摘 要:基于2023年度西藏自治區日喀則市崗巴縣牧光互補1期50 MW光伏儲能電站一體化項目工程總承包(EPC)管理的實際執行情況,立足項目策劃階段到并網驗收階段的整個工程建設期,從風險管控及進度管控的角度出發,分別從項目部組建及安全保障、初步設計階段、采購策劃及運輸、施工幾個方面對項目EPC管理面臨的關鍵問題和風險進行了全方位分析,并提出了相應的對策。施工階段立足“人、機、料、法、環”等多個維度,達到了精細化分解任務、嚴謹化管控流程、針對性解決問題的效果。該項目所在區域屬于高海拔、嚴寒、偏遠地區,在工期不足3個月的巨大壓力下仍按期保質保量地安全完工,其EPC管理經驗可為今后國內企業執行西藏自治區的新能源項目提供經驗參考。
關鍵詞:西藏自治區;光伏發電項目;工程總承包管理;施工方案;經驗總結
中圖分類號:TM615 文獻標志碼:A
收稿日期:2024-02-29
通信作者:胡杰(1991—),男,碩士、一級注冊建造師、工程師,主要從事新能源電力項目EPC管理方面的工作。1084124517@qq.com
0" 引言
西藏自治區地廣人稀,且光照資源極為豐富,為實現中國的碳達峰、碳中和目標,在相關政策的引領下,大力開拓西藏新能源市場必將成為未來的主流趨勢。近年來,隨著“西電東輸”特高壓線路的不斷建設,西藏自治區光伏發電的消納問題逐步得到解決,同時部分光伏電站配套了儲能系統,也緩解了該地區的電網波動問題[1],越來越多的企業開始進軍西藏新能源市場,開發建設光伏發電項目。
崗巴縣牧光互補一期50 MW光伏儲能電站一體化項目(下文簡稱為“崗巴項目”)為西藏自治區2023年度的保障性供電項目,于2023年8月3日開工,要求在2023年10月31日前完工,工期不足3個月。該項目位于西藏自治區日喀則市崗巴縣,毗鄰邊境,地域偏遠且海拔高;項目交流側裝機容量為50 MW,需建設1座110 kV升壓站,并配套10MW/40MWh儲能系統,以1回110 kV線路接入崗巴110 kV變電站,線路總長度約為18 km。該項目建設采用工程總承包(EPC)模式,本文基于該項目的實際執行情況,從風險管控及進度管控的角度出發,針對項目部的組建及安全保障、初步設計階段、采購策劃及運輸、施工提出相應對策,對位于高海拔、嚴寒惡劣環境下的偏遠地區光伏發電項目順利按期完工的EPC管理經驗進行全方位總結。
1" 項目部的組建及安全保障
崗巴項目所在地的海拔高度約為4980 m,為高海拔地區,含氧量僅為平原地區的60%,導致項目現場人員均存在不同程度的缺氧癥狀;該地區的年平均氣溫低于0 ℃,現場人員極容易感冒且可能引發肺炎。在此環境條件下,項目現場的大部分人員均存在夜間睡眠時間短,甚至無法入睡的情況,嚴重的還會出現腸胃不適、頭痛、高燒等癥狀,需要前往醫院就診。
基于以上情況,在前期策劃組建項目部時,主要考慮在25~40歲這一年齡段中進行人員篩選,且要求備選人員必須進行全面體檢,確保選中的人員自身無可能危及生命安全的基礎疾病(例如:高血壓、心臟病等),以保證項目現場人員的人身安全。選中的人員到場后,要求先在日喀則市區(海拔為3700 m)停留2~3天,待身體適應后再前往項目現場。
項目現場獨立設置了醫務室,配備了專職醫護人員,購置了齊全的高原反應類、感冒發燒類、腸胃類及速效救心丸等藥物,并儲存了充足的氧氣瓶。另外,項目的生活區選在距離當地醫院僅2 km的地方,且項目部制定了完善的高原安全應急預案,從而保證項目整個建設周期內現場人員的生命安全。
在崗巴項目執行過程中,存在極個別人員的高燒、嘔吐、肺部感染等癥狀嚴重,當地醫院就診后仍難以緩解的情況。上述情況發生后,項目部立即執行高原安全應急預案,將相關人員送至項目所在地附近的亞東縣(海拔為2800 m,屬于熱帶雨林地貌,植被豐富)的醫院就診及吸氧,人員抵達亞東縣就診后一般1~2天即可迅速康復。
2" 初步設計階段
2.1" 進度優化
崗巴項目的建設時間為8—10月,工期短、壓力大;而且從9月中旬開始,崗巴縣的平均氣溫會逐步降至-5 ℃以下,屆時若未完成電氣樓的土建工作,將會進入冬季施工階段(該地區海拔高,除6—9月外,其他月份均屬于冬季施工階段),會大幅增加項目的成本,同時混凝土養護也需要更長時間,對施工進度會造成較大影響。
傳統的電氣樓建設流程是在其土建主體結構施工完成后才能進行設備吊裝、電纜敷設及接線、通電調試作業,但這可能會導致電氣作業與土建裝修工作存在工作交叉,耗時且耗力。鑒于此,在項目初步設計階段,將此前可行性研究階段設定的電氣樓改為了電氣預制艙,從而可極大程度地縮短工期[2]。
