摘要：在社会经济的不断发展中，光伏电站建设越来越受到重视并得到广泛建设。由于光伏电站具有起步晚、需求急、规模大和增量快等特点，光伏电站建设质量不断出现问题：设计上缺乏实际经验，采购和选型无法满足实际需求和施工要求，施工工艺控制与现场实际脱节，给光伏电站运营带来很多质量和安全隐患。以富源华能光伏电站建设为例，本文就光伏电站建设质量存在的问题、注意事项和解决的对策进行了系统阐述和探析，并着重从光伏电站建设的质量控制要点、控制方向出发进一步作了归纳和总结，为我国光伏电站的建设提供理论和技术上的参考。
关键词：光伏电站；建设质量；管控研究
0．引言
近年来光伏电站发展如火如荼，但工程质量管理良莠不齐，从设计不成熟，存在遮挡、防风等级不足等问题、施工过程中人员技术能力差、质量把关经验不足，出现组件损坏、踩踏，紧固不到位、电缆绝缘损坏等问题；设备、供货、验收把关不严出现不合格设备、材料等问题。等各方面反应光伏电站的质量管理存在从多问题。质量管理是光伏电站建设的关键。本文以富源华能光伏电站100MW项目为例，分析光伏电站的特点、建设过程中存在的问题，以及采用的措施，以供光伏电站建设者参考。
1.工程简介（以富源华能光伏电站为例。）
富源华能光伏电站位于滨州市沾化区清风湖南侧，光伏电站距离沾化区直线距离16km，距离济南市直线距离180km。该光伏电站为装机容量为100MW，占地3800亩，运营期为25年，平均年利用小时数为1058小时。本项目包括220kV升压站建设、光伏阵列基础施工及组件安装、逆变器及箱变安装、集电线路电缆敷设、220kV送出工程、场内道路建设等项目。光伏阵列采用混凝土预制桩基础，桩长5.5m，共计61888根，直径300mm；安装热镀锌钢支架5200t；光伏电池组件共计344960块，每22块组件组成一串，每8个组串（即8个支架）接入1台50kW组串式逆变器；每4~5个组串式逆变器接入一台5进1出交流汇流箱，每个光伏发电单元配置5~6台交流汇流箱，电能经交流汇流箱汇流后送入该光伏发电单元配置的1台1250kW箱式变压器，升压至35kV后送出至升压站，由一台主变升压至220kV经送出线路送至滨州电网河贵变电站215间隔。
图1设备系统网络图
2. 地面光伏电站建设特点分析
（1）建设工期短，建设难度大。受国家政策影响项目必须于6月30日前投运，项目核准并履行完开工建设相关手续后建设周期只有3个月时间。在如此短的时间内，完成7个亿的投资，工作量较大，管理难度大，出现质量问题没有时间回旋，必须要在短时间内解决。
（2）建设力量薄弱。目前光伏电站项目阶段性突击开工建设的现象频发，从业主到设计、监理、施工、投入的管理人员、技术人员、作业人员普遍数量少，素质和能力也难以满足建设需要，建设力量相对薄弱。
（3）电站设计不成熟。光伏电站设计单位经验欠缺，设计数据积累少，理论数据与计算数据偏差大。设计标准馈乏、设计粗糙。
（4）设备质量差。光伏电站需要的光伏组件、支架、汇流箱、逆变器等设备目前设计、制造并不成熟，另受全国集中开工、集中投产现象影响，设备供货周期短、供货集中，设备质量差。
3. 地面光伏电站质量管理存在的问题
3.1 设计质量
（1）设计方案对环境考虑不周。一是设计现场踏勘不到位，部分设计内容不符合现场的地形地势，以富源华能光伏电站为例，现场地形比较起伏，设计要求桩顶平齐，这样大大增加了桩基高度。二是对防洪考虑不足。光伏电场内地势起伏，排洪沟仅靠区域内原有沟渠泄洪，造成低洼区域雨季积水严重。三是光伏场区为盐碱地，土壤腐蚀性强，接地体设计为镀锌扁铁，未采用耐腐蚀性更强的铜包钢等材料，接体体容易受腐蚀造成设备接地不可靠，或接地容量不足现象。
（2）对设计细节考虑不充分。一是各专业配合不够紧密。一台逆变器接入8组光伏组件，组件布置与逆变器不位于同一横排支架上，组件直流电缆地埋方式接入逆变器，电缆沟与接地体布置于同一位置，在交叉施工中造成大量直流电缆绝缘损坏或断裂。二是细节设计不到位。如开关室设计通风采用轴流风机，而未考虑轴流风要防雨、防尘装置，造成开关室进雨、进尘土。三是设计和设备厂家沟通不充分，部分设备厂家图纸与设计图纸不吻合。四是较少考虑后续生产维护方便。如场区未设置组件清洗装置，造成组件表面难以清洁。
