中国能源建设集团广东火电工程有限公司 广东广州 510735
摘要:本施工技术主要研究渔光互补光伏发电站支架、桥架、组件设计、安装集成技术以及逆变器在光伏并网发电系统中的应用,提出渔光互补光伏电站中的最优施工方案及主要设备的选择,结合工程实际情况找出科学有效的施工技术措施。
关键词:渔光互补光、光伏发电站、安装、技术措施、电网
前言
随着化石能源的日益减少以及化石能源对环境的影响,以风能、太阳能等为主的可再生能源占比逐年增加,但由于受到了土地资源稀缺的限制,开发建设大型地面光伏电站往往比较困难,渔光互补光伏发电的出现有效地克服了这一难题,它是科学利用鱼塘、湖泊及芦苇荡滩等资源,采用水上发电、水下养殖的模式,能够充分发挥土地效益,对土地综合利用与新能源产业结合发展起到良好的示范作用。
1.工艺原理及材料与设备选择
1.1工艺原理
光伏组件安装在光伏支架上,支架安装在水塘或鱼塘中,光伏组件通过汇流电缆将组件产生的直流电汇集到汇流箱中,汇流箱与逆变器相连接,将直流电逆变成交流电,交流电通过升压变升压成中高压交流电,中高压电通过高压电缆输送到光伏中心升压站,通过升压站再次升压到电网系统电压,最后通过输电线路杆塔输电到电网。
2.施工流程及操作要点
2.1 渔光互补光伏电站施工工艺流程图如下:
准备→场地清理→场区道路施工→场区排水→测量放线→PHC管桩安装→组件钢支架安装→组件、汇流箱安装→逆变器、升压变安装→升压站安装→输电线路安装→电气设备调试→并网发电→结束
2.2 操作要点
本施工技术重点介绍渔光互补光伏发电站中的场区降水,PHC管桩施工,光伏支架、组件、汇流箱、逆变器、升压变的安装等方面的施工工艺要点,升压站和输电线路的施工和常规电力工程施工相同,不再介绍。
2.2.1 场区降水
桩基施工前对场区靠河测采用推土机堆筑防水堤坝,新建围堰长度约2km,新建围堰位置分布于升压站两侧各约1km;围堰形成后在场区内开挖7m×7m的方格网状排水沟,排水沟尺寸1m×1m;以便地表快速降水,并在场区四周设置汇流沟,尺寸1.5m×3m,场区小排水沟与四周汇流沟相连,在场区外侧靠河测每隔2km采用一台抽水泵将厂区内汇流沟内的水排至河道内,从而达到快速价低地表水的目的。
2.2.2 管桩施工
1.测量定位
采用天宝R8型GPS对每个方阵进行四角放线,每个方阵内部桩位采用全站仪根据工程四角坐标进行放点,前期采用GPS将50个方阵的四个坐标确定,再分6组采用全站仪对方阵每个桩位进行放线。管桩按各子阵四角定位,布设成矩形网,根据设计标高,用水准仪复核丈量后的高程,复核无误后方可在其它柱头处加密水平标志。
2.试桩
试桩要求
正式施工前必须先进性试桩工作,以确定桩长、最大压力值等技术指标,并校核压桩机设备、施工工艺及技术措施是否满足施工要求。
试桩应该选择在持力层较深的区域进行,以检测单桩承载力是否达到设计要求,如达不到要求,则进行设计修改,如达到设计要求,则按照设计施工图进行施工,具体选择试桩桩位由设计单、建设单位来定,试桩应符合以下要求:
试桩在统一条件下试桩数量不少于点总桩数的1%,且不少于3根;试压桩的规格、长度及地质条件应具有代表性;试压桩应选在地质勘探技术孔的附近;试压方法及试压条件与工程桩一致;试压桩宜按1%的工程桩数进行试验。
(2)其它准备工作
桩机进场后,需对桩机的型号、重量、最大压桩力等参数予以确认。由于桩基自重较大,打桩前需合理规划桩机行走路线,并对路线是否满足桩基通行做好评估,如不能满足桩机通行需提前采用铺设钢板或回填砂石夯实等措施。
3.打桩
液压振动锤击桩施工工艺流程:桩机就位→吊桩插桩→垂直度调整→压桩→振动压桩→压力达到设计要求停止振动→静压持荷5秒→反复施压三次→终止压桩→完成。
