地面光伏电站工程质量管理问题及对策

谢保卫任弄潮李贤明

（1.五凌电力有限公司　　长沙市　410004；2.长沙理工大学电气与信息工程学院　　长沙市　410114）

地面光伏电站工程质量管理问题及对策

谢保卫1任弄潮2李贤明1

（1.五凌电力有限公司长沙市410004；2.长沙理工大学电气与信息工程学院长沙市410114）

地面光伏电站工程建设过程中存在设计不成熟、设备质量不稳定、施工工艺较差等众多质量管理问题，文章以新疆青河并网光伏电站20MPa项目为例，分析了地面光伏电站质量管理的特点及存在的问题，探讨了解决的对策，供读者参考。

地面光伏电站质量管理问题及对策

近年来地面光伏电站发展如火如荼，但工程质量管理良莠不齐，从设计、施工、供货等各方面反应光伏电站的质量管理存在众多问题。质量管理是光伏电站建设的关键。本文以新疆青河并网光伏电站20MW项目为例，分析地面光伏电站的特点、建设过程中存在的质量问题，以及采取的对策，供读者参考。

1 工程简介

青河光伏电站一期项目位于阿勒泰地区青河县萨尔托海乡以北14km的草原上，在省道S228东侧，距离青河县城98km，距离乌鲁木齐450km。一期项目装机容量20MW，年平均发电量3120万kW·h，年平均利用小时1311h。本项目包括35kV开关站建设、光伏阵列基础施工及组件安装、逆变器及箱变安装、电缆敷设、场内检修道路、35kV送出工程建设等项目。光伏阵列采用混凝土灌注桩基础，共33280根，桩长2.1m，直径275mm；安装热镀锌钢支架1308t；光伏电池组件按260W多晶硅设计，每22块组件组成一串，2×104个组串构成1MW方阵，共计20个1MW方阵，光伏组件容量23.7952 MW。项目包含20台1000kVA箱式变压器，20台1000kW集装箱式逆变器。送出工程按35kV线路设计，共13km，接入110kV青格里变电站35kV间隔。

2 地面光伏电站建设的特点分析

（1）建设工期短，管理难度大。在新疆区域，装机容量（20～30）MW的光伏电站施工工期一般为3～4个月，在如此短的时间内，完成2～3个亿的投资，工作量较大，管理难度较大。出现质量问题没有时间回旋，必须要在短时间内解决。

（2）建设力量薄弱。目前光伏电站行业，从业主到设计、监理、施工，投入的管理人员、技术人员、作业人员普遍数量少，素质和能力也难以满足建设需要，建设力量相对薄弱。

（3）电站设计不成熟。光伏电站虽然技术难度并不大，但受短平快项目投产需要，在设计方面还没有严格按照标准执行。

（4）设备质量良莠不齐。光伏电站需要的光伏组件、支架、汇流箱、逆变器等设备目前设计、制造并不成熟，设备质量良莠不齐。

3 地面光伏电站质量管理存在的问题

3.1设计质量

（1）设计方案对环境考虑不周。一是设计现场踏勘不到位，部分设计内容不符现场的地形地势。以青河光伏电站为例，现场地形比较起伏，局部已达到7%，但设计一个长度达到20m，且要求桩顶平齐的组串，这样大大增加了桩基础高度。二是对防洪考虑不足。光伏电站场内有多条冲沟，存在被洪水（雪水）冲刷的风险。三是积雪因素考虑不足。青河光伏项目所在地最大积雪深度为73cm，但设计的光伏组件距离地面高度仅为60cm，存在组件被积雪掩埋冰冻的风险。

（2）对设计细节考虑不充分。一是各个专业配合不够紧密。总平专业、土建专业、电气专业之间配合不到位，不细致，不紧密。以青河光伏电站为例，各组串间横向间距为1.5m（相邻桩基础净距仅1.2 m），但组串间却布置了深达1.75m的电缆沟，沟内要敷设组串至汇流箱、汇流箱至逆变器的电缆。如按此施工，组串最边上的桩基础（地埋深度为1.5m）很可能垮塌。另外，在地形、坡度不一样的部位，组串的间排距都是一样的，未最大限度减少遮挡增加发电量。二是细节设计不到位。如设计规范要求电缆沟转角处考虑电缆的转弯半径，但实际上电缆沟转弯处均为直角弯，很容易造成电缆磨损。三是设计和设备厂家沟通不充分，部分设备厂家图纸和设计图纸不吻合。四是较少考虑后续生产维护方便。如场区布置、办公设施均不够人性化。

（3）设计安全系数较低。以青河光伏电站为例，电缆套管采用镀锌钢管较好，但出于成本考虑，光伏电站室外的电缆套管（包括地下埋设的）都设计成PVC管，在日照、冰雪低温长期影响下，电缆很容易老化破坏；在光伏支架上敷设的电缆一般都是设计走支架C型槽，完全露天敷设。低压电缆普遍未要求做电缆头，仅要求做接线鼻子。支架桩基础预埋螺栓仅用一颗螺丝固定，缺少防风设计。