（3）设计安全系数较低。安装支架在桩体上只设置一道包箍，安装两条斜撑，包箍与桩体在风动影响下很容易产生松动，造成整排支架在大风条件下波浪形摆动，易出现整体倾覆现象。
光伏电站室外的电缆套管都设计为PVC管，且只在垂直部分敷设，水平部分（包括过路部分)均为电缆直埋，未采取任何保护措施，电缆很容易出现老化、破坏现象。在光伏支架上敷设的电缆一般都是设计走C型槽，完全露天敷设。
（4）设计未考虑施工便利及成本因素。光伏组件每组22片，8组经直流电缆接入一台逆变器，在光伏组件布置设计时每4组布置在一排支架上，形成前后两排，有的甚至布置在三排上，而一台逆变器只能安装在其中一排组件支架上，这样不在一排的组件电缆只能采用地埋方式接入逆变器，增加了施工难度，也增加了电缆长度，不便宜于施工和节约成本，还易出现地埋电缆损坏问题。
3.2 设备质量
（1）光伏组件的生产制造及运输质量难以保证。光伏组件的设计选型、材料选择、制造加工、包括运输目前并未形成一套成熟的规范。各个厂家与业主的要求也不尽一致，在质量方面差别很大。在对组件外观、背板特性、电池片上的黑斑、暗片、黑栅、I-V曲线、黑片以及组件性能试验抽检数量、合格标准等方面难以达一致。到货后的质量检测因为抢进度等原因也很难全面检测到位。
（2）光伏电站电气设备的设计标准执行不到位。以汇流箱为便，众多厂家生产的汇流箱存在各种缺陷。在调备布置、元器件选用、技术参数、防护等级等方面没有严格执行标准，造成元器件功能不全，容量系数小等缺陷，不满足现场安全及生产运行要求。逆变器普遍存在散热和防尘的矛盾，转换效率和可靠性还不够成熟稳定。
（3）设备制造质量不符合要求。以支架为例，光伏电站采用的支架横梁普遍存在扭曲、挠度过大等问题，给安装带来世大的困难。部分电气设备外购件品牌、型号、技术指标不符合合同及技术要求，以次充好、三无产品时有发生。
3.3 施工质量
（1）乙供材质量差。由施工单位采购的砂石料、水泥、钢筋、电缆、照明灯具、空调等材料设备，施工单位对供应商资质要求低，采用最低价中标，普遍购买质量差，为工程带来安全隐患。
（2）施工工期过于紧张。为“抢电价”，项目需在“6.30”前投运，施工工期只有3个月时间。工期短，导致难以认真按照工艺质量要求施工，出现质量问题后难以短期内解决。
（3）施工工艺差。光伏桩体、支架、组件、汇流箱、逆变器等设备施工工程量大，施工工艺重复，施工单位采用分区域分割外包方式施工，分包队伍套用资质、施工人员技能差或聘用周围村民进行组件安装，施工工艺粗糙，质量难以保证。光伏组件是精密电气设备，在卸货、搬运、安装、紧固过程中很容易出现损坏。但很多施工作业人员难以做到规范施工，很容易造成组件划伤、磕碰、裂缝等外观损伤，以及内部隐裂，而内部隐裂是难以检查消缺的。
电缆连接插头插接不到位，电缆敷设未采用保护管，固定不规范，一次电缆电缆头制作不合格，压接不到位等缺陷，造成插接并没有烧坏、电缆绝缘损坏、汇流箱过热起火等设备损坏事故。
3.4 质量管理过程
（1）施工技术管理人员能力不够，数量不足。作业队伍缺乏施工经验，不清楚施工的具体工艺要求。
（2）施工质量管理要求不严。没有严格按照《建设工程质量管理条例》、《监理规范》、《光伏发电工程质量监督检查大纲》等要求开展工作。材料、设备没有及时报验，施工方案、措施、签证未及时报批，工序验收未及时进行，验收把关不严随意性较大。施工质量意识不强，要求不高，处罚力度偏小。
（3）质量管理的规范要求未和具体实践结合。施工过程中各种安装数据、试试数据未测试，未记录，安装报告、质量验收签证、调试报告未及时整理审批，后补的各种技术资料存在数据造假、签字造假等问题。
4. 地面光伏电站质量管理应对措施
地面光伏电站质量管理难度较大，工期较短，建设期间各方面问题比较集中，但经过摸索，我们总结出一些解决办法和应对措施，在富源华能光伏电站建设过程中，问题基本得到解决。
