新能源光伏發電站項目建設管理

王紹平 丑世龍 魏鈺堯

1.中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司 陜西 西安 710103

2.廣東科凱達智能機器人有限公司 廣東 佛山 528300

傳統能源的消耗大、污染嚴重，不利于實現可持續發展。為適應低碳經濟發展趨勢，各行各業需積極推廣新能源技術。在需求激增的過程中，國家增大了在新能源光伏發電站項目中的投入，此類項目的建設數量逐步增多、規模日漸擴大，在具體的項目中企業需將建設管理作為重點任務。目前光伏發電站項目中陸續采用了諸多新技術，保障了技術先進性，但部分光伏發電站存在建設管理問題，未來這類項目中有關人員需持續創新管理理念及方法，保證建設管理的全面性。

1 光伏發電項目的基本原理

光伏發電為新能源領域的重點項目，實際就是利用半導體界面的光伏效應，將光能轉化為所需的電能資源。當建立了光伏發電系統后，光子照射金屬時其能量可直接被金屬電子所吸收，在此過程中電子所吸收的能量相對較大，能克服金屬的內部引力，從金屬表面逃逸出來成為光電子。硅原子有4個外電子，一旦純硅中摻雜有5個外電子的原子，如磷原子，將形成n型半導體；如純硅中摻雜3個外電子原子，如硼原子，將形成p型半導體。在p型與n型相結合的情況下，接觸面的電位差較大，成為太陽能電池。太陽光照射于p-n結上后，電流將從p型側向n型側流動，此過程中伴隨著電流現象。太陽能光伏板的光電效應指的是不均勻半導體或半導體的不同部分與金屬相結合后，在光的影響下產生電位差的過程，屬于光子向電子轉化、光能向電能轉化的過程，此過程中將形成電壓。

光伏發電包含離網與并網兩種類型。如為離網發電模式，太陽能電池組件將光能轉化為電能，經過光伏控制器將此電能存儲于蓄電池，負載用電情況下，蓄電池中的電能由光伏控制器進行分配，以滿足各負載的電力需求。此過程中電池組件產生的是直流電，能直接應用此電能，也可由交流逆變器轉化為交流電繼續使用。太陽能發電產生的電能即發即用，也能存儲于蓄電池等儲能裝置。離網光伏發電系統多用在以下方面：需移動攜帶的設備電源；遠離電網邊遠地區、農林牧區、山區；無需并網的場所；不需備用電源的場所。并網光伏發電系統下，電池組件方陣將光能轉化為所需電能，經直流匯流箱、直流配電柜將其接入并網逆變器，一些情況下并網光伏發電需配備儲能裝置儲存電能。并網光伏發電系統運行中，如氣候條件不佳導致發電量較少，或者自身用電量較大，可直接由公共電網向用戶負載補充供電。并網光伏發電系統能向公共電網逆流供電，其“晝發夜用”的發電特點可方便公共電網的峰谷調節。

2 新能源光伏發電站項目的建設難點

2.1 建設周期短

在新能源光伏發電站的建設中，項目周期相對較短，企業必須合理安排項目任務，制定科學的進度計劃。依據光伏發電站建設經驗，中小型項目的建設周期為3～4月，大型項目的建設周期略有延長。總體來看，光伏發電站項目與其他同等規模的項目相比，前者的建設周期相對較短，在較為緊張的工期內不僅需制定高質量的施工方案，還需在項目中合理調配資源、安排工序，加強部門間、崗位間的協作，使現場作業符合進度要求，在規定的工期內高質量完工[1]。為此，基于光伏發電站的這一特點，企業必須加強建設管理，協調工程進度、質量、成本等關系，及時處理項目中的突發情況，減少施工延誤。

2.2 現場環境復雜

光伏發電站要實現太陽能向電能的轉化，在現場需配備各種專業化設備，占地面積較廣，再加上對光照有嚴格要求，在施工建設期間面臨復雜的環境。大部分光伏發電站均建在人煙稀少、遠離城市的空曠地段，交通不暢，施工過程中的材料、設備等運輸不便，經常因設備、材料等供應不及時而影響施工進度。另外，因為露天作業較多，在強風、雨雪等惡劣天氣下，光伏發電站的施工風險較大，面臨較大的技術難題。

2.3 建設手續復雜

光伏發電站項目實施中，建設管理手續相對復雜，在項目的初期階段，相關人員需及時將工程資料提交當地政府主管部門審批，審批通過以后給出初步審查意見、環境影響評價意見、用地預審要求等，督促相關人員繼續修改方案，再次提交審批，通過后進入正式的項目環節。在項目的整個建設期間，項目部門與參建單位之間需加強合作，共同圍繞項目的建設要求進行可行性研究，制定進度計劃、成本方案、技術路徑等。總體來看，光伏發電站的建設流程復雜，各參與主體、部門都需要及時向有關單位提交審批手續等，以保障項目的順利實施。

