戚宏勛，朱偉

（中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海200063）

1 引言

可再生能源是國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展方向，建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)節(jié)能減排具有重要戰(zhàn)略意義，通常采用EPC總承包建設(shè)模式。在山地集中式光伏項(xiàng)目的EPC建設(shè)過(guò)程中，結(jié)合山區(qū)特有的環(huán)境特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、安健環(huán)等主要環(huán)，均需采取針對(duì)性的措施。

2 加強(qiáng)重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)把控

2.1 確定光伏發(fā)電系統(tǒng)最佳容配比

由于光伏組件在電站壽命周期內(nèi)功率是逐年衰減的，并且光伏發(fā)電系統(tǒng)從組件到逆變器存在各項(xiàng)損耗，所以，通常情況下逆變器的輸出功率不能達(dá)到所對(duì)應(yīng)的組件的安裝容量值，導(dǎo)致逆變器和其后的升壓并網(wǎng)設(shè)備容量不能得到充分利用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮光伏組件安裝容量相對(duì)逆變器額定容量的超配要求，對(duì)提升工程總體經(jīng)濟(jì)性十分重要[1]。

由于山地光伏地形的復(fù)雜性，組件基本按照山地的走勢(shì)進(jìn)行排布，朝向通常也并非全部正南，因此，首先需針對(duì)上述復(fù)雜情況采用3D仿真軟件進(jìn)行模擬仿真，得到較為合理的組件排布，仿真排布與實(shí)際排布對(duì)比如圖1所示，并對(duì)排布結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，獲得不同容配比下的發(fā)電量及年利用小時(shí)數(shù)，結(jié)合不同容配比對(duì)應(yīng)的資本金內(nèi)部收益率及度電成本，選擇最佳容配比。

圖1 3D軟件仿真排布與實(shí)際安裝排布對(duì)比

2.2 應(yīng)用集成型小型化設(shè)備

在光伏布置區(qū)選用成套箱變，在升壓站/開(kāi)關(guān)站選用預(yù)制艙式變電站，成套箱式SVG、集裝箱式儲(chǔ)能裝置等，可顯著降低設(shè)備占地及安裝工作量。在這些設(shè)備的選型中，需注意控制單個(gè)設(shè)備的運(yùn)輸尺寸及重量，以方便山間窄道的運(yùn)輸，并可降低運(yùn)輸及吊裝機(jī)械噸位。山區(qū)光伏項(xiàng)目的吊裝機(jī)械受場(chǎng)地和成本制約，通常采用汽車(chē)吊，由于山道狹窄，多數(shù)路徑僅能通過(guò)最大50 t汽車(chē)吊，故合理的單體設(shè)備吊裝總重宜不超過(guò)25 t[2]。

對(duì)于需現(xiàn)場(chǎng)拼裝的較大預(yù)制艙，應(yīng)盡量將分艙內(nèi)的設(shè)備接線調(diào)試等在工廠內(nèi)出廠前完成，以減少現(xiàn)場(chǎng)施工和調(diào)試工作量。

2.3 優(yōu)化站區(qū)設(shè)備布置

逆變器在一組光伏矩陣中的位置，以及箱變?cè)谡麄€(gè)光伏布置區(qū)中的位置，對(duì)電纜截面、長(zhǎng)度等有較大影響，合理的布置可有效降低電纜購(gòu)置費(fèi)用和敷設(shè)費(fèi)用。通常，安裝在光伏支架上的逆變器與組串間以直流電纜相連，逆變后以1回交流電纜送出；區(qū)內(nèi)箱變集電線路采用串接方式，除集電線路首臺(tái)箱變位置會(huì)影響線路長(zhǎng)度外，其余箱變位置改變不會(huì)對(duì)長(zhǎng)度產(chǎn)生影響。結(jié)合不同電纜截面單位造價(jià)和長(zhǎng)度進(jìn)行比較，逆變器選擇靠近箱變頂角布置，箱變布置在道路邊，并盡量位于光伏子陣的中心位置，可在降低電纜損耗的情況下做到經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。

集中送出升壓站/開(kāi)關(guān)站應(yīng)盡量布置在主要鄉(xiāng)道旁，設(shè)備沿路邊一字排開(kāi)，可免于設(shè)置站內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆?，?dāng)需要開(kāi)挖山體人工平整出部分面積時(shí)，站址標(biāo)高的選擇對(duì)開(kāi)挖量有較大影響，并進(jìn)而會(huì)影響到施工進(jìn)度，建議在不影響站內(nèi)主要設(shè)備吊裝運(yùn)輸?shù)那疤嵯?，適當(dāng)抬高站址標(biāo)高（見(jiàn)圖2），以減少山體開(kāi)挖量。