（4）设计未考虑施工便利及成本因素。例如，青河光伏电站支架混凝土桩基础的直径设计为27.5 cm，市场上就没有该型号的模板可供采购，施工单位只好采用直径为30cm的波纹管作为模板，造成混凝土超量。接地极设计为长2.5m的镀锌钢管，但市场上钢管的长度一般为6m，裁剪后有1m钢管剩余，焊接增加施工难度，不便于施工和节约成本。

3.2设备质量

（1）光伏组件的生产制造及运输质量难以保证。光伏组件的设计选型、材料选择、制造加工、包装运输目前并未形成一套成熟的规范。各个厂家、各个业主的要求也不尽一致，在质量方面差别很大。在对外包装、组件原材料、外观特性、功率特性、EL特性等方面有各种缺陷。到货之后的质量检测因为抢进度等原因也很难全面检测到位。

（2）光伏电站电气设备的设计标准执行不到位。以汇流箱为例，笔者经过了解，众多厂家生产的汇流箱还存在各种各样的缺陷。在设备布置、元器件选用、技术参数等方面没有专业的标准规范。如有的厂家生产的汇流箱电气元件不满足运行要求，有的是箱内布置不满足安全及生产运行要求，有的是带电部分没有设置防护板等等。以集装箱式逆变器为例，普遍存在散热和防尘的矛盾，转换效率和可靠性还没有达到成熟稳定。

（3）电气设备制造质量不符合要求。以支架为例，青河光伏电站采用的支架普遍存在扭曲、挠度过大等问题，给安装带来了巨大的困难。部分电气设备外购元器件品牌、型号、技术指标不符合合同及技术要求，以次充好、三无产品时有发生。

（4）市场还缺少适合光伏电站使用的直流电缆。目前光伏电站采用的主要是适用于交流的电缆。针对于直流电流、光伏电站极端气温、辐射较高等情况，还没有专用的直流电缆可供选用，对电站的安全运行带来较大的隐患。

3.3施工质量

（1）材料设备采购普遍质量一般。由施工单位采购的砂石料、水泥、钢筋、甚至电缆，施工单位为节省费用考虑，普遍购买质量一般而非优质的产品，为工程带来隐患。

（2）施工工期过于紧张。在新疆区域，（2～3）万kW的地面光伏电站施工工期一般为3～4个月，有时候为了“抢电价”的需要，工期被压缩得很紧。工期短，导致难以认真按照质量要求施工，出现质量问题后解决的时间也很短。

（3）施工工艺较差。在支架桩基础混凝土浇筑，支架安装、光伏组件安装、电气设备安装等方面，因为工期紧、成本控制等因素，施工工艺比较粗糙，质量难以保证。光伏组件是精密电气设备，在卸货、搬运、施工，紧固过程中很容易出现损坏。但很多施工作业人员难以按照做到规范施工，很容易造成组件划伤、磕碰、裂缝等外观损伤，以及内部隐裂。而内部隐裂是难以检查消缺的。

（4）施工设备投入不满足质量要求。一是投入的设备性能不满足施工需要，如桩基础的钻孔设备有很多种，但不同的设备施工质量不一。二是施工设备数量投入不足，导致施工不能正常进行出现质量问题。

（5）施工技术水平低，施工方案不合理。以青河光伏电站桩基础施工为例，因为地质条件均为碎石土，在钻孔施工过程中经常塌孔，导致难以成孔。在桩基混凝土浇筑及螺栓预埋施工初期，发现混凝土桩基础及预埋件的轴线、高度偏差比较大，不满足安装精度要求。这些问题都是施工技术力量不够，施工方案不满足需要导致的。

3.4质量管理过程

（1）一是施工质量方面的人员能力不够，数量不足。作业队伍缺乏施工经验，不清楚施工的具体要求。施工管理人员缺乏经验，缺乏技术手段，人数也不够。

（2）施工质量管理要求不严。没有严格按照《建设工程质量管理条例》、《监理规范》等要求开展工作。材料、设备没有及时报验，施工方案未及时审批，工序验收未及时进行，验收把关不严随意性较大，施工质量意识不强，要求不高，处罚力度偏小。

（3）质量管理的规范要求未和具体实践结合。不少电力企业以大项目的管理标准要求光伏电站建设管理，要求有复杂的组织机构、职责、管理活动。但是光伏项目规模小，建设工期短，人员数量少，采用大项目的质量管理体系没有针对性，容易造成质量管理形式化。

