屋頂分布式光伏發(fā)電工程總承包管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

屋頂分布式光伏發(fā)電工程總承包管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)摘要：開發(fā)利用清潔、綠色的太陽能作為傳統(tǒng)火電、水電能源形式的補(bǔ)充，以應(yīng)對(duì)全球電力能源消費(fèi)日益增長(zhǎng)的需求。中國(guó)堅(jiān)持分布式與集中式并行的光伏發(fā)電項(xiàng)目發(fā)展方向，繼續(xù)鼓勵(lì)支持分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的備案建設(shè)，鼓勵(lì)光伏建筑一體化(BIPV)項(xiàng)目的建設(shè)，目前，主要開展了工業(yè)園區(qū)成片屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目、糧庫屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目、污水垃圾處理廠光伏發(fā)電項(xiàng)目、已完成生態(tài)修復(fù)的廢棄礦區(qū)光伏發(fā)電項(xiàng)目、漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目、農(nóng)光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目等。關(guān)鍵詞：屋頂分布式；光伏發(fā)電工程；總承包管理引言隨著“雙碳”行動(dòng)方案的實(shí)施及整縣屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)的推進(jìn)，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的規(guī)?；l(fā)展已成趨勢(shì)，有利于優(yōu)化當(dāng)?shù)仉娫唇Y(jié)構(gòu)、緩解節(jié)能減排壓力。光伏發(fā)電項(xiàng)目的前期投入較大，投入運(yùn)行并網(wǎng)后根據(jù)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)產(chǎn)生項(xiàng)目收益，但投資回收周期較長(zhǎng)。在光伏發(fā)電領(lǐng)域，晶體硅太陽電池技術(shù)和薄膜太陽電池技術(shù)是當(dāng)前主要的2種技術(shù)路線，其中，多晶硅光伏組件因性價(jià)比較高得到了廣泛應(yīng)用。自2012年，中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司開始涉足光伏發(fā)電領(lǐng)域，開展了光伏發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)及以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的工程總承包(EPC)工作，已竣工的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”模式，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文從EPC管理的角度，對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)過程中的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)組織管理等方面的經(jīng)驗(yàn)措施進(jìn)行了探討。為在工程建設(shè)管理中充分發(fā)揮EPC單位的專業(yè)化優(yōu)勢(shì)和主導(dǎo)作用，對(duì)工程實(shí)行有效管理和控制提供參考和借鑒。1大規(guī)模（屋頂）分布式光伏分散接入農(nóng)村配電網(wǎng)面臨的問題根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)協(xié)會(huì)《2020年年鑒》，2019年，區(qū)域農(nóng)業(yè)電網(wǎng)供電可靠性為99.82%，綜合電壓合格率為99.80%，每個(gè)家庭的供電能力為2.76千伏安經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村電網(wǎng)存在很大差異。欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村電網(wǎng)仍然比較薄弱，輸電線路長(zhǎng)，負(fù)荷能力低，自動(dòng)化程度低，電力消耗低，對(duì)分布式光伏發(fā)電的抵抗力差。到2020年底，該地區(qū)分布式光伏并網(wǎng)能力連接網(wǎng)絡(luò)的次數(shù)達(dá)到1876500次，同比增長(zhǎng)29.75%。南方電網(wǎng)公司運(yùn)營(yíng)地區(qū)的分布式光伏發(fā)電設(shè)施為311萬千瓦，2020年風(fēng)力發(fā)電86億千瓦小時(shí)，占分布式發(fā)電的23.3%。2屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目特點(diǎn)屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目通常使用租金或電費(fèi)減免，其特點(diǎn)如下:(1)屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目通常涉及幾個(gè)至幾十家公司。(2)所有光伏發(fā)電設(shè)備均設(shè)在承載企業(yè)的廠房?jī)?nèi)，工程施工不需要征用和拆除。(3)在每一個(gè)具有獨(dú)立發(fā)電、并網(wǎng)、控制和測(cè)量功能的企業(yè)中建立一個(gè)完整的發(fā)電系統(tǒng)或發(fā)電不足系統(tǒng)。