光伏发电工程设计各阶段的质量控制

杨 洋

(中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

在社会经济稳步增长的背景下，各个行业在发展过程中对电能的需求量持续增加，我国电力资源紧缺，以燃烧煤炭为主的发电方式无法满足现阶段的用电需求，加强对太阳能、风能等清洁型能源发电方式的研究有助于缓解我国电力资源不足的问题，也能推动电力企业的创新发展。本文以光伏发电工程设计各阶段的质量控制为出发点，对具体的控制措施展开了探究。

1 踏勘搜资阶段的质量控制

光伏发电工程踏勘搜资是设计工作中重要的工作内容，搜资的完整度、精准度，数据信息的及时性、全面性与光伏发电工程的设计质量、设计方案的合理性有着密切的联系。光伏发电工程建设工作要以设计方案为标准和依据，通常情况下为节约土地资源、合理利用太阳能能源，光伏电站的厂址一般选在沙漠、荒山荒地等地形条件复杂的区域或建筑屋顶上，受到复杂地形条件的影响，为提高设计质量、保证施工效率，设计人员必须深入现场充分了解地质条件和周边环境，要保证设计方案的合理性、实用性、适用性和经济性。

1.1 主要设计工作内容

1.1.1 根据项目类型编制搜资清单

在光伏发电工程设计工作开展过程中要根据项目类型编制搜资清单，清单的主要内容包括：光伏发电工程建设区域气候气象条件、建设区域岩土地勘资料、水文地勘资料、接入系统报告、电网接入批复函、光伏组件、逆变器等设备资料、业主要求等内容。不同的类型的资料，其用途和在工程设计中发挥的作用不一样，光伏发电工程建设所在区域的气候、气象条件的搜资主要是了解清楚当地的年降雨量、日照辐射情况、雷暴天气出现的频率等因素，加强对这些要素了解，可以在相应的工程设计环节针对恶劣的气候环境采取具有针对性的解决措施，降低天气状况、地质环境对光伏发电站生产量、生产能力的干扰。对地质条件、水文条件展开深入研究和调查可以为工程项目建设提供有力的数据支撑，针对不同的地质、土壤条件，在设计阶段提供全面的数据支撑，可以保证后续工程建设工作能够顺利开展。如果出现一些冻土、软土等不良土壤条件，可以在工程项目建设时采取相应的解决措施，提高工程建设的整体质量，延长光伏发电站的使用寿命，促进我国光伏发电工程的稳步发展。整理接入系统报告和电网接入复批函主要是要了解清楚电压等级、计入点距离、站用变情况、无功补偿配置要求、二次保护、调度通讯要求等。通常情况下业主单位会指定主要设备的厂家和规格型号，收集光伏组件、逆变器等主要设备的资料时，设计人员需要与业主单位建立良好的联系和沟通，明确业主方的具体需求，才能表面因沟通不及时、不充分导致的工程纠纷和矛盾。

1.1.2 需实地踏勘的资料

众所周知，光伏发电工程设计工作具有一定的系统性、复杂性和 综合性，涉及不同部门、不同工种之间的交叉工作比较多，人为因素、地理地质条件、气候条件都会对设计方案的合理性造成对很大影响，在设计工作开展过程中需要实地踏勘的资料主要有建设场地周边的交通运输条件、进场道路情况、给排水设施条件等可能影响工程建设的条件。此外，还要仔细勘察厂址周围的大气污染情况、有无大型遮阴物，以免对太阳辐射的强度、市场造成影响，干扰光伏发电厂的生产效率。

1.1.3 屋顶光伏项目搜资内容

如上文章所述，光伏发电系统的建设除了在沙漠等偏远地区建设之外，为提高太阳能利用率，提升发电量，光伏发电系统还常见于建筑物屋顶。在光伏发电工程设计阶段屋顶的搜资内容主要包括厂区总图、厂房建设图、结构图、厂区详细的电气系统图。与光伏发电站不同的是，建筑屋面光伏发电系统生产出来的电能可以实现就近使用，不需要远距离输送电能，在设计阶段相关人员要考虑市场环境。

