摘要：本文阐述了现代光伏电站给排水及消防专业设计特点，根据笔者多年工程设计经验，针对性总结了此类工程专业设计中的一些要点。
关键词：光伏电站 给排水 消防 设计
一、概述
光伏电站是指利用特殊材料诸如晶硅板通过优化排列布置，吸收利用太阳光能转化为电能，通过逆变器等电气装置，与电网相连并传输电力的系统。目前光伏电站是国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目之一。其做为近年来新能源产业的一个重要组成部分，由于其安全可靠，环保无污染，受地域限制小，建设周期短等特点，而且近年来随着光伏面板等关键设备成本价格的下降，其在国家社会的的发展中发挥着越来越广泛的作用。
光伏新能源电站与传统电力工程相比有自己的特点，为提高光伏面板的光照效率，工程建设地点一般较为偏远切配套设施很不完善，建设要求周期短、效率高、投资少等。随着国家补贴政策的日益退出，对给排水及消防在内的各专业设计提出了一系列更高的要求。
二、给排水及消防设计特点探讨
1.给水
1.1 光伏电站工程大部分地处位置偏僻，无市政配套给水设施，对于水源方式的选择应综合考虑经济适用性。有条件的工程优先考虑引接市政给水管道直供，一般引接长度在1km以内经济性较好。如距离过长应考虑打井取水，应注意由于站内生产生活用水量较小，一般可不设给水机组，建筑屋顶设重力自流水箱即可满足用水要求，可取消给水机组和减少取水井泵的启停次数。对于某些地处偏远且不具备抽取地下水条件的工程，则可设置一套包含水箱的一体化综合泵站，采用水车定期运水的方式给水箱补水，再由变频泵供给站内用水点，水箱容积应综合考虑站内用水量及运水周期等因素。
1.2光伏面板的清洁在很大程度上影响了发电效率，因此必须定期对面板进行冲洗维护。冲洗应根据本地的气象条件及光伏电站特点进行，当气温降到 0℃以下时不得进行水洗，避免造成光伏组件表面结冰。常规的冲洗方式是集中设置相应供水设备和蓄水池。增压泵从蓄水池吸水加压后，通过光伏区敷设的给水管网送至光伏区用水点。光伏区考虑每隔一定距离设置取水点，通过快接头连接软管对光伏组件进行清洗。笔者曾对全国多个光伏电站项目进行跟踪，在空气质量较好、雨量充足及温湿度适宜的南方大部分地区，通过数据对比分析发现自然雨水冲洗条件下，对发电效率的影响非常有限，因此可首选雨水自然冲洗的方式。对降雨量少、空气污染严重的地区应采用人工清洗。根据工程经验每年大规模用水清洗4次，由于很多情况下光伏区地形复杂不宜大规模敷设管道，笔者推荐采用外雇加压水车清洗的方式，以达到预期效果的同时，降低建设和维护成本。
2.排水
2.1 在国家的政策鼓励下光伏电站工程很多是企业自有资金投资建设，对工程造价的把控十分严格，用地越紧凑则意味着更高的效益，也意味着场地排水可利用的空间也愈少，为此进行光伏电站场地排水优化研究，在保证排水顺畅的同时精简排水设施十分有必要。以节省用地，方便运行及节能降耗提高效益为出发点，排水部分可在以下几个方面进行综合考虑：1）站区围墙底部设排水孔排除其附近场地积水，最大程度的利用了现有条件，减少了场地排水设施的布置。2）对于设备基础多、面积大的配电装置场地，可设置道路边排水沟，相对于传统的埋管排水方式，降低了施工的复杂程度，减少了工程量。3）对于道路边场地有限的工程，笔者结合工程实践经验，自行设计了一种专利新型复合式排水检查井（专利号：201620835588.7），通过在复合材料排水井盖的上进行有规律的开孔，使得该井盖能同时兼作雨水口，极大的解决了施工和设计问题。
