光伏電站安全隱患與防范措施解析

光伏電站平安隱患與防范措施解析

生產技術部目錄光伏電站平安隱患解析光伏發(fā)電高速開展下的平安隱患一二三光伏電站平安隱患防范措施四總結近幾年，我國光伏發(fā)電產業(yè)蓬勃開展，自2021年7月15日，國務院發(fā)布?促進光伏產業(yè)健康開展的假設干意見?以來，國家多部門紛紛出臺政策、意見，鼓勵支持光伏發(fā)電工程。在國家政策如此利好的大環(huán)境下，多個省份陸續(xù)出臺各種政策，旨在貫徹落實國務院精神，推動光伏發(fā)電的建設和開展。但是，這個光鮮的光伏電站建設潮下面隱藏的是頻現(xiàn)的電站質量問題。近年來，國內外均陸續(xù)報道了不少光伏電站的平安事故，其中多為各種原因引起的火災、雷擊、觸電等，其中，比較多的案例是光伏電站起火。一、光伏發(fā)電高速開展下的平安隱患?2021年7月，位于德國某地的光伏電站起火，起火點發(fā)生在屋頂光伏組件的匯流箱處；?2021年8月，天津某生態(tài)城效勞中心的屋頂電站工程發(fā)生火災，雖然消防部門初步確認，起火原因為天氣過熱，引發(fā)樓頂防水層和光伏組件自燃；?2021年5月，位于美國亞利桑那州的蘋果公司數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災，目前起火原因尚未明確。

一、光伏發(fā)電的高速開展下的平安隱患圖1蘋果公司屋頂光伏電站火災現(xiàn)場一、光伏發(fā)電的高速開展下的平安隱患案例1：2021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大洞，廠房內設備燒毀假設干，損失沉重。最終分析原因為：由于施工或其他原因導致某匯流箱線纜對地絕緣降低，在環(huán)流、漏電流的影響下進一步加劇，最終引起絕緣失效，線槽中的正負極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導致了著火事故的發(fā)生。一、光伏發(fā)電的高速開展下的平安隱患案例2：2021年5月，某山地光伏電站發(fā)生著火，當?shù)亓謽I(yè)部門立即責令停止并網(wǎng)發(fā)電，進行全面風險評估，持續(xù)時間三個月，造成了數(shù)百萬的損失。最終分析原因為：由于某匯流箱電纜在施工時被拖拽磨損，在運行一段時間后絕緣失效，正負極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導致了著火事故的發(fā)生。一、光伏發(fā)電的高速開展下的平安隱患案例3：2021年8月，某平原光伏電站早上6點左右發(fā)生火災，造成局部組件及匯流箱燒毀，造成極大的損失。最終分析原因為：由于早上氣溫較低，組件運行在較低氣溫的環(huán)境下時，輸出電壓較大，匯流箱內部平衡器件在高壓的情況下被擊穿，正負極短路，并導致器件通過電流過大，進而引發(fā)火災。二、光伏發(fā)電平安隱患解析

光伏電站平安風險因素按照風險源主要分為光伏現(xiàn)場自然因素風險，光伏電站技術風險，安裝風險，平安風險及材料風險五大方面。1.現(xiàn)場自然因素風險

光伏電站現(xiàn)場自然因素風險主要包括暴風和雷擊、結冰、暴雪和冰雹、沙塵、巖石滾落、地質滑坡、地震、洪水和動物啃咬破壞等眾多方面。因光伏電站選址一般為荒山荒地、廢棄魚塘、荒漠灘涂等地形復雜且偏僻無人的區(qū)域，故受以上自然因素影響造成的平安事故不易防止。二、光伏發(fā)電平安隱患解析自然風險如以下圖所示：二、光伏發(fā)電平安隱患解析

2.技術風險

造成光伏電站平安隱患的技術風險主要包括電站設計缺陷，設備故障，電站系統(tǒng)衰減、設備老化、維護及修理技術失誤等方面。設計缺陷、技術方案和設備故障是造成電站平安風險極其重要的原因。錯誤估計風載造成的電站事故

二、光伏發(fā)電平安隱患解析

2.技術風險過電壓導致的設備及器件損壞

錯誤估計山體遮擋

設備老化引起火災

二、光伏發(fā)電平安隱患解析

3.安裝風險由安裝造成的光伏電站風險主要是指在光伏電站建設施工階段，非標準化的施工造成各種電站平安隱患。二、光伏發(fā)電平安隱患解析

4.平安風險平安風險主要包括人為造成的電擊、電弧、火災風險，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平安危險。二、光伏發(fā)電平安隱患解析