3 新能源光伏發電站項目建設管理策略

3.1 加強技術管理

3.1.1 光伏組件施工

新能源光伏發電站項目涉及了多種施工技術，每種技術都有其特殊的施工規定，任何一個技術環節存在問題，都將影響項目的建設效果。為符合項目建設管理要求，企業在具體的項目中必須加強技術管理，保障各環節施工技術的規范性、合理性。以光伏組件施工為例，此步驟是光伏發電站中的重點施工環節，有關人員在技術管理中需做好施工監督。比如，光伏組件施工期間應合理采用四點著力的方式，提高起吊、卸載作業的安全性，但此種操作過程復雜，需安排專業的技術人員來進行全面指導，避免吊裝操作不當損壞光伏組件。太陽能組件在受到外力作用后極易損壞，影響其正常使用，施工期間應做好保護工作，特別是對于單晶硅板而言，有關人員在正式施工前需檢查組件的尺寸、規格與型號，避免使用質量不達標組件[2]。

3.1.2 電纜敷設

光伏發電站的電纜數量龐大，正式施工之前有關人員需合理設計電纜路徑，遵循行業標準且需符合線路最優要求。當然，施工人員也需檢查放線盤的性能，當其符合要求后再安排施工，否則，如放線盤性能不達標，隨著電纜敷設的進行，易出現打結和扭曲現象。如作業點處于接地扁鐵周邊，施工人員需控制安全距離，一般二者之間應至少保持0.1m，直流電纜在逆變室的間距為0.1m，以通過控制這些距離參數來創造良好的散熱條件[3]。一些新能源光伏發電站中使用的是電纜頭銅鼻子，此情況下應考慮電纜的截面規定，通過壓接方式確保銅鼻子、芯線之間的連接效果，一旦連接部位松動，應立即填充，避免連接不佳造成的安全事故。施工現場應安排專人負責正負極對地絕緣檢測，與此同時檢查開關樁頭、電纜頭情況，及時處理異常情況。

3.1.3 光伏組件投運條件

針對光伏發電站項目，有關人員在技術管理過程中需關注光伏組件投運條件。結合行業內的技術標準，光伏組件能否正常投運取決于多方面因素，主要應包含以下方面：（1）嚴格遵循設計規范安裝光伏組件，密切關注電流、電壓參數，完成組件分類、組串。正式投運安裝之前，企業應安排專人檢查光伏組件的各個部分，如插頭、接線盒等，如有損壞立即更換。（2）檢查防震接地系統的各方面性能，借助專業儀器測定接地電阻，保障阻值在安全區間。與此同時，有關人員也需同步檢查光伏組件的串并聯方式、組件串與外接電纜的連接方式，保障這些關鍵部位的連接工藝符合行業規定。（3）評估光伏支架基礎結構、材質、埋設部件的安全性與穩定性，在無異常現象的情況下測試組件串開路電壓，此電壓誤差值應在2%以內，無論何種情況下最大電壓值均應在5V以內。

3.2 施工控制

3.2.1 材料把控

光伏發電站項目施工中包含多種材料，如使用了劣質材料，將影響項目建設效果。在施工控制中應安排專人負責材料控制。在材料入場期間，管理人員需根據建設中的材料需求，合理檢驗每一種材料的質量，必要情況下開展質量檢驗，只有通過檢驗后材料方可正常入場，否則，嚴禁材料進場和使用。在驗收材料時有關人員需檢查材料的外觀質量、規格型號、數量，檢查材料出廠許可證、質檢報告等文件是否齊全，對于不符合要求的材料，應退回廠家。當材料進場以后，相關人員需根據材料性能，以特定標準來分類，確定每一類材料的存放區域、管理方法，定期盤查和清點。

