光伏發(fā)電安全與應(yīng)對(duì)措施

1、光伏發(fā)電安全與應(yīng)對(duì)措施第一頁(yè)，共28頁(yè)。目 錄光伏電站安全隱患解析光伏發(fā)電高速發(fā)展下的安全隱患一二三光伏電站安全隱患防范措施四總 結(jié)第二頁(yè)，共28頁(yè)。 近幾年，我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，自2013年7月15日，國(guó)務(wù)院發(fā)布促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)以來(lái)，國(guó)家多部門紛紛出臺(tái)政策、意見(jiàn)，鼓勵(lì)支持光伏發(fā)電項(xiàng)目。在國(guó)家政策如此利好的大環(huán)境下，多個(gè)省份陸續(xù)出臺(tái)各種政策，旨在貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院精神，推動(dòng)光伏發(fā)電的建設(shè)和發(fā)展。但是，這個(gè)光鮮的光伏電站建設(shè)潮下面隱藏的是頻現(xiàn)的電站質(zhì)量問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外均陸續(xù)報(bào)道了不少光伏電站的安全事故，其中多為各種原因引起的火災(zāi)、雷擊、觸電等，其中，比較多的案例是光伏電站起火

2、。一、光伏發(fā)電高速發(fā)展下的安全隱患第三頁(yè)，共28頁(yè)。 2012年7月，位于德國(guó)德國(guó)某地的光伏電站起火，起火點(diǎn)發(fā)生在屋頂光伏組件的匯流箱處； 2013年8月，天津某生態(tài)城服務(wù)中心的屋頂電站項(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)，雖然消防部門初步確認(rèn)，起火原因?yàn)樘鞖膺^(guò)熱，引發(fā)樓頂防水層和光伏組件自燃； 2015年5月，位于美國(guó)亞利桑那州的蘋果公司數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)，目前起火原因尚未明確。 一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患圖圖1 蘋果公司屋頂光伏電站火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)蘋果公司屋頂光伏電站火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng) 第四頁(yè)，共28頁(yè)。一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患案例1：2014年8月，武漢某屋頂光伏電站發(fā)生著火，彩鋼瓦屋頂被燒穿了幾個(gè)大洞，廠房?jī)?nèi)設(shè)

3、備燒毀若干，損失慘重。最終分析原因?yàn)椋河捎谑┕せ蚱渌驅(qū)е履硡R流箱線纜對(duì)地絕緣降低，在環(huán)流、漏電流的影響下進(jìn)一步加劇，最終引起絕緣失效，線槽中的正負(fù)極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生。 第五頁(yè)，共28頁(yè)。一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患案例2：2014年5月，某山地光伏電站發(fā)生著火，當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門立即責(zé)令停止并網(wǎng)發(fā)電，進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，持續(xù)時(shí)間三個(gè)月，造成了數(shù)百萬(wàn)的損失。最終分析原因?yàn)椋河捎谀硡R流箱電纜在施工時(shí)被拖拽磨損，在運(yùn)行一段時(shí)間后絕緣失效，正負(fù)極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生。 第六頁(yè)，共28頁(yè)。一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患案例3：2014年8月，某平原光伏電

4、站早上6點(diǎn)左右發(fā)生火災(zāi)，造成部分組件及匯流箱燒毀，造成極大的損失。最終分析原因?yàn)椋河捎谠缟蠚鉁剌^低，組件運(yùn)行在較低氣溫的環(huán)境下時(shí)，輸出電壓較大，匯流箱內(nèi)部平衡器件在高壓的情況下被擊穿，正負(fù)極短路，并導(dǎo)致器件通過(guò)電流過(guò)大，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。第七頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 光伏電站安全風(fēng)險(xiǎn)因素按照風(fēng)險(xiǎn)源主要分為光伏現(xiàn)場(chǎng)自然因素風(fēng)險(xiǎn)，光伏電站技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，安裝風(fēng)險(xiǎn)，安全風(fēng)險(xiǎn)及材料風(fēng)險(xiǎn)五大方面。 1.現(xiàn)場(chǎng)自然因素風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)自然因素風(fēng)險(xiǎn) 光伏電站現(xiàn)場(chǎng)自然因素風(fēng)險(xiǎn)主要包括暴風(fēng)和雷擊、結(jié)冰、暴雪和冰雹、沙塵、巖石滾落、地質(zhì)滑坡、地震、洪水和動(dòng)物啃咬破壞等眾多方面。因光伏電站選址一般為荒