5.材料風險材料平安風險主要包括光伏電站各種構成材料的選購風險及運行損壞風險二、光伏發(fā)電平安隱患解析

根據(jù)多年電站運行事故發(fā)生頻率進行評估，以上多種風險因素中暴風、雪壓、動物啃咬破壞、冰雹等現(xiàn)場自然因素造成的風險約占19%，過電壓和技術性故障因素約占5%，人為損壞造、盜竊和人為誤操作造成的平安風險約為16%，火災造成的風險約8%，玻璃材料造成的風險達7%。三、光伏電站平安隱患防范措施面對以上各種風險因素，我們應積極應對并防止以上各種因素帶來的光伏電站平安隱患，規(guī)劃初期就充分考慮各種風險，進行整體設計，從光伏電站調研階段，設計階段，建設施工階段和后期運維階段采取相應措施來進行躲避，以便保障光伏電站的平安無故障運行。

1.光伏電站前期調研階段

光伏電站前期調研階段能躲避的風險主要為工程選址地的自然因素風險。工程選址之初，需要對場址的土壤、氣象、環(huán)境、地質構造等因素進行精準評估。具體措施為：

1〕咨詢當?shù)貧庀笳荆毫私鈭龅氐臍庀髷?shù)據(jù)，請具有專業(yè)資質的可研或氣象機構對各種不利氣候條件進行專業(yè)分析，防止此種因素帶來的電站風險。尤其對冰雹、最大及平均風速、降雨量、積雪厚度等關鍵數(shù)據(jù)的收集。三、光伏電站平安隱患防范措施2〕站址考察及做好地勘報告：工程選址之初，需要找專業(yè)地勘機構做好工程選址地的地勘調查，了解工程地點的地質條件和構造穩(wěn)定性情況。根據(jù)工程地點的地質和構造、歷年降雨量、地震、洪災和泥石流滑坡等的發(fā)生情況，電站選址盡量避開河堤、滑坡、洪澇災害頻發(fā)地區(qū)、地理構造不穩(wěn)定地區(qū)以及土壤腐蝕嚴重地區(qū)，并合理進行防洪工程的設計及考量，做好水保工作，避開降雨及冰雪融水形成的地表徑流通道。特別是在灘涂、廢棄魚塘等建設的電站，需做好前期規(guī)劃設計及施工過程中排水防汛工作。2.光伏電站設計階段

光伏電站設計階段著重需要選擇具有專業(yè)資質和經(jīng)驗豐富的設計單位，進行優(yōu)質的光伏電站系統(tǒng)方案設計，選擇國內外一線品牌設備，并根據(jù)工程地點實際情況，采取合理設計及措施防止光伏電站平安風險。三、光伏電站平安隱患防范措施1〕應對現(xiàn)場自然平安因素采取的措施：

①合理防雷設計：根據(jù)工程考察前期獲得的工程選址地點的氣象特征情況，結合場址雷電活動規(guī)律以及防護目標，詳細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)內光伏發(fā)電單元、升壓站、綜合樓等的防雷措施協(xié)調統(tǒng)一、全面規(guī)劃。

②防風防腐，散熱防塵：根據(jù)工程前期考察所得的工程選址地近年來的沙城暴次數(shù)，暴風強風次數(shù)及級別，合理設計支架的抗風防腐、組串及設備的散熱防塵等預防措施。關鍵設備選型時，需要選擇耐風沙、抗鹽霧、抗高溫高濕等惡劣環(huán)境的設備。

③其他自然平安因素應對措施：

電站設計時需充分評估工程地點的冰雹，雨雪發(fā)生情況及級別，合理地對組串排布及組串承壓情況進行設計，減少電站因冰雹，暴雪等自然災害因素產生的危害。三、光伏電站平安隱患防范措施2〕合理設計減少電站組串之間的遮擋