(4)光伏系統(tǒng)在載體企業(yè)的安裝規(guī)模受到該企業(yè)變壓器容量的限制。收集系統(tǒng)和訪問系統(tǒng)的方法取決于安裝規(guī)模。通常有兩種訪問方法:380V和10kV或更高。3項(xiàng)目可研階段屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)充分考慮項(xiàng)目所在地的地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及電力等其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，并結(jié)合項(xiàng)目所在地的自然條件、資源特征、建設(shè)條件等，尤其是地理交通、太陽輻射資源、負(fù)荷消納和配電網(wǎng)狀況，重點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的必要性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性及對(duì)環(huán)境的影響等進(jìn)行綜合分析論證，提出屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的可行性研究結(jié)論。屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的利益相關(guān)方主要為項(xiàng)目投資主體與屋頂企業(yè)所有者、光伏電力消納單位。屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)模式需要項(xiàng)目投資主體、光伏電力消納單位和電網(wǎng)企業(yè)協(xié)商確定，且必須在項(xiàng)目可研階段明確具體運(yùn)營(yíng)模式，以便得到更為準(zhǔn)確的項(xiàng)目財(cái)務(wù)分析。而屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的財(cái)務(wù)敏感性分析應(yīng)充分考慮投資成本波動(dòng)、電價(jià)波動(dòng)、發(fā)電量波動(dòng)造成的對(duì)投資回收周期和投資收益率的影響。4屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中的主要風(fēng)險(xiǎn)屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目以企業(yè)建設(shè)屋頂為光伏發(fā)電設(shè)備支撐，與承載企業(yè)建立了合作關(guān)系。項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)是特殊的:(1)持有公司的態(tài)度和意愿可能對(duì)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、整體平整安排、建設(shè)組織協(xié)調(diào)、建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等產(chǎn)生重大影響。(2)持有公司能耗的性質(zhì)和水平直接關(guān)系到項(xiàng)目的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)。(3)結(jié)構(gòu)屋頂材料、承載能力、設(shè)計(jì)壽命和使用時(shí)間可能會(huì)影響項(xiàng)目的施工成本以及生產(chǎn)和維護(hù)成本。(4)屋頂可利用公司的面積、能耗比率來限制光伏系統(tǒng)的安裝規(guī)模和項(xiàng)目的成本效益。(5)地方補(bǔ)貼政策影響項(xiàng)目投資的回報(bào)。5建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)原則屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則為：合理利用建筑物可安裝面積，按需確定建筑指標(biāo)，要求便于電氣出線、管理和對(duì)外聯(lián)系。通過軟件對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行陰影遮擋模擬分析后，合理確定相鄰前、后排光伏陣列間距，避開現(xiàn)有建筑及綠化造成的陰影遮擋區(qū)且保證通風(fēng)良好，滿足項(xiàng)目結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行要求。（2）結(jié)構(gòu)與安全實(shí)際屋頂資源的開發(fā)利用，在功能性評(píng)估基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)既有建筑物結(jié)構(gòu)的安全性、支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核，光伏支架安裝后需進(jìn)行光伏組件壓塊強(qiáng)度、光伏支架強(qiáng)度和承載力的復(fù)核驗(yàn)算。對(duì)不滿足荷載要求的，根據(jù)實(shí)際情況選擇結(jié)構(gòu)加固方案。根據(jù)屋面承載力，考慮包括屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目位置、現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)壓在內(nèi)等因素，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行抗風(fēng)壓計(jì)算，考慮屋面雪荷載、項(xiàng)目運(yùn)行后光伏組件檢修荷載等方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必要時(shí)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，以確保項(xiàng)目安全可靠。