新能源光伏发电站项目建设管理

2024-06-09王绍平丑世龙魏钰尧

城市建设理论研究（电子版） 2024年15期

王绍平丑世龙魏钰尧

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传统能源的消耗大、污染严重，不利于实现可持续发展。为适应低碳经济发展趋势，各行各业需积极推广新能源技术。在需求激增的过程中，国家增大了在新能源光伏发电站项目中的投入，此类项目的建设数量逐步增多、规模日渐扩大，在具体的项目中企业需将建设管理作为重点任务。目前光伏发电站项目中陆续采用了诸多新技术，保障了技术先进性，但部分光伏发电站存在建设管理问题，未来这类项目中有关人员需持续创新管理理念及方法，保证建设管理的全面性。

1 光伏发电项目的基本原理

光伏发电为新能源领域的重点项目，实际就是利用半导体界面的光伏效应，将光能转化为所需的电能资源。当建立了光伏发电系统后，光子照射金属时其能量可直接被金属电子所吸收，在此过程中电子所吸收的能量相对较大，能克服金属的内部引力，从金属表面逃逸出来成为光电子。硅原子有4个外电子，一旦纯硅中掺杂有5个外电子的原子，如磷原子，将形成n型半导体；如纯硅中掺杂3个外电子原子，如硼原子，将形成p型半导体。在p型与n型相结合的情况下，接触面的电位差较大，成为太阳能电池。太阳光照射于p-n结上后，电流将从p型侧向n型侧流动，此过程中伴随着电流现象。太阳能光伏板的光电效应指的是不均匀半导体或半导体的不同部分与金属相结合后，在光的影响下产生电位差的过程，属于光子向电子转化、光能向电能转化的过程，此过程中将形成电压。

光伏发电包含离网与并网两种类型。如为离网发电模式，太阳能电池组件将光能转化为电能，经过光伏控制器将此电能存储于蓄电池，负载用电情况下，蓄电池中的电能由光伏控制器进行分配，以满足各负载的电力需求。此过程中电池组件产生的是直流电，能直接应用此电能，也可由交流逆变器转化为交流电继续使用。太阳能发电产生的电能即发即用，也能存储于蓄电池等储能装置。离网光伏发电系统多用在以下方面：需移动携带的设备电源；远离电网边远地区、农林牧区、山区；无需并网的场所；不需备用电源的场所。并网光伏发电系统下，电池组件方阵将光能转化为所需电能，经直流汇流箱、直流配电柜将其接入并网逆变器，一些情况下并网光伏发电需配备储能装置储存电能。并网光伏发电系统运行中，如气候条件不佳导致发电量较少，或者自身用电量较大，可直接由公共电网向用户负载补充供电。并网光伏发电系统能向公共电网逆流供电，其“昼发夜用”的发电特点可方便公共电网的峰谷调节。

2 新能源光伏发电站项目的建设难点

2.1 建设周期短

在新能源光伏发电站的建设中，项目周期相对较短，企业必须合理安排项目任务，制定科学的进度计划。依据光伏发电站建设经验，中小型项目的建设周期为3～4月，大型项目的建设周期略有延长。总体来看，光伏发电站项目与其他同等规模的项目相比，前者的建设周期相对较短，在较为紧张的工期内不仅需制定高质量的施工方案，还需在项目中合理调配资源、安排工序，加强部门间、岗位间的协作，使现场作业符合进度要求，在规定的工期内高质量完工[1]。为此，基于光伏发电站的这一特点，企业必须加强建设管理，协调工程进度、质量、成本等关系，及时处理项目中的突发情况，减少施工延误。

2.2 现场环境复杂

光伏发电站要实现太阳能向电能的转化，在现场需配备各种专业化设备，占地面积较广，再加上对光照有严格要求，在施工建设期间面临复杂的环境。大部分光伏发电站均建在人烟稀少、远离城市的空旷地段，交通不畅，施工过程中的材料、设备等运输不便，经常因设备、材料等供应不及时而影响施工进度。另外，因为露天作业较多，在强风、雨雪等恶劣天气下，光伏发电站的施工风险较大，面临较大的技术难题。

2.3 建设手续复杂

光伏发电站项目实施中，建设管理手续相对复杂，在项目的初期阶段，相关人员需及时将工程资料提交当地政府主管部门审批，审批通过以后给出初步审查意见、环境影响评价意见、用地预审要求等，督促相关人员继续修改方案，再次提交审批，通过后进入正式的项目环节。在项目的整个建设期间，项目部门与参建单位之间需加强合作，共同围绕项目的建设要求进行可行性研究，制定进度计划、成本方案、技术路径等。总体来看，光伏发电站的建设流程复杂，各参与主体、部门都需要及时向有关单位提交审批手续等，以保障项目的顺利实施。