采用專業(yè)三維遮擋分析軟件，進行電站地點及組串間距分析，躲避電站周圍物體、地勢差異或電站組串之間因排布不合理造成的平安隱患。

①結合實際地形，借助專業(yè)軟件，計算方陣間距，保證全年組件方陣無遮擋；

②針對山地電站，合理設計，躲避由于地勢差異而導致的同排方陣不同子陣高度差引起的遮擋。3〕合理設計以便應對光伏電站火災隱患。

①合理設計布置線路路徑，降低線纜損耗，減少火災隱患；

②合理設備選型，防止由過電壓、電弧引起的電站平安隱患；

光伏電站存在大量直流電纜及直流設備。直流電沒有過零點，開關元件在斷開故障電流時，電壓會一直存在，電弧持續(xù)燃燒，必須拉開足夠的弧長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隱患，因此光伏電站的特殊性要求前期設計時對于電氣設備選型、線纜選型等設計工作需要重點考慮其直流性、阻燃性。在遵守各種設計標準的前提下，合理設備選型并充分考慮光伏發(fā)電的特殊性是消除電站火災隱患的關鍵。三、光伏電站平安隱患防范措施4〕根據(jù)工程選擇地點的不同類型，合理設計光伏電站。如以下圖所示：三、光伏電站平安隱患防范措施3.光伏電站施工建設階段

光伏電站建設過程中涉及的作業(yè)面較廣，施工人員較多，故在施工建設階段必須嚴格控制施工質量，標準化施工，并建立完善的工程監(jiān)管制度和管理體系，以便減少及躲避由于人為因素造成的光伏電站的平安隱患。

1〕選擇經(jīng)驗豐富的施工建設及監(jiān)理單位；

2〕業(yè)主與監(jiān)理聯(lián)合監(jiān)督施工建設；

3〕嚴格審核施工建設中人、材、機的配置是否滿足施工質量要求；

4〕嚴格控制建設施工質量，標準化及精細化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴格正確且標準化施工是光伏電站平安運行的關鍵保障。三、光伏電站平安隱患防范措施標準施工案例三、光伏電站平安隱患防范措施3.光伏電站施工建設階段

光伏電站建設過程中涉及的作業(yè)面較廣，施工人員較多，故在施工建設階段必須嚴格控制施工質量，標準化施工，并建立完善的工程監(jiān)管制度和管理體系，以便減少及躲避由于人為因素造成的光伏電站的平安隱患。

1〕選擇經(jīng)驗豐富的施工建設及監(jiān)理單位；

2〕業(yè)主與監(jiān)理聯(lián)合監(jiān)督施工建設；

3〕嚴格審核施工建設中人、材、機的配置是否滿足施工質量要求；

4〕嚴格控制建設施工質量，標準化及精細化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴格正確且標準化施工是光伏電站平安運行的關鍵保障。三、光伏電站平安隱患防范措施4.光伏電站運維階段健全的光伏電站運維管理體系能有效預防和減少光伏電站由于后期設備老化，腐蝕、動物啃食破壞、人為損壞、偷盜、自然災害破壞等造成的電站平安隱患，確保電站設備和人員的平安，以便到達光伏電站的平安高效運行。1〕標準光伏電站的運營和維護流程，建立定期巡檢制度并明確巡檢目的。

光伏電站運行過程中由于各種因素帶來的設備故障都不可防止的造成光伏電站的各種平安隱患。因此實行光伏電站全面運維管理，標準光伏電站的日常維護流程，是光伏電站必不可少的關鍵環(huán)節(jié)。

三、光伏電站平安隱患防范措施

①定期進行組件清洗西北地區(qū)通過組件清洗，單塊功率平均提升9.64%，一般地區(qū)亦可平均提升3%-5%三、光伏電站平安隱患防范措施②去除植被遮擋三、光伏電站平安隱患防范措施③巡檢光伏電站設備老化，支架腐蝕、線纜脫落以及組件損壞等情況

④加強安防監(jiān)控措施，減少人為偷盜三、光伏電站平安隱患防范措施2〕建立智能化運維管理平臺，24小時運行狀態(tài)實時監(jiān)測運用大數(shù)據(jù)運維管理分析系統(tǒng)，通過綜合統(tǒng)計分析直觀展現(xiàn)電站發(fā)電量及運行狀態(tài)，多維比照各電站核心數(shù)據(jù)指標，實時掌握已建電站整體運行水平。

3〕設立專業(yè)運維隊伍，要求專業(yè)運維人員持證上崗定期對專業(yè)技術人員和電站操作人員進行培訓，提高運維人員專業(yè)素質和技能，防止運維過程中由于人員誤操作造成的平安隱患。除在電站前期考察，設計，建設及運維階段采取的以上措施來預防并躲避光伏電站平安風險外，還可在電站建設期及電站運營期為光伏電站購置多