4.1 设计管理。大型地面光伏电站项目工程管理质量、效率高低，首要因素是设计管理水平，设计管理将设计技术和现场实际情况结合起来，进而才能通过科学规划和分析研究，设计出适合项目实际施工条件的技术方案。设计管理主要包括光伏阵列区设计、电气设计、基础土建设计、房建设计、辅助设施设计。科学实现设计管理才能使后续施工符合实际要求，进而提升光伏电站项目的整体质量。具体做好以下工作：
（1）开展初步设计审查和施工图纸会审工作。召开设计联络会，开展初步设计审查。一是要求初步设计达到应有的深度，二是从符合规范、符合现场实际、符合生产运行三个角度进行审查。
（2）开展施工图纸会审工作。由监理组织业主、施工单位对图纸进行集中会审，对细节问题、错漏碰缺提出质疑，由设计院澄清，并由各方讨论确定。
（3）组织编制企业技术标准。编制自身需要设计技术标准，对设计方案、建筑布置、设备选型、设计技术参数进行统一标准，对各种设计细节进行明确。
4.2 加强设备管理
（1）开展设备设计审核工作。鉴于光伏电站设备设计存在缺陷，各方面性有指标难以达到设计指标，组织相关专业人员对设备设计图纸进行审核，并提出审核意见，完善后交设计单位设计。
（2）开展设备厂家调研工作。为规避光伏电站厂家良莠不齐的问题，在发招标文件前到相关设备厂家进行调研，了解厂家的生产能力、运行情况、设备质量及信誉，在招标文件投标资质条件中加以限制，将生产能力差、质量差的生产厂家排除在投标范围内。
（3）加强设备监造工作。委托专业机构到生产厂家进行设备监造，业主不定期到设备厂家进行抽检，确保生产进度和质量。
（4）加强设备验收工作。一是设备的技术参数是否全面达到合同要求；二是设备的外购材料、元器件是否满足合同约定；三是各项出厂试验项目是否漏项，试验是否全部合格。
4.3 明确施工技术标准，严格施工质量控制
（1）由设计人员进行施工工艺技术交底，进一步明确施工的技术标准，特别是施工工艺和具体做法，层层传达到每个施工人员，避免工艺标准不清、模棱两可。
（2）在各个施工区域由专业人员进行样板工程制作，其他作业面全部按照统一标准进行施工，并由业主、监理进行旁站监督，发现不符合工艺的立即纠正，并进行处罚，在施工过程中杜绝施工质量问题的发生，避免事后整改即影响质量又影响工期。
（3）针对施工单位采购的设备、材料，在招标文件及合同中，就明确外购件供货商短名单，明确品牌、型号、规格、数量，以规避风险减少分歧。
（4）加强施工质量管理，严格按照规范、图纸及合同文件进行验收。
结束语
地面光伏电站质量管理是一个持续性话题，从安全、规范施工入手，结合项目特点展开质量管理已经成为必然。必须建立严谨的质量管理体系，配备满足要求的质量管理人员，从设计源头，施工、供货过程管理到验收签批等各环节按照质量监督大纲规范管理，才能确保认真开展施工方案审批等工作，就能提高工程实体质量。
参考文献:
[1]余祖良，陈魁.光伏电站方阵基础的施工方法探讨[J].企业科技与发展,2013(9)
[2]黄湘,葛文刚,禹超.太联能光伏电站设计影响因素分析[J].华电技术,2013(2)
[3]陈旭光,王康红,许良唤.新能源光伏电站EPC总承包模式探讨[J].绿色科技,2012(8)
[4]李在卿.质量目标的建立与存在的问题分析[J].世界标准化与质量管理, 2005(04)
[5]范相林.光伏电站建设及运营管理研究[J].电子世界,2012(17)
作者简介
辛宗泉（1973－），男，高级工程师，主要从事发电厂电气技术管理工作；
张新春（1980－），男，副教授，主要从事输电线路工程方面的研究工作；
程永玲（1984－），女，工程师，主要从事发电厂电气检修工作。
论文作者:辛宗泉1, 2,张新春1,程永玲2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：光伏论文; 电站论文; 设备论文; 组件论文; 质量论文; 电缆论文; 逆变器论文; 《电力设备》2017年第33期论文;