BIPV的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)為光伏發(fā)電系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和安裝管理提供承載條件和空間。屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，施工承包商應(yīng)進(jìn)行合理的施工工藝安排，控制屋面施工和堆積荷載不得大于原建筑設(shè)計(jì)的荷載要求。結(jié)構(gòu)專業(yè)配合電氣專業(yè)設(shè)計(jì)光伏組件安裝基礎(chǔ)，應(yīng)滿足強(qiáng)度可靠、抗傾覆、抗滑移的要求，并應(yīng)考慮基礎(chǔ)下排水問題。箱式變壓器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)一般為現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)。若采用油浸式變壓器，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)電氣防火規(guī)范要求，考慮防火設(shè)施的配置或貯油坑。6屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)控制方法和措施6.1分布式電源(設(shè)備)的日常維護(hù)PV資產(chǎn)屬于投資者，不能納入公共分配網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理。當(dāng)前連接到網(wǎng)絡(luò)的光伏設(shè)備主要由所屬單位、個(gè)人或第三方公司負(fù)責(zé)主體的操作和維護(hù)。在全縣推廣光伏屋頂后，將會(huì)有很多運(yùn)營(yíng)管理機(jī)構(gòu)，管理質(zhì)量參差不齊，無人管理，對(duì)發(fā)電設(shè)備安全和電網(wǎng)安全構(gòu)成威脅。沒有積極的監(jiān)測(cè)和預(yù)先控制手段。光伏分布式接入分散，只能在用戶端安裝隔離裝置、隔離開關(guān)或空氣開關(guān)等切斷設(shè)備，不支持遠(yuǎn)程操作，無法接入統(tǒng)一平臺(tái)。操作人員處理問題時(shí)沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析或預(yù)警控制等技術(shù)手段，存在用戶意外移動(dòng)安全裝置和盲目供電的風(fēng)險(xiǎn)。6.2電纜敷設(shè)及光伏組件的接入根據(jù)屋面承載能力選擇電纜，減輕屋面荷載；電纜截面需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后確定。光伏組串中光伏組件的數(shù)量要根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范并結(jié)合屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目所選用逆變器的MPPT調(diào)節(jié)范圍進(jìn)行確定；光伏組串的正、負(fù)極出線，一般采用穿管方式敷設(shè)，宜規(guī)定不同管徑可穿的電纜數(shù)量，以避免施工中發(fā)生1根管中所穿電纜數(shù)量過多的情況。電氣設(shè)計(jì)時(shí)，一定要區(qū)分不同朝向的光伏組件，1臺(tái)逆變器應(yīng)連接同一個(gè)朝向的光伏組件；對(duì)于面積較大的屋頂，盡量將同一個(gè)朝向的光伏組件接入同一個(gè)升壓系統(tǒng)單位。6.3科學(xué)論據(jù)，優(yōu)先考慮屋頂資源(1)對(duì)區(qū)域太陽能資源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、非鹽堿化和航運(yùn)條件進(jìn)行初步研究，主要針對(duì)具有地方光電補(bǔ)貼政策的城市和開發(fā)區(qū)，并確定項(xiàng)目規(guī)劃的區(qū)域范圍。2)分析規(guī)劃區(qū)內(nèi)建筑物所有權(quán)、可用屋頂面積和周圍環(huán)境等因素，并初步選擇目標(biāo)建筑。(3)通過技術(shù)手段檢查建筑物屋頂?shù)某休d能力，清除不符合光伏發(fā)電項(xiàng)目施工要求的建筑物，降低在源頭施工的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)束語本文從EPC管理的角度，針對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)過程的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)組織管理等方面的建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)措施進(jìn)行了探討。屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)工期短，影響進(jìn)度的因素較多，在規(guī)定的工期內(nèi)高質(zhì)量完成難度較大，通過對(duì)工程進(jìn)行科學(xué)的EPC管理，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，建設(shè)目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)。屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目產(chǎn)生的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯，對(duì)周邊地區(qū)利用太陽能起到積極的綠色環(huán)保示范作用。參考文獻(xiàn)[1]申翔.建筑屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用