另外,考慮到崗巴縣的地理位置偏遠,道路運輸不便,根據實際調研結果,崗巴項目采用長度為13.5 m(最長不超過17.5 m)的板車進行運輸作業較為合適。因此,在設計電氣預制艙結構時將其分為一次艙體和二次艙體,且每個艙體需要分節,便于13.5 m長的板車運輸。
2.2" 光伏支架基礎形式比選
在集中式光伏發電項目的土建工作中,光伏支架基礎的施工作業量占比較大,因此選擇合適的樁基礎形式,可以在提高施工效率的同時降低施工成本。
集中式光伏發電項目常用的樁基礎形式包括鉆孔灌注樁、預制樁、微孔灌注樁、螺旋鋼樁、獨立基礎等[3]。在進行光伏支架基礎選型時,應在充分考慮項目所在地的水文地質條件、氣候條件、材料供應等的影響后,再確定最終選擇的光伏支架基礎形式。
崗巴項目的場地主要為碎石土類地質條件,光伏支架基礎采用微孔灌注樁或螺旋鋼樁較易于施工作業。根據地質勘察報告,場地的土質具有微-弱腐蝕性,凍土層深度為1.2 m,因此,要求光伏支架基礎的埋深在1.5 m以上為宜,且應具備一定的防腐蝕功能。光伏支架基礎若采用螺旋鋼樁,施工較為簡單,可以節約工期;但螺旋鋼樁鉆孔時,其表面防腐層可能會被碎石磨損,影響其使用壽命;另外,遇到較大碎石塊時,螺旋鋼樁的樁頭可能會出現偏斜或者無法鉆入等情況。若采用微孔灌注樁,則需要現場拌合混凝土,因此要求附近有可使用的水源;另外,混凝土的養護對溫度也有要求。
崗巴項目于8月初開工,預計9月初可以完成樁基礎施工作業,施工期間氣溫約在10~20 ℃之間,適合混凝土養護成型。另外,在項目初步設計階段之前已進行了鉆孔打井,確認了現場具備較為豐富的地下水資源,且水源送檢合格。基于以上原因,崗巴項目的光伏支架基礎形式最終決定采用微孔灌注樁。
2.3" 增設特有設備
考慮到崗巴縣的地域偏遠、海拔高等特點,為防止該光伏電站建成后運維工作中出現斷電或運維工作人員缺氧等問題,在一般集中式光伏電站的設備基礎上,崗巴項目特別增設1臺大功率柴油發電機及1套制氧系統,以保障運維工作人員的生命安全。
增設柴油發電機主要是考慮在冬季大雪天氣時,該光伏電站無法發電且備用電源斷電的情況下,由其給運維工作人員提供基本生活用電。在崗巴項目的實踐過程中,因向電網公司申請備用電源的流程較慢,在施工調試階段備用電源仍未接通的情況下,項目部決定將柴油發電機投入使用,給項目能夠連續作業提供了巨大幫助。
制氧系統分為集中式制氧系統和分體式供氧系統兩種。考慮到集中式制氧系統需要獨立建設供養間,且供氧輸送管道對消防的要求較高,不利于工期管控及消防驗收的順利通過,因此崗巴項目最終采用了分體式供氧系統。
3" 采購策劃及運輸
3.1" 采購策劃
3.1.1" 設備廠家源頭把關
由于崗巴項目所在地具有氣溫低、氣壓低、空氣稀薄、干燥、晝夜溫差大等特點,因此設備選型時除了應考慮降容[4]、絕緣等因素外,對設備廠家的業績也需要設置門檻。設備招標階段,未有3000 m以上海拔應用業績的設備廠家不予考慮,并且優先考慮有4000 m以上高海拔應用業績的設備廠家。此方案可簡單高效地控制設備的質量和性能,從而減小光伏電站并網及后期運維時出現問題的概率。
3.1.2" 合同清單預留余量
由于崗巴項目地域偏遠,材料備件出現遺漏或者損壞時,更換或補貨耗時較長,甚至可能延誤工期。因此,相較于一般集中式光伏發電項目,對于容易損壞或遺漏的備品備件(例如:光伏組件、螺栓等),崗巴項目在合同清單中應考慮額外多預留一些余量。
3.1.3" 對接電網提前招采
崗巴項目在執行過程中,面臨在穩控專題及寬頻震蕩專題的正式報告未出的情況下是否提前采購穩控柜、寬頻震蕩柜等設備的抉擇。若不提前采購,有可能影響并網進度;但若冒然采購,也有可能造成浪費,從而增加成本。項目部在與電網公司、國網西藏電力有限公司電力科學研究院多次線下溝通后,得知上述設備必定要投入運行,且硬件的型號基本通用,僅軟件的配置可能會提出特別要求。根據該溝通結果,項目部先提前采購上述設備,后期再根據穩控專題及寬頻震蕩專題報告的要求,聯合設備廠家調整軟件功能,以確保崗巴項目實現按期并網目標。
3.2" 運輸
鑒于崗巴項目所在地位于中國邊境線,地理位置偏遠、交通不便、物資匱乏的情況,為確保貨物可以順利運輸,不耽誤項目整體進展,運輸方面應考慮以下幾點。
1)對于大型設備的運輸,需提前1周聯系物流公司到項目現場進行路勘,選擇合適的運輸線路及車輛,并提醒物流公司辦理邊防證及超大超重貨物證明文件,以確保貨物均能按期發運,減少時間浪費。通常情況下,較長的運輸車輛的運輸線路均是先經過西寧市,然后穿越唐古拉山,由北往南進入西藏自治區,這是因為此條線路的道路較寬,便于車輛行駛和轉彎。