5、山荒地、廢棄?mèng)~塘、荒漠灘涂等地形復(fù)雜且偏僻無(wú)人的區(qū)域，故受以上自然因素影響造成的安全事故不易避免。第八頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 自然風(fēng)險(xiǎn)如下圖所示：自然風(fēng)險(xiǎn)如下圖所示：第九頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 2. 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) 造成光伏電站安全隱患的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要包括電站設(shè)計(jì)缺陷，設(shè)備故障，電站系統(tǒng)衰減、設(shè)備老化、維護(hù)及修理技術(shù)失誤等方面。設(shè)計(jì)缺陷、技術(shù)方案和設(shè)備故障是造成電站安全風(fēng)險(xiǎn)極其重要的原因。 錯(cuò)誤估計(jì)風(fēng)載造成的電站事故錯(cuò)誤估計(jì)風(fēng)載造成的電站事故 第十頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 2. 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)技

6、術(shù)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)電壓導(dǎo)致的設(shè)備及器件損壞過(guò)電壓導(dǎo)致的設(shè)備及器件損壞 錯(cuò)誤估計(jì)山體遮擋錯(cuò)誤估計(jì)山體遮擋 設(shè)備老化引起火災(zāi)設(shè)備老化引起火災(zāi) 第十一頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 3. 安裝風(fēng)險(xiǎn)安裝風(fēng)險(xiǎn) 由安裝造成的光伏電站風(fēng)險(xiǎn)主要是指在光伏電站建設(shè)施工階段，非規(guī)范化的施工造成各種電站安全隱患。第十二頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 4. 安全風(fēng)險(xiǎn)安全風(fēng)險(xiǎn) 安全風(fēng)險(xiǎn)主要包括人為造成的電擊、電弧、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，人為盜竊、人為破壞以及操作人員誤操作造成的電站及人身安全危險(xiǎn)。 第十三頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 5. 材料風(fēng)險(xiǎn)材料風(fēng)險(xiǎn)

7、 材料安全風(fēng)險(xiǎn)主要包括光伏電站各種構(gòu)成材料的選購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)及運(yùn)行損壞風(fēng)險(xiǎn) 第十四頁(yè)，共28頁(yè)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 根據(jù)多年電站運(yùn)行事故發(fā)生頻率進(jìn)行評(píng)估，以上多種風(fēng)險(xiǎn)因素中暴風(fēng)、雪壓、動(dòng)物啃咬破壞、冰雹等現(xiàn)場(chǎng)自然因素造成的風(fēng)險(xiǎn)約占19%，過(guò)電壓和技術(shù)性故障因素約占5%，人為損壞造、盜竊和人為誤操作造成的安全風(fēng)險(xiǎn)約為16%，火災(zāi)造成的風(fēng)險(xiǎn)約8%，玻璃材料造成的風(fēng)險(xiǎn)達(dá)7%。 第十五頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 面對(duì)以上各種風(fēng)險(xiǎn)因素，我們應(yīng)積極應(yīng)對(duì)并避免以上各種因素帶來(lái)的光伏電站安全隱患，規(guī)劃初期就充分考慮各種風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，從光伏電站

8、調(diào)研階段，設(shè)計(jì)階段，建設(shè)施工階段和后期運(yùn)維階段采取相應(yīng)措施來(lái)進(jìn)行規(guī)避，以便保障光伏電站的安全無(wú)故障運(yùn)行。1.光伏電站前期調(diào)研階段光伏電站前期調(diào)研階段 光伏電站前期調(diào)研階段能規(guī)避的風(fēng)險(xiǎn)主要為項(xiàng)目選址地的自然因素風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目選址之初，需要對(duì)場(chǎng)址的土壤、氣象、環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等因素進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估。具體措施為：1）咨詢當(dāng)?shù)貧庀笳荆毫私鈭?chǎng)地的氣象數(shù)據(jù)，請(qǐng)具有專業(yè)資質(zhì)的可研或氣象機(jī)構(gòu)對(duì)各種不利氣候條件進(jìn)行專業(yè)分析，避免此種因素帶來(lái)的電站風(fēng)險(xiǎn)。尤其對(duì)冰雹、最大及平均風(fēng)速、降雨量 、積雪厚度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的收集。第十六頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 2）站址考察及做好地勘報(bào)告：項(xiàng)