桩起吊提升到垂直状态后,将桩上头套入压梁下部固有送桩器,然后将桩尖准确的放在桩位上,缓缓施压将桩插入土中1.0m左右位置,停止施压,检查调直桩身垂直度。桩身垂直度检查调填与桩机导向杆垂直度检查调直方法相同,即在机架前,侧呈900的两个方向,各距机架20m左右处,架设的经纬仪,测量检查桩身两个方向的垂直度,并利用桩机将桩身调直。控制植桩桩身垂直度偏差0.5%以内。
然后方可压沉管桩。将桩身调直,并用经纬仪校正确定无误后,利用桩机自身重量,将桩逐渐压入土中。沉桩应连续施压,当桩机自身重量足以将压入土中时,开启桩机高频振动装置,继续将桩压入土中。压桩控制原则:以设计桩长控制为主,压力值控制为辅,当桩长达不到设计要求时,终压值应≥75%单桩设计极限承载力值。
2.2.3 光伏组件支架安装
电池组件支架采用固定式三角形钢支架,支架布置结合电池板大小布置,支架角度为200,支架主材采用角钢,角钢采用螺栓连接,便于现场安装。
1.测量控制
为了能满足结构安装的精度,又能满足工程的施工进度,测量仪器的选择和测量方案的简便可靠至关重要。
1)标高检查:支架安装前检查独立基础的标高,对于一组独立基础顶标高满足安装要求的,可直接进行预安装;对于不能满足安装要求的独立基础需进行处理,处理完成后方可进行该组支架的安装。
2)前后、左右轴线偏差检查:支架安装前需对独立基础的前后、左右轴线进行检查,测定其偏差是否满足安装要求。
3)固定支架角度测量:支架安装过程中应随时检查其角度是否满足290的要求。
4)主梁及次梁平顺度检查
2.底座、后立柱、主梁、撑杆及次梁安装
1)前、后底座安装:前、后底座安装的主要为是否固定牢固,支架安装完成后应检查底座安装是否牢固,对于安装不牢固的应进一步固定。
2)后立柱及主梁安装:前、后底座安装完成后进行后立柱及主梁的安装,后立柱安装的垂直度必须满足要求;主梁安装完成后,每一组主梁的平顺度必须满足要求。
3)撑杆及次梁安装:撑杆安装完成后,检查每一组主梁的平顺度,对于不满足要求的主梁应再次进行调整。
4)固定支架的校正标准为:垂直度≤H/1000;轴线位移≤5mm;标高偏差≤±3mm。
5)初步校正符合要求后,将后立柱、主梁、撑杆及次梁形成框架。重新校正合格后,进行螺栓紧固。
6)严格按照钢结构施工及验收规范(GB50205—2001)及钢结构工程质量检验评定标准(GB50221—2001)的要求组织施工。
2.2.4 光伏组件安装
1.施工准备
1)施工期的设备机具准备到位,实验设备齐全。2)预埋件符合要求,预埋件应牢固,安装场地干净,道路畅通。3)设备、材料齐全,并运至现场。
2.组件安装
1)安装组件前,应根据组件参数对每个太阳板电池组件进行检查测试其参数数值应符合产品出厂指标。2)将所有焊点满焊,焊接处满足焊接要求。处理焊接处无杂物,同时作防腐处理。3)测量太阳板电池板在阳光下的开路电压,电池板输出端与标识正负应吻合,电池板正面玻璃无裂纹和损伤,背面无刮伤毛刺等。4)按照基础槽钢预留孔位置,安放光伏太阳板,使用压块压接。 5)由于太阳板易碎的特性,在搬运、摆放、紧固螺丝时要轻拿轻放,紧固力度适中。6)严格按照图纸要求安装太阳能组件,将其用压块固定在支架斜面上。
3.组件安装规定
1)光伏组件安装应按照设计图纸进行。2)组件固定的压块应符合制造厂或设计文件的规定。3)组件安装允许偏差应符合下表规定。
4.组件安装允许偏差
⑹ 检查设备外观有无明显破损,按装箱单清点资料、合格证、附件、备品备件等是否齐全,检查设备固定螺丝、元器件、端子、线头、标签等有无脱落,结构有无裂纹。
