设计，对出现的土建专业设计变更，及时征询其它专业相关意见，同步提供专业变更设计。工程施工阶段派驻设计代表到现场，及时处理现场设计变更事宜和建设单位的要求等。

4 防雷接地材料和连接方式比选

接地网由于其隐蔽性和特殊性，材料的选择是设计考虑的重点。光伏电站接地材料一般有镀锌扁钢、镀铜圆钢、纯铜三种，其中纯铜材料由于造价昂贵应用较少，仅作为垂直接地极使用。镀铜钢接地材料是一种新型工艺，在全球范围内得到广泛应用，镀铜钢接地材料在抗腐蚀性和施工工艺等方面，能够替代纯铜接地网和镀锌扁钢地网。相对钢接地网，镀铜钢接地网在技术具有导电性能优、热稳定性能好、耐腐蚀能力强、焊点少、焊点牢固可靠、仓储和运输、施工速度快等优点。虽然镀铜圆钢一次性投资成本比镀锌扁钢高，但其使用寿命能达到50年以上，后期无维护和改造费用，从长远考虑，平均费用远远低于镀锌扁钢接地材料。综合考虑，光伏发电项目水平接地网推荐使用技术优越且投资相对便宜的镀铜钢接地方案。光伏方阵接地网沿方阵四周设置一圈水平接地带，所有支架采用等电位与水平接地带连通，相邻支架间采用接地材料互相连接。当支架最低距地高度大于1.2米，相邻支架间接地可通过立柱底端或上部结构连接，当支架最低距地高度小于1米时，支架间应在立柱底端进行接地连接。无论是在立柱还是上部连接，最好采用螺栓连接方式，避免焊接作业，焊接不但破坏立柱或支架镀锌层，造成焊接部位耐腐蚀性降低，施工难度，火灾隐患突出。

5 组件现场质量检测

光伏组件质量问题可能发生在产品制造、装卸、运输、搬运、安装等环节中。对组件采购与安装施工分别委托的项目，要明确供应厂家与安装施工单位的质量主体责任，委托有相应资质的单位开展组件到场质量检测，检测项目包括：外包装检查、组件原材料检查、组件外观特性检测、组件功率特性检测、组件EL特性测试等。外包装检查100%，采用便携式设备检测组件特性、EL特性时，抽检比例不低于安装总数量的0.5%。个别光伏电站建设期为节省费用，光伏组件供应合同中明确检测工作由厂家负责，但厂家无相应检测资质，又涉及自身利益，检测工作做不到公平、公正、公开，建设单位不认可检测结论。光伏组件等影裂检测工作委托第三方完成。

六、运行期防火安全

山地光伏安全管理最严重的问题就是防火安全，发生火灾可能导致山地光伏毁灭性灾害。受各种条件限制，光伏方阵区一般不设置消防给水管网。为满足防火安全要求，施工期和运行期间的防火安全管理是重中之重，禁携带火种是有效的手段。光伏方阵区间隔、围栏外围设计为防火隔离带，防火隔离带会占用土地面积，可研设计时应列入总用地规划，实施办理征地手续。防火带形式为壕沟或敷砂石，壕沟范围内定期清除地表上全部可燃物（杂草）。

七、电气设备的技术经济指标对比分析

电气设备的选型直接影响到电站的安全稳定运行和发电效益。地面光伏电站的升压站设备与其他发电站基本相同。光伏方阵的电气设备主要有光伏组件、汇流箱、逆变器和箱式变压器。电气设备采购前，做好市场调查和技术经济对比分析，选择各项技术指标均能满足设计要求的先进设备，对拟选设备考察在同类工程建设中的运行情况，避免新设备在使用过程中出现较多问题。建立企业内部合格承包商或设备厂家和品牌、型号目录等。在合格名册中采购各类设备并签订设备技术协议。

光伏组件采购费用在项目总投资中所占比重40%以上，组件的选择、质量合格的判定标准、技术参数明确尤为重要。除在技术协议中明确，还要明确组件生产、出厂、到场的质量检测，电站试运行后的效率检测和运行期间的衰减检测。逆变器选型要求具有较高的逆变效率、可靠性和较宽的电压输入范围，并具有自动运行和停机、最大功率跟踪控制、防孤岛效应、自动电压调整、直流检测和直流接地检测等功能。电网公司对逆变器正常持续运行的电网频率范围有相应规定，逆变器选型须符合电网公司要求，避免后期改造和影响设备的安全稳定运行。