2)由于項目建設期間包含國慶節長假期,屆時大部分物流公司都已停運,因此為了不影響項目順利推進,節假日期間,部分設備可通過鐵路先運輸到西寧市,假期結束后再倒運至項目現場,由此可節約2~3天工期。
4" 施工
4.1" 施工人員
施工現場的勞務人員主要有兩類選擇,分別為:1)選擇西藏自治區當地的勞工。這些人員能適應項目所在地的高海拔環境,提供更多的單位生產力,而且還能由此帶動當地就業,獲得政府及群眾更多的支持。2)選擇青海或四川等較高海拔地區的勞務施工隊人員。這些人員可以快速適應項目所在地的高海拔環境,又具備較為豐富的施工經驗和較高的技術水平。崗巴項目同時采用這兩類勞務人員,形成優勢互補。
另外,為了確保在缺氧環境下施工人員進行重體力勞動時的生命安全,項目部聯系了當地醫院的專家到現場為所有施工人員進行體檢,確認合格后才允許進場。
在項目執行過程中出現過幾次進度滯后的情況,為糾偏項目進度節點,項目部主要采取增加施工人員數量和機械數量的方法,并未考慮采取夜間加班等措施,以兼顧項目進度和人員安全。
4.2" 機械及材料管控
1)對于機械管控方面,由于西藏自治區的物資匱乏,很多常用機械及設備較為老舊,需要加強機械及設備報審的審查制度;現場還應不定期開展質量檢查活動,避免安全質量事故的發生。
2)對于材料管控方面,除了一般常規性管控外,還需要對到場的設備和材料進行抽檢。尤其是一些易損品(例如:光伏組件),經過了長途運輸、現場倒運和安裝,出現損傷的概率較大。因此為了保證項目投運后的發電量,崗巴項目特請第三方檢測機構人員到項目現場對光伏組件進行到場及安裝后的電致發光(EL)檢測,以明確劃分物流和現場安裝出現的責任問題,并確保設備安裝后均能正常使用。
4.3" 施工方法
由于崗巴縣的物資匱乏,項目存在很多常規設備無法供應或需要調用的情況,常規施工方法在該項目可能無法有效實施,或者實施后會產生較高費用。例如:在混凝土澆筑時,若按常規方法使用天泵,就需要從其他城市調用進場,且存在多次進出場的局面,導致費用增加較多。因此,崗巴項目在澆筑地下剪力墻時,涉及的混凝土方量為80 m3,經過精細化計算,項目部最終決定由兩臺吊車裝載漏斗來倒運和澆筑混凝土,漏斗容量為1 m3,每8 min可以倒運1次,5~6 h可完成混凝土澆筑。
因地制宜的選擇合適的施工方法,既可以滿足現場的澆筑需求,又能較大限度地節約成本。
4.4" 環境
崗巴項目主要面臨的環境因素包含氣溫及林草保護。
對于崗巴項目所在地而言,由于土建施工期約在每年的6~9月,其余時間均為冬季施工階段。若進入冬季施工階段,一方面混凝土的澆筑質量難以保證,另一方面需要額外增加施工措施,會增加成本且不利于項目工期管控。因此項目需要精細化分解工作內容,合理優化施工步驟,嚴格把控項目進度節點,力爭在9月初結束土建作業。
因為集中式光伏發電項目的占地面積大,若進行全場平整,涉及的土建工作量較大,且高原植被一旦被破壞,難以恢復。考慮上述因素,崗巴項目最終決定采用隨坡就勢的方案,主要方法是為光伏支架立柱高度預留裕度,使其具備0.5 m范圍內調節的功能。最終崗巴項目在未破壞當地地貌的情況下,快速有序推進。
5" 結論
崗巴項目是中國能源建設股份有限公司在西藏自治區自主投資建設的第1個新能源發電項目,也是西藏自治區2023年度保障性供電項目之一,面臨的未知因素和風險較多,且工期不足3個月,按期完工的壓力大。本文在項目執行初期對項目特點進行了詳細的分析,從風險管控及進度管控的角度出發,分別從項目部組建及安全保障、初步設計階段、采購策劃及運輸、施工幾個方面對項目EPC管理面臨的關鍵問題和風險進行了全方位分析,并提出了相應對策。施工階段立足“人、機、料、法、環”等多個維度,達到了精細化分解任務、嚴謹化管控流程、針對性解決問題的效果。對位于高海拔、嚴寒的惡劣環境下的偏遠地區光伏發電項目順利按期完工的EPC管理經驗進行了全方位總結。
經過項目整個工程建設期的科學策劃和統籌安排,項目最終按期保質保量地安全完工,成為西藏自治區同期建設的光伏發電項目中首批并網發電的項目。崗巴項目并網投產后,每年可發電量約為101735 MWh,較大程度緩解了西藏自治區居民冬季供暖和全年的供電問題,降低了碳排放,并能部分解決當地就業問題,帶動了當地經濟發展,為中國能源建設股份有限公司后續開拓西藏新能源市場奠定了基礎,同時為今后國內企業進軍西藏新能源市場開拓業務、執行項目提供了經驗與參考。