9、目選址之初，需要找專業(yè)地勘機(jī)構(gòu)做好項(xiàng)目選址地的地勘調(diào)查，了解項(xiàng)目地點(diǎn)的地質(zhì)條件和構(gòu)造穩(wěn)定性情況。根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)的地質(zhì)和構(gòu)造、歷年降雨量、地震、洪災(zāi)和泥石流滑坡等的發(fā)生情況，電站選址盡量避開(kāi)河堤、滑坡、洪澇災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)、地理構(gòu)造不穩(wěn)定地區(qū)以及土壤腐蝕嚴(yán)重地區(qū)，并合理進(jìn)行防洪工程的設(shè)計(jì)及考量，做好水保工作，避開(kāi)降雨及冰雪融水形成的地表徑流通道。特別是在灘涂、廢棄?mèng)~塘等建設(shè)的電站，需做好前期規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中排水防汛工作。 2. 光伏電站設(shè)計(jì)階段光伏電站設(shè)計(jì)階段 光伏電站設(shè)計(jì)階段著重需要選擇具有專業(yè)資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)單位，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的光伏電站系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，選擇國(guó)內(nèi)外一線品牌設(shè)備，并根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)實(shí)際情

10、況，采取合理設(shè)計(jì)及措施避免光伏電站安全風(fēng)險(xiǎn)。第十七頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 1）應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自然安全因素采取的措施：）應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自然安全因素采取的措施： 合理防雷設(shè)計(jì)：根據(jù)項(xiàng)目考察前期獲得的項(xiàng)目選址地點(diǎn)的氣象特征情況，結(jié)合場(chǎng)址雷電活動(dòng)規(guī)律以及防護(hù)目標(biāo)，詳細(xì)研究防雷裝置的形式及其布置，制定合理的防雷方案，將站區(qū)內(nèi)光伏發(fā)電單元、升壓站、綜合樓等的防雷措施協(xié)調(diào)統(tǒng)一、全面規(guī)劃。 防風(fēng)防腐，散熱防塵：根據(jù)項(xiàng)目前期考察所得的項(xiàng)目選址地近年來(lái)的沙城暴次數(shù)，暴風(fēng)強(qiáng)風(fēng)次數(shù)及級(jí)別，合理設(shè)計(jì)支架的抗風(fēng)防腐、組串及設(shè)備的散熱防塵等預(yù)防措施。關(guān)鍵設(shè)備選型時(shí)，需要選擇耐風(fēng)沙、抗鹽霧

11、、抗高溫高濕等惡劣環(huán)境的設(shè)備。 其他自然安全因素應(yīng)對(duì)措施： 電站設(shè)計(jì)時(shí)需充分評(píng)估項(xiàng)目地點(diǎn)的冰雹，雨雪發(fā)生情況及級(jí)別，合理地對(duì)組串排布及組串承壓情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少電站因冰雹，暴雪等自然災(zāi)害因素產(chǎn)生的危害。 第十八頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 2）合理設(shè)計(jì)減少電站組串之間的遮擋）合理設(shè)計(jì)減少電站組串之間的遮擋 采用專業(yè)三維遮擋分析軟件，進(jìn)行電站地點(diǎn)及組串間距分析，規(guī)避電站周圍物體、地勢(shì)差異或電站組串之間因排布不合理造成的安全隱患。 結(jié)合實(shí)際地形，借助專業(yè)軟件，計(jì)算方陣間距，保證全年組件方陣無(wú)遮擋； 針對(duì)山地電站，合理設(shè)計(jì)，規(guī)避由于地勢(shì)差異而導(dǎo)致的同排方陣不

12、同子陣高度差引起的遮擋。 3）合理設(shè)計(jì)以便應(yīng)對(duì)光伏電站火災(zāi)隱患。）合理設(shè)計(jì)以便應(yīng)對(duì)光伏電站火災(zāi)隱患。 合理設(shè)計(jì)布置線路路徑，降低線纜損耗，減少火災(zāi)隱患； 合理設(shè)備選型，防止由過(guò)電壓、電弧引起的電站安全隱患； 光伏電站存在大量直流電纜及直流設(shè)備。直流電沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，開(kāi)關(guān)元件在斷開(kāi)故障電流時(shí)，電壓會(huì)一直存在，電弧持續(xù)燃燒，必須拉開(kāi)足夠的弧長(zhǎng)距離才能夠可靠熄弧。具有較高熱能的電弧使得電站存在火災(zāi)隱患， 因此光伏電站的特殊性要求前期設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于電氣設(shè)備選型、線纜選型等設(shè)計(jì)工作需要重點(diǎn)考慮其直流性、阻燃性。在遵守各種設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，合理設(shè)備選型并充分考慮光伏發(fā)電的特殊性是消除電站火災(zāi)隱患的關(guān)鍵。 第十九頁(yè)

