西北大型并網光伏電站工程建設要點

雷咸道，王 鵬，帥爭峰，李大偉，孫建軍，楊 輝

(中國三峽新能源(集團)股份有限公司青海分公司，青海 西寧 810000)

截至2021年6月底，全國可再生能源發電裝機達到9.71億kW。其中，水電裝機3.78億kW、風電裝機2.92億kW、光伏發電裝機2.68億kW、生物質發電裝機3 319萬kW[1]。國內大型并網光伏電站建設迅猛，在短時間內裝機容量得到了極大的增長，但因為缺乏整體的統籌規劃，使得很多電站的工程質量和系統效率存在些許問題。結合目前已建成的光伏電站及發現存在的問題，總結分析了并網光伏電站土建及安裝調試工程要點[2]。并網光伏電站的施工流程可歸納為：電站規劃布置→基礎軸線定位及測量放線→支架基礎施工→逆變器室施工→箱變基礎施工(箱逆變一體預制艙)→光伏電站設備安裝→支架安裝→光伏組件安裝→電纜敷設布線連接→光伏系統調試→并網發電[3]。

1 土建工程

1)臨建及上墻制度。要求施工單位在工程項目部要懸掛“五牌一圖”。監理辦公室要有各種管理制度及總監、專業監理工程師、監理員等工作職責，業主項目部有組織機構和崗位職責。

2)場內道路。由于光伏電站面積大，支架組件布置密集、數量多，故光伏電站的道路建設要先行施工，否則會影響電站建設的進度。不管土建施工環節，大量的材料運輸、周轉，重型工程車輛行駛，還是在支架、組件的存放、倒運，設備的運輸，均需要道路的通暢作為保證。光伏場區碎石碾壓的場內道路見圖1。

圖1 場內道路圖

3)設備運輸保管。通盤考慮，材料設備堆放保管場地一般布置在場區空閑區域，且要考慮離安裝現場遠近、道路通暢、地面平整，排水暢通、庫房整沽、安全、通風。盡量減少或避免設備的二次搬運。

4)土建支架基礎施工。光伏支架基礎主要有微孔澆筑樁、螺旋鋼樁、獨立基礎、條形基礎等形式，施工工藝要求熟悉圖紙，根據現場地質確定施工機具及方案；精確測放控制點、主控制線，然后放每個樁位線，選擇符合要求的打孔或開挖方式，確保兩個相鄰基坑(孔)無偏差，深度達到設計要求；鉆孔、開挖過程中即時清土、澆水、防止土回灌，嚴格控制每個方陣的標高，確保鋼筋規格、型號、間距準確、綁扎牢固。澆筑時模具要綁扎牢靠，無縫隙，垂直度偏差小于5 mm，測量預埋件(預埋螺栓)間距尺寸，符合設計要求。澆筑前檢查孔內是否有浮土、雜物。一定要分層澆筑、振搗。重點控制外漏部分，拆模后，有蜂窩形狀需修補?；A養護期過后，驗收時取樣進行拉拔試驗。施工現場光伏組件支架混凝土灌注樁基礎及取樣拉拔試驗見圖2。

圖2 支架基礎及拉拔實驗圖

支架基礎施工時，由于場地面積大，做好土地平整和測量放線工作。用全站儀從控制點測放出域的主控線及高程，做好標記段保護，用經緯儀及卷尺測量開挖線．以軸線為單位采用機械挖掘，基槽清理完后，再復核測放基礎線。

5)逆變器室施工(或箱逆變一體預制艙)。根據圖紙和現場地質確定施工機具及方案，精準放線、再按照放線位置進行開挖，深度符合要求。混凝土符合設計標號，嚴格按照配合比進行配比；承重磚體砌時需泡水；按照圖紙設計敷設承重鋼筋，嚴禁錯放，漏放；接地體焊接連接涂刷防腐漆，搭接面滿足規范要求；地圈梁、構造柱鋼筋綁扎牢靠，模版裝釘牢靠，接地體提前預埋或焊接在鋼筋上。預留窗戶、門、檢修箱、電氣線管等；防水工程使用合格防水材料，防水工程結束需做防水試驗；室內二次接地施工按照圖紙設計進行接地體敷設，接地體與預埋接地引線焊接，搭接面滿足規范要求[4]；室內、室外裝潢施工涂刷均勻，產品質量嚴格把關。逆變器基礎要結合電氣設備布置圖，按照基礎尺寸圖進行施工，基礎上平面要平整，整體平面在一個標高上。