3.2.2 施工過程把控

光伏發電站項目的復雜性較高，施工流程較多，為避免各項問題，管理人員需將過程控制放在關鍵位置。過程控制中遵循了動態性原則與要求，需要相關人員在具體的工作中嚴格把控每一過程，一旦發生異常現象，應由專人結合現場情況進行妥善處理，以增強每一過程的規范性，保障不同過程之間的銜接效果。光伏發電站項目的過程控制中，管理人員需重點關注以下過程：（1）方陣與逆變器室的設計工作應與整體的設計工作同步開展，正式施工之前這些設計任務必須全面完成。不同于大部分建設項目，光伏發電站現場應成片布局，合理控制組串間的距離，而在南北方向則需根據施工規定預留人行道，以方便通行。在一些面積較大的場地內不僅應設置方便逆變室通行的道路，還需盡可能將逆變室布設在平坦區域，使其緊鄰道路。逆變室與箱變的距離保持在1m以內，以方便敷設電纜，并控制施工成本，但此方式下同樣存在一定的局限性，就是逆變室的密封性能不達標，考慮這一因素，逆變室與箱變之間可保持2～3m的距離，在此前提條件下可將逆變電纜以預埋穿墻套管的方式穿過墻體，不僅可保障施工操作的便捷性、高效性，還能達到封閉處理的目標[4]。（2）樁基施工，此施工環節不僅需精準定位樁基，更需將樁頭直徑位置偏差、樁基垂直度等控制在正常標準，以增強樁基承載力。另外，施工期間樁基埋入地下的深度不得過大或者過小，在灌注混凝土時應控制水灰比，保證混凝土性能，并加強振搗，保障振搗的充分性、均勻性。

3.3 安全監督

3.3.1 安全巡查

光伏發電站屬一類大型項目，施工建設過程中可能因環境、操作、設備等而造成安全事故。為減少各種事故的發生，項目建設管理中需注重安全監督與管控，安排專人負責現場的安全巡查工作，以通過全面巡查來發現現場隱患，評估施工作業期間的防護設備配備、穿戴、物資堆放、機械設備擺放等情況。由于施工場地內涉及了多種資源，單純采用人工巡查的方式需投入較多人員，工作量大且效率較低。當前信息化條件下，企業在光伏發電站現場可引入數字化巡查方式，配備各種數字化監控設備，將這些設備布置在現場的關鍵位置，并建立監控設備與現場的關系，使建設期間設備能實時采集現場情況，并將結果反饋給終端設備，如發現安全隱患，則需及時處理。

3.3.2 風險識別評價

各類項目的建設管理中，風險管理是重點方面，通過全過程風險識別與評價，可督促相關人員及時發現問題并制定風險防控措施、應急預案。光伏發電站項目也是如此，在建設管理中有關人員需考慮環境、工藝流程等因素的影響，建立全面化風險識別與評價機制，在科學的評價方式下判定風險類型、危害程度，有針對性地制定防控策略，形成專項應急預案，減小各類風險對項目實施的負面影響。

3.4 其他措施

3.4.1 加強項目設計協調

不同于水力、火電發電站項目，光伏發電站項目在建設過程中對環境雖有要求，但其要求較低，僅需將項目建在人煙稀少的區域即可。但每一地區都有其特殊的地形地質、水文土質等條件，這是任何光伏發電站項目建設中都需要重點關注的部分。為此，光伏發電站項目的建設初期階段，參與項目的部門之間應加強合作，做好總體設計與細節分析。首先，做好項目選址分析，當確定了光伏電站的建設要求、目標后，企業需安排專人進入備選場地進行調查與評估，分析場地條件是否與項目建設要求相一致，并由勘察人員提交完成的勘察報告，而不同崗位人員則利用勘察報告，從綜合性角度確定項目建設場地。其次，設計單位與施工單位應完成交底工作。設計單位在確定了設計方案后，應及時將此設計方案向施工單位交底，使施工單位可正確掌握設計意圖，了解每一個設計細節，在后續的項目建設中可順利執行設計方案。最后，不斷優化設計方案，組織多個部門進行設計評估，分析設計方案中的不足之處，及時調整。

3.4.2 進度控制

進度管理關乎項目效益，在光伏發電站項目中有關人員需采用全新的方式進行進度控制。首先，合理設定進度目標并進行分解。在確定目標時，有關人員需全面收集項目的建設規模、技術難度等資料，并根據建設單位的規定，確定開工時間、竣工日期，將竣工移交日期作為進度總目標；將項目建設任務量化分解為多個目標，確定關鍵節點的施工時間，準確預測每一過程的持續作業時間，并適當考慮不可控因素；在分解完進度目標后，管理人員需制定多級進度計劃，編制進度橫道圖。其次，動態化管理施工進度，在前期確定進度目標后，后續進入項目環節后有關人員需堅持動態化原則，密切監督現場的一切作業流程。管理人員需定期組織工作交流會議，由下級責任人向上級領導匯報現場的進度情況，分析實際進度與計劃進度之間的差異，如二者的偏差較大，應組織不同崗位人員進行全面評估與分析，從更為專業的角度確定原因，制定解決措施，如可調整施工工序、施工任務，增加施工人員或者設備等。

4 結束語

光伏發電站為新能源領域的關鍵項目，此類項目的規模龐大、技術要求高，為達到質量、安全、進度及成本目標，項目企業必須開展全過程、全方位建設管理，提高不同部門和崗位之間的配合度，嚴格執行技術標準，提高項目建設的整體水平，發揮光伏發電站在能源領域的作用。