1.2 设计质量控制要点

踏勘搜资阶段的设计工作是动态变化的，各类资料的搜集也要根据设计工作的实际开展情况和具体需求进行，设计质量的控制要随着设计工作的不断深入逐渐加强。为提高设计方案的合理性，设计人员要从多角度、全方位考虑影响设计方案实用性的因素，加强与其他部门的联系和沟通，保证发设计方案的全面性。例如，在踏勘阶段了解工程建设区域的气候、气象状态时需要与当地的国家基本气象站建立联系，考虑当地的风力、降雨量、恶劣气候条件出现的频率和持续时长等因素。光伏发电工程建设在建筑物屋面时需要收集厂房的相关竣工图纸。对于业务单位提供的图纸资料，为保证资料的完整性、及时性和全面性，设计人员要尽可能到现场对图纸资料进行复核，为设计质量提供全面的保障。光伏发电工程设计工作具有一定的系统性，有些设备、屋顶构筑物可能无法在图纸资料上显示出来，设计人员到现场进行勘探可以提高图纸资料的完整度。

2 可研设计阶段的质量控制

光伏发电项目的可行性研究报告是项目申报或备案的基础性资料，也是向相关部门申请其他支持性文件的必要资料，是业主发投资决策的主要依据。结合实际情况来看，光伏工程项目可行性研究具有较强的综合性，在实时研究过程中要结合光伏工艺、电气一次、电气二次、土建、给排水等各部门之间的工作，加强不同专业、不同工种之间的联系，可行性研究报告的设计质量对光伏工程项目的决策水平和项目功能有着直接的影响。光伏工程项目的主要任务和规模以及项目开发的可行性是可行性研究阶段设计工作的主要内容，在该阶段还要对当地太阳能资源进行综合分析，结合当地气象部门对太阳能资源进行评价，同时要根据工程现场的地质条件或建筑屋顶荷载条件提出支架基础、设备基础方案，给出评价结论，确定光伏组件和逆变器的主要参数。该阶段设计工作包含内容比较多，想要提高设计质量必须要加强不同专业、不同工种、不同部门之间的联系，提高各专业之间的协调性、统一性和系统性才能为后期的项目实施提供理论支持。在该阶段设计质量的控制要点要确保可行性研究报告符合行业标准和管理规定，在确定技术方案、设备选型方案时要从多角度、全方位考虑方案的经济性、合理性和实用性，通过方案的多次对比和调整采用施工可行、成本最低的技术方案。在可行性研究报告设计阶段编制工作开展过程中，各专业间的相互提资最容易出现信息不对称的情况，想要提高设计质量相关人员必须要严格校审制度，提资要执行三级校审。同时要保证工程设计概算编制的完整性，准确反映出设计内容。

3 初步设计阶段质量控制

通常情况下，装机容量超过20 MW的大中型光伏电站项目，施工图设计前都要做初步设计，初步设计工作的主要目的是对可研阶段推荐的技术方案、设备选型方案进行深入论证，对各类方案通过经济、成本、技术各方面的比较。确定最终的技术方案和设备选型方案。为下一阶段的施工图设计提供保障。

3.1 主要工作内容

设计人员要做好初步设计阶段和可行性研究报告阶段工作内容的有效衔接，明确这两个阶段的重点工作内容和工作目标，设计阶段是对可行性研究报告阶段设计内容的拓展和延伸。在该阶段要完善和优化初步设计图纸内容，将各专业技术方案、设备型号、建筑结构尺寸、设备基础类型、总图设计、电气接入方案、二次保护交流电源等图纸内容进行拓展。