6)箱變基礎。嚴格按照圖紙尺寸放線；定位放線嚴格按照放線位置進行開挖，深度符合圖紙要求；墊層混凝土符合設計標號，嚴格按照配合比進行配比，用測量儀打出標高，確保一個陣列為一個標高；鋼筋綁扎牢靠規范，無松動；澆筑時模具要固定牢靠，無縫隙，垂直度偏差小于5 mm；混凝土澆筑按照設計標號進行澆筑；拆模后，有蜂窩麻面需修補，土方回填時應檢查回填土含水量，分層夯實，應現場試驗檢測合格。成型拆模后的箱變基礎見圖3。

圖3 箱變基礎圖

7)場內圍欄。測量放線→鋼筋籠綁扎、安裝→制作模具安裝模具→尺寸測量→混凝土澆筑→拆?！x型、選材→圍欄安裝。

2 安裝及調試工程

2.1 支架安裝

支架安裝前應做相應檢查，去除毛邊，毛刺，焊接廢渣物等。支架的安裝關鍵點在于支架尺寸與基礎之間的尺寸吻合。支架與基礎的連接一般采用與預埋件螺栓連接或與預埋件焊接連接。螺栓連接時對螺栓預埋的準確度要求較高。如螺栓預埋的位置不對，則造成支架立柱無法與預埋螺栓連接上。支架立柱與螺栓連接后，可通過螺栓、螺帽對立柱上下調整，以達到對支架安裝光伏組件整體平面的調整：焊接連接時，則對基礎表面的水平高度偏差要求較高。如果偏差過太，則造成安裝光伏組件的平面會起伏不平。焊接處要做防腐處理。支架安裝合格后即可安裝光伏組件，故支架安裝前應協同土建專業辦理交接手續，土建移交電氣，驗收合格后方可進行支架安裝。安裝調試完成后的光伏組件支架見圖4。

2.2 光伏組件安裝

光伏組件的安裝主要由搬運和固定光伏組件，以及組件連接接線組成。在組件搬運及保管的過程中一定要輕拿輕放，不得有強烈的沖擊和振動，不得橫置重壓。組件安裝要自下而上，逐塊安裝，并將組件緊固。組件安裝必須做到橫平豎直，保證光伏組件與支架結合面緊密，安裝完成后傾角符合設計要求，同一方陣內的組件間距保持一致?？旖宇^壓接牢靠，對接牢靠，組件連接后開路電壓和短路電流應符合設計要求。

2.3 匯流箱安裝

匯流箱的作用是若干組串回路并聯連接到匯流箱內，形成較大的直流電流，再連接到逆變器，轉換成交流電源；匯流箱安裝時，要考慮組件串聯回路到匯流箱的距離。距離越遠，損耗越大。故匯流箱安裝時需考慮適當的位置，同時要考慮維修的方便。匯流箱內的防雷模塊要保證可靠接地，接線要做到橫平豎直，美觀大方。每個進線口要用防火泥進行封堵，每個回路要做好標識。同時，匯流箱也要做好通訊監控。安裝完成后的光伏匯流箱見圖5。