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2.2 近年南方很多地区发展了一种综合型的渔光互补工程，即在鱼塘上面建设架空型升压站及光伏面板，更大程度的利用了土地资源进行发电及水产养殖。该类型工程升压站部分的排水应宜简不宜繁，场地雨水可设直通下层鱼塘的雨水箅子排除，不宜再设管道。其中主变含油废水和生活污废水的排放需要特别注意，此类排水均不应直接排放到下层鱼塘，以免对水产生态造成无法预估的损害，应进行充分处理后排放。特别是含油废水，经事故油池进行油水分离后应直接采用潜污泵强排至鱼塘范围外的安全排水点，生活污水可参考本文第4点进行处理达标后直接排至鱼塘。由于其架空板构造，污废水管道可采用板下吊装的安装方式，检查井可因地制宜选用重量较轻的塑料成品检查井嵌入固定在板下，取代传统的砖砌或混凝土检查井。
3.消防
3.1 根据建规要求，耐火等级不低于二级且建筑体积≤3000m3的戊类厂房可不设室外消火栓，建筑占地面积＜300m2的厂房和仓库可不设室内消火栓。光伏电站升压站相较城市变电站，电气装置复杂程度和数量较少，建构筑物也相对简单。故而有条件在进行方案设计的时候，各专业可充分沟通，将建筑方案尽量设计在以上限制范围之内。可在满足消防规范要求的条件下不设置水消防系统，精简了消防泵房水池、各类消防管道，极大的节省了建设用地及业主投资。
3.2 光伏电站灭火器的配置应严格按照《建筑灭火器配置设计规范》执行。根据工程特点，笔者提出几个较容易忽视的问题：一是光伏区箱变的灭火器设置，笔者查阅了很多相关消防规范，该部分未有明确规定，从工程安全可靠的角度考虑，光伏区箱变应设置灭火器，设置等级参考配电装置室即可。二是升压站内各房间的危险等级不完全相同，不能以同样级别配置灭火器，一般来说只有主控室为严重危险等级，应该配置5kg以上干粉灭火器，其他非重危等级设备房间按DL 5027-2015《电力设备典型消防规范》应配置不低于4kg的干粉灭火器，设计人员在布置的时候注意不要低配。三是电站电气设备室一般面积空间较大，设计人员按规范计算了灭火器的规格数量，但是往往忽视了规范中对各类火灾场所灭火器最大保护距离的规定，导致不符合规范。只有全面严谨的从灭火器配置基准计算以及最大保护距离两个方面进行设计，才能保证工程满足消防要求。
3.3 光伏区火灾报警装置的设计。光伏区由于面积很大，如采用集中报警装置，在光伏区箱变设置的火灾报警探测器布线将会非常困难，而且会造成极大浪费。由于火灾探测器占用信道少装置数量也少，可采用报警信号与通信二次信号共线的处理方式，将箱变探测器接至升压站火灾报警控制器主机，就此可解决布线困难的问题。
4.污水处理
近年来随着环保设计理念的发展，不少光伏电站工程也进行了污水处理排放，处理工艺的选择间接影响工程投资，如传统SBR、接触氧化工艺其占地面积达数十平米，对用地造成一定浪费。据笔者工程设计经验，污水处理装置的选择应首先准确判定站外排水环境，然后根据环境类别确定处理标准，如非水源保护等性质的水体，生活污水处理达无需达到一级标准即可排放，可选择环保型玻璃钢生化处理池，其结构简单占地面积极小、无动力消耗且施工便捷。如需进行达标回用处理，笔者推荐采用一体化膜生物反应器，由于其处理核心单元的特性及装置方式，达到可回用水处理标准的同时占地面积不到传统三级法的1/5，大幅度的提供了工艺的经济效能。随着水处理技术的发展，设计人员应多关注经济实用的新技术新工艺，验证后适时应用于光伏电站工程。
三、结论
本文就笔者多年来从事电力行业给排水及消防设计取得的一些经验，结合近年来的新思路新理念，对光伏电站给排水及消防专业设计特点及注意事项，在当下光伏电站设计规范略有不明确的地方做出了一些完善补充和说明，希望能给同行提供一些参考和支持。
参考文献
[1]DL 5027-2015《电力设备典型消防规范》
[2]GB 50797-2012《光伏发电站设计规范》
论文作者:韦灿炫
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/6
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