圖2 某山地光伏電站35 kV開(kāi)關(guān)站沿路邊抬高布置

山地光伏項(xiàng)目中，光伏布置區(qū)與集中送出升壓站/開(kāi)關(guān)站往往距離較遠(yuǎn)，中間有跨越多個(gè)山頭的集電架空線路。在光伏布置區(qū)，為配合成套箱變?cè)O(shè)備，建議采用電纜登桿塔，可簡(jiǎn)化集電架空線路與區(qū)內(nèi)集電線路的轉(zhuǎn)接過(guò)渡。根據(jù)山地實(shí)際情況，鐵塔采用高低腿模式以適應(yīng)山區(qū)地形，并應(yīng)注意滿足塔腿對(duì)角連線與水平面的夾角應(yīng)不小于30°。

3 針對(duì)性選擇采購(gòu)標(biāo)的

3.1 細(xì)化施工招標(biāo)條件

根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目當(dāng)?shù)厥┕挝辉谌藱C(jī)料等方面的資源調(diào)配有明顯優(yōu)勢(shì)，但往往在當(dāng)?shù)氐捻?xiàng)目也較多，施工過(guò)程中容易受到其他項(xiàng)目影響，人員常有臨時(shí)借調(diào)或替換的情況，這在施工高峰期時(shí)對(duì)連續(xù)施工很不利。為便于工程管控，在招標(biāo)文件中要細(xì)化明確各階段應(yīng)投入的各工種施工工人及管理人員數(shù)量，對(duì)于關(guān)鍵的施工隊(duì)長(zhǎng)、安全員等崗位，應(yīng)要求投標(biāo)方提供具體名單，并明確這些人員到崗在崗的獎(jiǎng)懲措施[3]。

山地光伏項(xiàng)目的光伏布置區(qū)往往分布在多個(gè)山頭，如區(qū)域較為分散，可按不同區(qū)域設(shè)置不同的施工標(biāo)段，并招標(biāo)能力相當(dāng)?shù)?～3支不同施工隊(duì)伍，這樣既可降低單個(gè)施工隊(duì)伍投入人機(jī)料的壓力，又可相互形成競(jìng)爭(zhēng)，方便施工管理，提高施工質(zhì)量和效率。

3.2 關(guān)注涉網(wǎng)及供貨量小的設(shè)備采購(gòu)

在編制設(shè)備招標(biāo)文件前，應(yīng)預(yù)先了解清楚項(xiàng)目當(dāng)?shù)仉娏臼欠駥?duì)部分涉網(wǎng)設(shè)備有指定廠家或短名單，這些設(shè)備是光伏電站能否順利并網(wǎng)投運(yùn)的關(guān)鍵，需要認(rèn)真核實(shí)，并將要求明確寫(xiě)入設(shè)備招標(biāo)文件中。

此外，還應(yīng)關(guān)注市場(chǎng)上供貨量小的設(shè)備材料（如鋁芯電纜等），由于光伏項(xiàng)目工期十分緊張，開(kāi)工后回旋余地小，故要提前做好預(yù)案，保證設(shè)備供貨與施工進(jìn)度的匹配。

由于山區(qū)中的大件設(shè)備運(yùn)輸多需要二次倒運(yùn)，總包方應(yīng)在招標(biāo)前邀請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)輸公司實(shí)地勘察，確定二次倒運(yùn)的工作量和費(fèi)用，寫(xiě)入招標(biāo)文件中。

4 強(qiáng)化施工關(guān)鍵點(diǎn)控制

4.1 光伏組件支架基礎(chǔ)施工

考慮到山地光伏電站的實(shí)際情況，混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和混凝土條形基礎(chǔ)費(fèi)時(shí)、費(fèi)水、且難于調(diào)平，螺旋樁基礎(chǔ)對(duì)地質(zhì)條件要求高、施工難度大，均不適用于山地區(qū)域；結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際的地質(zhì)情況，采用微孔灌注樁基礎(chǔ)較為合適?？紤]到山區(qū)地址變化較大，樁基可根據(jù)中風(fēng)化凝灰?guī)r的實(shí)際原狀土深度設(shè)計(jì)不同樁型，直徑均為300 mm，通常對(duì)于中風(fēng)化凝灰?guī)r埋深在1 m以上的情況，統(tǒng)一按地下部分2 m，地上部分0.5 m樁型施工；埋深不到1 m的情況，按地下部分樁端深入中風(fēng)化基巖1 m，地上部分0.5 m樁型施工。當(dāng)隨坡就勢(shì)布置時(shí)，地面控制標(biāo)高線的角度不得大于10°，當(dāng)?shù)匦尉植科鸱鼤r(shí)，樁頂距實(shí)際地面的距離h須滿足0.4 m≤h≤0.6 m。微型混凝土灌注樁基礎(chǔ)澆筑應(yīng)一次完畢，地腳錨栓規(guī)定及定位支架需保證錨栓定位準(zhǔn)確，建議定制卡位模具。

需要注意的是，在施工樁型的選擇中，要特別關(guān)注對(duì)風(fēng)壓系數(shù)的選擇，系數(shù)的合理選擇對(duì)造價(jià)影響很大，尤其在高海拔的山地項(xiàng)目中特別重要。