圖5 匯流箱安裝圖

2.4 逆變器安裝

設備到場開箱檢查，逆變器參數應符合圖紙設計要求，開箱檢查設備有無破損；按照施工需求及材料堆放區規劃，進行材料堆放，設有明顯名稱標識，注意設備防水；在逆變器室門口搭設倒運平臺，承重要達到設計要求；用起吊設備把逆變器吊至倒運平臺，用大力士或加工好的鋼管把逆變器運至槽鋼基礎上；按照圖紙設計要求將逆變器固定在槽鋼基礎上，槽鋼基礎要明顯，可靠接地；逆變器安裝方向應符合設計要求，有明顯編號標識；逆變器直流側接線時必須確認匯流箱開關斷，電纜端接前應對電纜絕緣測試，核相，端接結束后應做相應的防火封堵。

2.5 箱變安裝

開箱檢查箱變參數應符合要求，設備無破損。按照施工需求及材料堆放區規劃，進行材料堆放，設有明顯名稱標識，注意設備防水；箱變基礎及槽鋼基礎施工結束，具備箱變安裝條件；用起吊設備把箱變吊至倒運平臺槽鋼基礎上；按紙設計要求將箱變固定在槽鋼基礎上，槽鋼基礎要有明顯，可靠接地，箱變接地點應有可靠接地；箱變安裝方向應符合設計要求，箱體有明顯編號標識；箱變電纜端接前應對電纜絕緣測試，核相，端接結束后應做相應的防火封堵。吊裝就位完成后的箱式變壓器見圖6。

圖6 箱變安裝圖

2.6 電纜溝和電纜敷設

電纜溝深度必須達到設計要求，高壓電纜和通訊電纜分開敷設，間隔距離保持0.5 m；電纜敷設結束后按照圖紙設計要求對其鋪沙蓋磚，鋪沙要均勻，磚的間距要符合設計要求[5]。

2.7 接地施工

接地開挖深度必須達到設計要求(最好和電纜敷設同時施工，電纜溝與接地溝同一個溝即可)。按照圖紙設計要求敷設焊接接地扁鐵，打接地極，扁鐵焊接搭接面為2倍的扁鐵寬度，接地極間距符合設計要求；按照圖紙設計，與支架接地，逆變器室內接地，箱變接地，配電室二次接地連接，搭接面符合規范要求；接地電阻測試復合設計要求。

2.8 調試與并網

1)逆變器調試。逆變器是光伏發電系統的核心設備，功能是將直流電轉換成交流電。調試前要檢查直流側、交流側的接線是否正確，測量直流側電壓是否正常，判斷光伏組件的輸出是否正常。逆變器調試現場設備如圖7所示。

圖7 逆變器調試圖

2)電纜試驗。低壓電纜核相、絕緣測試→高壓電纜耐壓試驗→直阻測試、核相→光纜通斷測試。

3)箱變試驗。名牌參數→變壓器耐壓→絕緣電阻→直流電阻→局部放電→組別測試→鐵心絕緣測試。現場箱式變壓器耐壓測試數據如圖8所示。

圖8 箱變耐壓測試圖

4)升壓站設備調試。一次設備調試→二次設備調試→四遙信號調試。

5)遠動聯調。通訊線纜敷設→接線回路檢查→信號聯調。

3 施工質量控制要點

1)組織召開設計聯絡會，關鍵工序必須要求進行技術交底，在接口和銜接施工環節要明確。嚴格落實“三級自檢”，監理進行專驗，特別是隱蔽工程的施工，關鍵施工節點及步驟，做好隱蔽工程驗收工作和轉序驗收工作。

2)把關進場原材料，從源頭上控制質量，委托有資質的檢測單位，及時進行材料取樣、送檢等報驗工作，提供設計配合比、試塊強度、各種原材料出廠合格證、主要材料復試報告。

3)嚴格按照設計及規程要求施工，加強施工工藝控制，做好轉序驗收工作。

4 結 語

本文結合西北地區大型并網光伏電站建設工程實踐，總結了場內道路、支架基礎、箱變基礎、逆變室等土建工程和支架安裝、組件安裝、匯流箱安裝、箱變安裝、逆變器安裝及調試施工工藝和技術管理經驗，分析大型并網光伏電站的建設難點和質量控制要點。為西北地區的光伏電站建設、驗收奠定了施工工藝及工程建設管理的理論及實踐基礎。