[參考文獻]
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SUMMARY OF EPC MANAGEMENT EXPERIENCE OF PV-STORAGE POWER STATION INTEGRATED PROJECT IN GANGBA COUNTY,XIZANG AUTONOMOUS REGION
Hu Jie1,Wu Min2
(1. Central Southern China Electric Power Design Institute Co.,Ltd. of China Power Engineering Consulting Group,Wuhan 430000,China;
2. Chang Jiang Survey,Planning,Design and Research Co.,Ltd.,Wuhan 430000,China)
Abstract:This paper based on the actual implementation of EPC management of the 50 MW PV-storage power station integrated project in the first phase of animal husbandry-PV complementarity project in Gangba County,Shigatse City,Xizang Autonomous Region in 2023,and based on the entire construction period from the project planning stage to the grid connection acceptance stage,from the perspective of risk control and progress control,comprehensively analyzes the key problems and risks faced by the project EPC management from the aspects of project department establishment and safety assurance,preliminary design stage,procurement planning and transportation,and construction,and puts forward corresponding countermeasures. The construction phase is based on multiple dimensions such as \"people,machines,materials,methods,and environment\",achieving the effect of refined task decomposition,rigorous control processes,and targeted problem-solving manner. The project is a high altitude,cold and remote project,under the huge pressure of less than three months' construction period,it is still completed safely and on schedule with quality and quantity guaranteed. Its EPC management experience can provide experience reference for domestic enterprises to implement new energy projects in Xizang Autonomous Region in the future.
Keywords:Xizang Autonomous Region;PV power generation project;EPC management;construction plan;summarize experience