3.2 质量控制要点

初步设计阶段的质量控制要点主要包含：在该项工作开展之前公司各个部门要与业主单位召开设计联络会，进一步了解业主单位对初步设计方案的各项具体要求，以提高初步设计方案的合理性、实用性和经济性。在初步设计方案完成之后，公司内部人员要进行校审，形成正式的设计图纸。其次，在设计概算阶段，设计人员要提供详细的设备清单、电缆敷设路径图等资料，保证概算工作的精准度，在该阶段需要对光伏发电工程项目的投资规模、建设规模进行确定。

4 施工图设计阶段质量控制

从光伏发电工程项目建设的实际情况来看，设计质量控制工作要贯穿于工程项目全过程，踏勘设计阶段质量控制、可行性研究设计阶段质量控制、初步设计阶段质量控制和施工图纸设计阶段质量控制这四项工作内容之间必须做好有效的衔接，以提高工程项目设计工作的协调性、整体性和统一性。相比其他阶段来说，施工图设计阶段质量控制最为重要，在该阶段需要结合初步设计图的具体内容对细节性的问题进行优化，通过图纸、设计说明、材料清单等设计文件将设计者的目的和设计结果表达出来，为光伏发电工程项目施工环节奠定基础。

4.1 主要工作内容

施工图设计阶段的主要工作内容包括：编制设备材料技术规范书；按照施工图出图计划完成图纸设计；做好设计交底工作；完善设计代工、设计变更、电力质检等工作。不同的工作内容其目的也存在差异，在光伏发电工程项目实施中所起到的作用不一样。编制设备材料技术规范书主要是为设备材料的采购、市场调研提供基础，在该阶段采购人员要与技术人员建立良好的沟通，以保证设备采购的经济性、实用性，光伏发电工程项目包含的设备数量多、类型复杂，必须要熟练掌握各类设备的具体特征，了解市场环境才能控制建设成本，推动光伏发电工程项目的顺利开展。在施工图设计阶段要按照设计图纸的进度方案、计划完成出图任务。光伏系统设计主要包括光伏阵列的布置、发电系统接线图、设备选型、集电线路设计等工作内容，总平面布置图设计主要包括厂区的总平面布置、升压站以及生活管理区设置、道路围栏等布置图。做好设计交底工作要求设计人员要将施工图设计文件整体进行介绍，表明设计意图、设计目的，此外还要强调光伏发电工程项目实施过程中的重点、要点、难点工作内容，对光伏工艺、电气接线、组件结构等容易发生问题的施工环节进行说明，同时要及时与施工单位、监理单位、建设单位建立沟通，确保施工设计图的各项内容都能够有效完成，与此同时要对各单位相应的问题进行解释。众所周知，光伏发电工程项目具有一定的系统性、复杂性，涉及不同部门、不同专业之间的交叉工作内容比较多，在项目具体实施过程中可能会出现诸多变更因素，在工程项目实施阶段要做好变更因素的管控，以提高变更方案的合理性，避免不合理的变更增加施工成本。

4.2 质量控制要点

施工图设计质量控制的基本原则是按照高标准、规范化的要求进行光伏电站的工程设计，管理人员要以提高工程项目的可行性、安全性、稳定性为主要工作目的，在施工设计阶段，要选择成熟、有把握的技术和设备，将新工艺、新技术、新材料、新设备应用到光伏发电工程建设中，以此来提高生产效率，保证生产质量。在质量管控中要严格执行公司质量管理体系文件，规范设计程序和设计作业，做好各专业接口管理。

5 结束语

综上所述，光伏发电工程各设计阶段的主要任务和目的不同，质量控制要点也存在一定的差异。但是不同阶段之间的联系比较紧密，设计人员要加强上述四个阶段质量控制和设计内容之间的有效衔接才能保证设计工作的整体性、系统性。提高设计方案的合理性。在设计工作开展过程中，设计人员要加积极总结借鉴光伏发电工程的设计经验，明确不同设计阶段的质量控制要点，将新技术、新设备、新工艺、新材应用到光伏发电工程施工中，以促进我国光伏发电行业的创新发展。