3 新能源光伏发电站项目建设管理策略

3.1 加强技术管理

3.1.1 光伏组件施工

新能源光伏发电站项目涉及了多种施工技术，每种技术都有其特殊的施工规定，任何一个技术环节存在问题，都将影响项目的建设效果。为符合项目建设管理要求，企业在具体的项目中必须加强技术管理，保障各环节施工技术的规范性、合理性。以光伏组件施工为例，此步骤是光伏发电站中的重点施工环节，有关人员在技术管理中需做好施工监督。比如，光伏组件施工期间应合理采用四点着力的方式，提高起吊、卸载作业的安全性，但此种操作过程复杂，需安排专业的技术人员来进行全面指导，避免吊装操作不当损坏光伏组件。太阳能组件在受到外力作用后极易损坏，影响其正常使用，施工期间应做好保护工作，特别是对于单晶硅板而言，有关人员在正式施工前需检查组件的尺寸、规格与型号，避免使用质量不达标组件[2]。

3.1.2 电缆敷设

光伏发电站的电缆数量庞大，正式施工之前有关人员需合理设计电缆路径，遵循行业标准且需符合线路最优要求。当然，施工人员也需检查放线盘的性能，当其符合要求后再安排施工，否则，如放线盘性能不达标，随着电缆敷设的进行，易出现打结和扭曲现象。如作业点处于接地扁铁周边，施工人员需控制安全距离，一般二者之间应至少保持0.1m，直流电缆在逆变室的间距为0.1m，以通过控制这些距离参数来创造良好的散热条件[3]。一些新能源光伏发电站中使用的是电缆头铜鼻子，此情况下应考虑电缆的截面规定，通过压接方式确保铜鼻子、芯线之间的连接效果，一旦连接部位松动，应立即填充，避免连接不佳造成的安全事故。施工现场应安排专人负责正负极对地绝缘检测，与此同时检查开关桩头、电缆头情况，及时处理异常情况。

3.1.3 光伏组件投运条件

针对光伏发电站项目，有关人员在技术管理过程中需关注光伏组件投运条件。结合行业内的技术标准，光伏组件能否正常投运取决于多方面因素，主要应包含以下方面：（1）严格遵循设计规范安装光伏组件，密切关注电流、电压参数，完成组件分类、组串。正式投运安装之前，企业应安排专人检查光伏组件的各个部分，如插头、接线盒等，如有损坏立即更换。（2）检查防震接地系统的各方面性能，借助专业仪器测定接地电阻，保障阻值在安全区间。与此同时，有关人员也需同步检查光伏组件的串并联方式、组件串与外接电缆的连接方式，保障这些关键部位的连接工艺符合行业规定。（3）评估光伏支架基础结构、材质、埋设部件的安全性与稳定性，在无异常现象的情况下测试组件串开路电压，此电压误差值应在2%以内，无论何种情况下最大电压值均应在5V以内。

3.2 施工控制

3.2.1 材料把控

光伏发电站项目施工中包含多种材料，如使用了劣质材料，将影响项目建设效果。在施工控制中应安排专人负责材料控制。在材料入场期间，管理人员需根据建设中的材料需求，合理检验每一种材料的质量，必要情况下开展质量检验，只有通过检验后材料方可正常入场，否则，严禁材料进场和使用。在验收材料时有关人员需检查材料的外观质量、规格型号、数量，检查材料出厂许可证、质检报告等文件是否齐全，对于不符合要求的材料，应退回厂家。当材料进场以后，相关人员需根据材料性能，以特定标准来分类，确定每一类材料的存放区域、管理方法，定期盘查和清点。