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4 地面光伏电站质量管理应对措施

地面光伏电站质量管理难度较大，工期较短，建设期间各方面的问题比较集中，但经过摸索，我们总结出一些解决办法和应对措施，在青河光伏电场建设过程中，问题基本得到解决。

4.1开展初步设计审查和施工图纸会审工作

（1）召开设计联络会，开展初步设计审查。为确保设计的合理性，项目公司应召开设计联络会，组织对初步设计方案进行审查。一是要求初步设计达到应有的深度，二是从符合规范、符合现场实际、符合生产运行三个角度出发进行审查，提出业主方的要求，确保符合业主需要。建设部门、生产运维部门提前介入，真正做到“建管结合”。

（2）开展施工图纸会审工作。施工图纸出来后，由业主负责部门组织监理、施工单位对图纸进行集中会审，对细节问题、错漏碰缺提出质疑，由设计澄清，并由各方讨论确定。

（3）组织编制企业级光伏电站技术标准。因新疆区域光伏电站条件相似，地质、气候情况类似，企业可以根据已建成的光伏电站，结合周边优秀的电站，编制自身需要设计技术标准，对设计方案、建筑布置、设备选型、设计技术参数进行统一标准，对各种设计细节进行明确，下发给设计单位执行。

4.2加强设备管理

（1）开展设备设计审核工作。以往设备制造商一般自行设计并提资料给设计单位，业主单位收阅了设备设计资料但未经认真审核。鉴于光伏电站设备设计存在缺陷，各方面性能指标难以达到设计指标，可由项目公司组织相关专业人员对设备设计图纸进行审核，并提出审核意见，完善后交设计单位设计。

（2）开展设备厂家调研工作。为规避光伏电站厂家良莠不齐的问题，在发中标通知书前到主要设备厂家进行调研，了解厂家的生产能力、运行情况、设备质量及信誉，选择质量好、信誉好的设备厂家。

（3）加强设备监造工作。签订合同后，要尽快到生产厂家了解设备的生产情况，确保生产进度和质量。在进度和质量难以保证时，应尽快派人驻厂监造。

（4）加强设备验收工作。从三个方面加强设备验收，一是设备的运行技术指标是否全面达到合同要求；二是设备的外购材料、元器件是否满足合同约定；三是各项试验及报告是否提供且达到要求。

4.3明确施工技术标准，严格施工质量控制

（1）在招标文件及合同中，细化工程量清单，凡是符合《工程量清单计价规范》的计价项目，均应列入，并在工程量清单内详述项目特征。

（2）进一步明确施工的技术标准，特别是施工工艺和具体做法，避免模糊不清、模棱两可。

（3）针对施工单位采购的设备和材料，在招标文件及合同当中，就要明确外购材料、设备的建议品牌、型号、规格、数量，以规避风险减少分歧。

（4）加强施工质量管理，严格按照规范、图纸及合同文件进行验收。

4.4加强质量管理

（1）结合项目实际，建立满足要求的质量管理体系。光伏电站工程规模小，时间短，人员少，项目业主应结合实际建立质量管理机制，形成可复制且通用的管理办法，使质量管理工作简单易行又有效管用。

（2）配置相应的质量管理人员，进行质量管理的交底和培训。一是业主、监理、施工单位均应配置质量管理人员，明确职责，开展质量管理活动。二是就光伏电站的各个施工环节，认真将设计图纸、施工工艺要求交底至每一个施工人员，确保设计能得到贯彻执行。

（3）组织施工方案审批。施工单位报送施工组织设计和施工方案后，应对照规范、招投标文件、合同及现场条件进行评审，必要的情况下，应召开评审会，提出改进意见，确保满足施工需要。

（4）提前审核设备材料。光伏电站部分外购设备材料批量大（如电缆），为避免耽误工期，施工单位在进场之初就应进行调研并报审，审核后集中采购早日到场。在此过程中，要求施工单位采购名牌或优质产品。

（5）严格进行工程验收工作。督促施工单位认真按照“三检制”开展质量检验工作；督促监理、业主单位按照设计图纸、施工规范开展工程验收。

5 结论和建议

根据光伏电站建设的特点，以及对质量问题及可采取的对策进行分析，应采取以下措施加强光伏电站的质量管理：

（1）加强设计现场踏勘和设计审核工作，编制企业级的光伏电站技术标准，有利于提高设计质量。

（2）加强设备的设计审核及过程监造，严格验收，提高设备质量。

（3）在合同中详细阐述施工的技术要求，列明详细的工程量清单及项目特征，并规范采购的型号、规格，在施工中严格把关，有利于提高施工质量。

（4）建立适合光伏电站的质量管理体系，配备满足要求的质量管理人员，认真开展施工方案审批等工作，提高工程实体质量。

［1］蒋华庆.光伏电站设计技术［M］.北京：中国电力出版社，2014.

［2］袁芬.光伏电站的施工与维护［M］.北京：机械工业出版社，2016.

［3］高玉璞.试论山地光伏并网电站建设质量控制要点［J］.工程技术，2015，（3）.

谢保卫（1982-），男，工程师，主要从事水电和新能源建设管理工作；

李贤明（1971-），男，工程师，主要从事水电及新能源的管理及技术研究工作。

（2016-07-28）