3.汇流箱安装
(1)汇流箱安装应满足设计要求。(2)汇流箱安装按相关技术规范及设备供应商技术要求进行安装。(3)设备接地及其它按有关规程规范要求进行。(4)电缆安装按有关规程规范要求进行。(5)将光伏防雷汇流箱按原理及安装接线框图接入光伏发电系统中后,应将防雷箱接地端与防雷地线或汇流排进行可靠连接,连接导线应尽可能短直,且连接导线截面积不小于16mm2 多股铜芯。(6)接线时需要拧开防水端子,然后接入连线至保险丝插座,然后拧紧螺丝,固定好连线,最后拧紧外侧的防水端子。(7)输入输出均不能接反。(8)输入线采用4mm2的软铜线,输出及地线采用不小于16mm2的软铜线。
4.逆变器安装
1)采用基础型钢固定的逆变器,基础型钢的安装应符合下列要求:
允许偏差应符合表2.3的规定。
基础型钢安装后,其顶部宜高出抹平地面10mm。基础型钢应有明显的可靠接地。
2)逆变器与基础型钢之间固定应牢固可靠。3)逆变器安装在震动场所,应按设计要求采取防震措施。4)逆变器内专用接地排必须可靠接地且导通良好,100kW及以上的逆变器应保证两点接地;金属盘门应用裸铜软导线与金属构架或接地排可靠地接地。5)逆变器的安装方向应符合设计规定。6)逆变器直流侧电缆接引前必须确认汇流箱侧有明显断开点,电缆极性正确、绝缘良好。7)逆变器交流侧电缆接引前应校对电缆相序,检查电缆绝缘。8)电缆接引完毕后,建筑物中和逆变器本体的预留孔洞及电缆管口应做好封堵。
3.应用实例及效果评价
3.1工程概况
清远市阳山县小江镇沙寮村1120KW分布式光伏发电扶贫项目为渔光互补项目,安装4152块标准功率为270Wp的多晶硅光伏组件,光伏电站总容量为1.12104MWp。
3.2 施工情况及结果评价
通过渔光互补光伏发电站设计和安装调试关键技术的研究与应用,在确保安全质量控制目标下,加快了施工进度、提高了发电效率,降低运营成本。
渔光互补光伏发电站最大限度的节约了资源,保护了生态环境,同时通过设计优化,增加了光伏发电站容量,减少了余土外运,社会效益和环境效益显著。
4.结语
本施工技术根据水库和滩涂的施工特点,合理选择主要设备和方阵,汇流箱、箱变、逆变位置,优化桥架、电缆布置,采用液压振动锤击管桩施工工艺。确保了渔光互补工程过程中的安全和质量,节约人工、保证工期、工作效率高、环境保护好,具有较高经济效益和社会效益。
随着传统能源发电在未来整个电力系统中的比例会逐渐减少,而以风能、太阳能等为主的可再生能源占比会逐年增加,由于光伏工程受到了土地资源稀缺的限制,渔光互补光伏发电具有优越性。本施工技术的应用,在渔光互补工程施工中安全高效,具有转好的推广价值。
参考文献:
[1]GB/T 19964—2012 光伏发电站接入电力系统技术规定.中华人民共和国国家质量检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会,2013.
[2]GB 50797—2012 光伏发电站设计规范 中国电力企业联合会,2012.
[3]GB 50794—2012 光伏发电站施工规范.中华人民共和国国家质量检验检疫总局、中华人民共和国住房和城乡建设部,2012.
[4]GB/T 50796—2012 光伏发电工程验收规范.北京:中华人民共和国国家质量检验检疫总局、中华人民共和国住房和城乡建设部,2012.
论文作者:钟远峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/2
标签:光伏论文; 支架论文; 组件论文; 逆变器论文; 发电站论文; 场区论文; 电缆论文; 《基层建设》2017年第36期论文;