3.2.2 施工过程把控

光伏发电站项目的复杂性较高，施工流程较多，为避免各项问题，管理人员需将过程控制放在关键位置。过程控制中遵循了动态性原则与要求，需要相关人员在具体的工作中严格把控每一过程，一旦发生异常现象，应由专人结合现场情况进行妥善处理，以增强每一过程的规范性，保障不同过程之间的衔接效果。光伏发电站项目的过程控制中，管理人员需重点关注以下过程：（1）方阵与逆变器室的设计工作应与整体的设计工作同步开展，正式施工之前这些设计任务必须全面完成。不同于大部分建设项目，光伏发电站现场应成片布局，合理控制组串间的距离，而在南北方向则需根据施工规定预留人行道，以方便通行。在一些面积较大的场地内不仅应设置方便逆变室通行的道路，还需尽可能将逆变室布设在平坦区域，使其紧邻道路。逆变室与箱变的距离保持在1m以内，以方便敷设电缆，并控制施工成本，但此方式下同样存在一定的局限性，就是逆变室的密封性能不达标，考虑这一因素，逆变室与箱变之间可保持2～3m的距离，在此前提条件下可将逆变电缆以预埋穿墙套管的方式穿过墙体，不仅可保障施工操作的便捷性、高效性，还能达到封闭处理的目标[4]。（2）桩基施工，此施工环节不仅需精准定位桩基，更需将桩头直径位置偏差、桩基垂直度等控制在正常标准，以增强桩基承载力。另外，施工期间桩基埋入地下的深度不得过大或者过小，在灌注混凝土时应控制水灰比，保证混凝土性能，并加强振捣，保障振捣的充分性、均匀性。

3.3 安全监督

3.3.1 安全巡查

光伏发电站属一类大型项目，施工建设过程中可能因环境、操作、设备等而造成安全事故。为减少各种事故的发生，项目建设管理中需注重安全监督与管控，安排专人负责现场的安全巡查工作，以通过全面巡查来发现现场隐患，评估施工作业期间的防护设备配备、穿戴、物资堆放、机械设备摆放等情况。由于施工场地内涉及了多种资源，单纯采用人工巡查的方式需投入较多人员，工作量大且效率较低。当前信息化条件下，企业在光伏发电站现场可引入数字化巡查方式，配备各种数字化监控设备，将这些设备布置在现场的关键位置，并建立监控设备与现场的关系，使建设期间设备能实时采集现场情况，并将结果反馈给终端设备，如发现安全隐患，则需及时处理。

3.3.2 风险识别评价

各类项目的建设管理中，风险管理是重点方面，通过全过程风险识别与评价，可督促相关人员及时发现问题并制定风险防控措施、应急预案。光伏发电站项目也是如此，在建设管理中有关人员需考虑环境、工艺流程等因素的影响，建立全面化风险识别与评价机制，在科学的评价方式下判定风险类型、危害程度，有针对性地制定防控策略，形成专项应急预案，减小各类风险对项目实施的负面影响。

3.4 其他措施

3.4.1 加强项目设计协调

不同于水力、火电发电站项目，光伏发电站项目在建设过程中对环境虽有要求，但其要求较低，仅需将项目建在人烟稀少的区域即可。但每一地区都有其特殊的地形地质、水文土质等条件，这是任何光伏发电站项目建设中都需要重点关注的部分。为此，光伏发电站项目的建设初期阶段，参与项目的部门之间应加强合作，做好总体设计与细节分析。首先，做好项目选址分析，当确定了光伏电站的建设要求、目标后，企业需安排专人进入备选场地进行调查与评估，分析场地条件是否与项目建设要求相一致，并由勘察人员提交完成的勘察报告，而不同岗位人员则利用勘察报告，从综合性角度确定项目建设场地。其次，设计单位与施工单位应完成交底工作。设计单位在确定了设计方案后，应及时将此设计方案向施工单位交底，使施工单位可正确掌握设计意图，了解每一个设计细节，在后续的项目建设中可顺利执行设计方案。最后，不断优化设计方案，组织多个部门进行设计评估，分析设计方案中的不足之处，及时调整。

3.4.2 进度控制

进度管理关乎项目效益，在光伏发电站项目中有关人员需采用全新的方式进行进度控制。首先，合理设定进度目标并进行分解。在确定目标时，有关人员需全面收集项目的建设规模、技术难度等资料，并根据建设单位的规定，确定开工时间、竣工日期，将竣工移交日期作为进度总目标；将项目建设任务量化分解为多个目标，确定关键节点的施工时间，准确预测每一过程的持续作业时间，并适当考虑不可控因素；在分解完进度目标后，管理人员需制定多级进度计划，编制进度横道图。其次，动态化管理施工进度，在前期确定进度目标后，后续进入项目环节后有关人员需坚持动态化原则，密切监督现场的一切作业流程。管理人员需定期组织工作交流会议，由下级责任人向上级领导汇报现场的进度情况，分析实际进度与计划进度之间的差异，如二者的偏差较大，应组织不同岗位人员进行全面评估与分析，从更为专业的角度确定原因，制定解决措施，如可调整施工工序、施工任务，增加施工人员或者设备等。