13、，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 4）根據(jù)項(xiàng)目選擇地點(diǎn)的不同類型，合理設(shè)計(jì)光伏電站。如下圖所示：）根據(jù)項(xiàng)目選擇地點(diǎn)的不同類型，合理設(shè)計(jì)光伏電站。如下圖所示： 第二十頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 3. 光伏電站施工建設(shè)階段光伏電站施工建設(shè)階段 光伏電站建設(shè)過(guò)程中涉及的作業(yè)面較廣，施工人員較多，故在施工建設(shè)階段必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，規(guī)范化施工，并建立完善的工程監(jiān)管制度和管理體系，以便減少及規(guī)避由于人為因素造成的光伏電站的安全隱患。 1）選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的施工建設(shè)及監(jiān)理單位； 2）業(yè)主與監(jiān)理聯(lián)合監(jiān)督施工建設(shè)； 3）嚴(yán)格審核施工

14、建設(shè)中人、材、機(jī)的配置是否滿足施工質(zhì)量要求； 4）嚴(yán)格控制建設(shè)施工質(zhì)量，規(guī)范化及精細(xì)化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格正確且規(guī)范化施工是光伏電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵保障。 第二十一頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施規(guī)范施工案例規(guī)范施工案例 第二十二頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 3. 光伏電站施工建設(shè)階段光伏電站施工建設(shè)階段 光伏電站建設(shè)過(guò)程中涉及的作業(yè)面較廣，施工人員較多，故在施工建設(shè)階段必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，規(guī)范化施工，并建立完善的工程監(jiān)管制度和管理體系，以便減少及規(guī)避由于人為因素造成的光伏電站的安全隱患。 1）選擇經(jīng)驗(yàn)豐

15、富的施工建設(shè)及監(jiān)理單位； 2）業(yè)主與監(jiān)理聯(lián)合監(jiān)督施工建設(shè)； 3）嚴(yán)格審核施工建設(shè)中人、材、機(jī)的配置是否滿足施工質(zhì)量要求； 4）嚴(yán)格控制建設(shè)施工質(zhì)量，規(guī)范化及精細(xì)化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格正確且規(guī)范化施工是光伏電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵保障。 第二十三頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 4. 光伏電站運(yùn)維階段光伏電站運(yùn)維階段 健全的光伏電站運(yùn)維管理體系能有效預(yù)防和減少光伏電站由于后期設(shè)備老化，腐蝕、動(dòng)物啃食破壞、人為損壞、偷盜、自然災(zāi)害破壞等造成的電站安全隱患，確保電站設(shè)備和人員的安全，以便達(dá)到光伏電站的安全高效運(yùn)行。 1）規(guī)范光伏電站的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)流程，建立定期

16、巡檢制度并明確巡檢目的。）規(guī)范光伏電站的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)流程，建立定期巡檢制度并明確巡檢目的。光伏電站運(yùn)行過(guò)程中由于各種因素帶來(lái)的設(shè)備故障都不可避免的造成光伏電站的各種安全隱患。因此實(shí)行光伏電站全面運(yùn)維管理，規(guī)范光伏電站的日常維護(hù)流程，是光伏電站必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 第二十四頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 定期進(jìn)行組件清洗 西北地區(qū)通過(guò)組件清洗，單塊功率平均提升西北地區(qū)通過(guò)組件清洗，單塊功率平均提升9.64%，一般地區(qū)亦可平均提升，一般地區(qū)亦可平均提升3%-5%第二十五頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 去除植被遮擋第二十六頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 巡檢光伏電站設(shè)備老化，支架腐蝕、線纜脫落以及組件損壞等情況 加強(qiáng)安防監(jiān)控措施，減少人為偷盜 第二十七頁(yè)，共28頁(yè)。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 2）建立智能化運(yùn)維管理平臺(tái)，）建立智能化運(yùn)維管理平臺(tái)，24小時(shí)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小時(shí)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 運(yùn)用大數(shù)據(jù)運(yùn)維管理分析系統(tǒng)，通過(guò)綜合統(tǒng)計(jì)分析直觀展