4.2 做好光伏組件到場(chǎng)復(fù)檢工作

光伏組件是整個(gè)工程中最重要的單體設(shè)備，組件到場(chǎng)施工前，除了做好常規(guī)的外包裝及資料核查外，還應(yīng)做好組件功率衰降、組件電致發(fā)光（EL）檢測(cè)兩項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，需委托具有資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)完成。

檢測(cè)一般在晚上進(jìn)行，結(jié)合相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，分別檢測(cè)組件的線狀隱裂、交叉隱裂、碎片、功率混檔、短路、黑心黑斑等缺陷情況。

4.3 大型設(shè)備在山區(qū)的運(yùn)輸及吊裝

箱變、預(yù)制艙、箱式SVG等設(shè)備的外包尺寸均較大，尤其在山地光伏項(xiàng)目中，鄉(xiāng)道的寬度普遍只有5～6 m，最窄處只有4 m多，除在設(shè)計(jì)和招標(biāo)階段嚴(yán)格控制設(shè)備運(yùn)輸尺寸外，在設(shè)備運(yùn)至山區(qū)前一周應(yīng)再次踏勘核實(shí)全路徑的路況信息，確定倒運(yùn)車(chē)輛的規(guī)格，制訂好大件運(yùn)輸專項(xiàng)方案。

進(jìn)行設(shè)備吊裝時(shí)，除根據(jù)設(shè)備重量尺寸選定合適噸位的吊車(chē)外，由于布置緊湊，設(shè)備間距通常僅考慮巡視通道寬度，距離很近，故不同尺寸與重量的設(shè)備需考慮合理的吊裝順序。由于重量更重的設(shè)備對(duì)吊車(chē)的吊裝半徑、起吊高度均有較大限制，在設(shè)備布置時(shí)，宜將這些設(shè)備布置在全站的靠中間位置，設(shè)備吊裝時(shí)，先吊裝就位這些設(shè)備，重量較輕的設(shè)備布置在周邊區(qū)域，可方便在順序上靠后進(jìn)行吊裝，如圖3所示。

圖3 某山地光伏電站35 kV開(kāi)關(guān)站預(yù)制艙分艙吊裝

4.4 落實(shí)施工機(jī)械的調(diào)配

山區(qū)一般比較偏遠(yuǎn)，在當(dāng)?shù)啬軌蚣Y(jié)和調(diào)配的施工機(jī)械有限，如炮頭機(jī)、攪拌機(jī)、汽車(chē)吊、土方運(yùn)輸車(chē)等需要提前落實(shí)。

此外，山體開(kāi)挖中采用爆破方案應(yīng)十分謹(jǐn)慎，常用的幾種爆破方式均容易造成飛石及塊石對(duì)周?chē)藛T、機(jī)械、公共設(shè)施的傷害和破壞，且不易控制，一般不建議采用。

5 注重安健環(huán)措施

5.1 防火措施

山地光伏電站所在區(qū)域內(nèi)自然植被較多，屬于較易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域。防火措施較常規(guī)光伏項(xiàng)目更需要關(guān)注和強(qiáng)化，主要措施包括：加強(qiáng)防火宣傳工作，將相關(guān)宣傳標(biāo)語(yǔ)懸掛于通往光伏區(qū)的主要道路、出入口、植被茂盛區(qū)域等醒目位置；配置充足易用的滅火設(shè)施，并布置在關(guān)鍵位置，如便攜干粉滅火器，宜布置在電纜匯集處，箱變等處；在龐大的光伏布置區(qū)內(nèi)，往往會(huì)有多處當(dāng)?shù)赝翂?，視頻監(jiān)控?cái)z像頭及擴(kuò)音喇叭宜布置在附近，便于運(yùn)維人員遠(yuǎn)程監(jiān)控祭掃情況，必要時(shí)還可進(jìn)行喊話警告。

5.2 噪聲控制措施

在山地光伏項(xiàng)目中，常需要開(kāi)挖山體以平整場(chǎng)地或修筑/拓寬山路等。在開(kāi)挖山體過(guò)程中，常會(huì)使用多臺(tái)炮頭機(jī)同時(shí)工作，從而產(chǎn)生大量施工噪聲，EPC總包方應(yīng)注意合理安排施工時(shí)間，盡量避免夜間施工，控制施工范圍，將開(kāi)挖區(qū)域設(shè)在遠(yuǎn)離附近村莊的位置，并積極采用低噪聲的開(kāi)挖機(jī)械，努力將施工噪聲對(duì)附近村民生活的影響降到最低。

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)山地光伏項(xiàng)目EPC建設(shè)過(guò)程中，需考慮的山區(qū)地形的復(fù)雜性所帶來(lái)的組件合理排布、支架基礎(chǔ)隨坡就勢(shì)變化、架空鐵塔高低腿設(shè)置、開(kāi)關(guān)站緊湊布置、在狹窄山區(qū)的大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)跹b等一系列關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了探討，給出了合理的處理措施和建議，對(duì)山地光伏項(xiàng)目的EPC建設(shè)具有參考價(jià)值。