光伏發電工程設計各階段的質量控制

楊 洋

(中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

在社會經濟穩步增長的背景下，各個行業在發展過程中對電能的需求量持續增加，我國電力資源緊缺，以燃燒煤炭為主的發電方式無法滿足現階段的用電需求，加強對太陽能、風能等清潔型能源發電方式的研究有助于緩解我國電力資源不足的問題，也能推動電力企業的創新發展。本文以光伏發電工程設計各階段的質量控制為出發點，對具體的控制措施展開了探究。

1 踏勘搜資階段的質量控制

光伏發電工程踏勘搜資是設計工作中重要的工作內容，搜資的完整度、精準度，數據信息的及時性、全面性與光伏發電工程的設計質量、設計方案的合理性有著密切的聯系。光伏發電工程建設工作要以設計方案為標準和依據，通常情況下為節約土地資源、合理利用太陽能能源，光伏電站的廠址一般選在沙漠、荒山荒地等地形條件復雜的區域或建筑屋頂上，受到復雜地形條件的影響，為提高設計質量、保證施工效率，設計人員必須深入現場充分了解地質條件和周邊環境，要保證設計方案的合理性、實用性、適用性和經濟性。

1.1 主要設計工作內容

1.1.1 根據項目類型編制搜資清單

在光伏發電工程設計工作開展過程中要根據項目類型編制搜資清單，清單的主要內容包括：光伏發電工程建設區域氣候氣象條件、建設區域巖土地勘資料、水文地勘資料、接入系統報告、電網接入批復函、光伏組件、逆變器等設備資料、業主要求等內容。不同的類型的資料，其用途和在工程設計中發揮的作用不一樣，光伏發電工程建設所在區域的氣候、氣象條件的搜資主要是了解清楚當地的年降雨量、日照輻射情況、雷暴天氣出現的頻率等因素，加強對這些要素了解，可以在相應的工程設計環節針對惡劣的氣候環境采取具有針對性的解決措施，降低天氣狀況、地質環境對光伏發電站生產量、生產能力的干擾。對地質條件、水文條件展開深入研究和調查可以為工程項目建設提供有力的數據支撐，針對不同的地質、土壤條件，在設計階段提供全面的數據支撐，可以保證后續工程建設工作能夠順利開展。如果出現一些凍土、軟土等不良土壤條件，可以在工程項目建設時采取相應的解決措施，提高工程建設的整體質量，延長光伏發電站的使用壽命，促進我國光伏發電工程的穩步發展。整理接入系統報告和電網接入復批函主要是要了解清楚電壓等級、計入點距離、站用變情況、無功補償配置要求、二次保護、調度通訊要求等。通常情況下業主單位會指定主要設備的廠家和規格型號，收集光伏組件、逆變器等主要設備的資料時，設計人員需要與業主單位建立良好的聯系和溝通，明確業主方的具體需求，才能表面因溝通不及時、不充分導致的工程糾紛和矛盾。

1.1.2 需實地踏勘的資料

眾所周知，光伏發電工程設計工作具有一定的系統性、復雜性和 綜合性，涉及不同部門、不同工種之間的交叉工作比較多，人為因素、地理地質條件、氣候條件都會對設計方案的合理性造成對很大影響，在設計工作開展過程中需要實地踏勘的資料主要有建設場地周邊的交通運輸條件、進場道路情況、給排水設施條件等可能影響工程建設的條件。此外，還要仔細勘察廠址周圍的大氣污染情況、有無大型遮陰物，以免對太陽輻射的強度、市場造成影響，干擾光伏發電廠的生產效率。

1.1.3 屋頂光伏項目搜資內容

如上文章所述，光伏發電系統的建設除了在沙漠等偏遠地區建設之外，為提高太陽能利用率，提升發電量，光伏發電系統還常見于建筑物屋頂。在光伏發電工程設計階段屋頂的搜資內容主要包括廠區總圖、廠房建設圖、結構圖、廠區詳細的電氣系統圖。與光伏發電站不同的是，建筑屋面光伏發電系統生產出來的電能可以實現就近使用，不需要遠距離輸送電能，在設計階段相關人員要考慮市場環境。

1.2 設計質量控制要點

踏勘搜資階段的設計工作是動態變化的，各類資料的搜集也要根據設計工作的實際開展情況和具體需求進行，設計質量的控制要隨著設計工作的不斷深入逐漸加強。為提高設計方案的合理性，設計人員要從多角度、全方位考慮影響設計方案實用性的因素，加強與其他部門的聯系和溝通，保證發設計方案的全面性。例如，在踏勘階段了解工程建設區域的氣候、氣象狀態時需要與當地的國家基本氣象站建立聯系，考慮當地的風力、降雨量、惡劣氣候條件出現的頻率和持續時長等因素。光伏發電工程建設在建筑物屋面時需要收集廠房的相關竣工圖紙。對于業務單位提供的圖紙資料，為保證資料的完整性、及時性和全面性，設計人員要盡可能到現場對圖紙資料進行復核，為設計質量提供全面的保障。光伏發電工程設計工作具有一定的系統性，有些設備、屋頂構筑物可能無法在圖紙資料上顯示出來，設計人員到現場進行勘探可以提高圖紙資料的完整度。

2 可研設計階段的質量控制

光伏發電項目的可行性研究報告是項目申報或備案的基礎性資料，也是向相關部門申請其他支持性文件的必要資料，是業主發投資決策的主要依據。結合實際情況來看，光伏工程項目可行性研究具有較強的綜合性，在實時研究過程中要結合光伏工藝、電氣一次、電氣二次、土建、給排水等各部門之間的工作，加強不同專業、不同工種之間的聯系，可行性研究報告的設計質量對光伏工程項目的決策水平和項目功能有著直接的影響。光伏工程項目的主要任務和規模以及項目開發的可行性是可行性研究階段設計工作的主要內容，在該階段還要對當地太陽能資源進行綜合分析，結合當地氣象部門對太陽能資源進行評價，同時要根據工程現場的地質條件或建筑屋頂荷載條件提出支架基礎、設備基礎方案，給出評價結論，確定光伏組件和逆變器的主要參數。該階段設計工作包含內容比較多，想要提高設計質量必須要加強不同專業、不同工種、不同部門之間的聯系，提高各專業之間的協調性、統一性和系統性才能為后期的項目實施提供理論支持。在該階段設計質量的控制要點要確?？尚行匝芯繄蟾娣闲袠I標準和管理規定，在確定技術方案、設備選型方案時要從多角度、全方位考慮方案的經濟性、合理性和實用性，通過方案的多次對比和調整采用施工可行、成本最低的技術方案。在可行性研究報告設計階段編制工作開展過程中，各專業間的相互提資最容易出現信息不對稱的情況，想要提高設計質量相關人員必須要嚴格校審制度，提資要執行三級校審。同時要保證工程設計概算編制的完整性，準確反映出設計內容。

3 初步設計階段質量控制

通常情況下，裝機容量超過20 MW的大中型光伏電站項目，施工圖設計前都要做初步設計，初步設計工作的主要目的是對可研階段推薦的技術方案、設備選型方案進行深入論證，對各類方案通過經濟、成本、技術各方面的比較。確定最終的技術方案和設備選型方案。為下一階段的施工圖設計提供保障。

3.1 主要工作內容

設計人員要做好初步設計階段和可行性研究報告階段工作內容的有效銜接，明確這兩個階段的重點工作內容和工作目標，設計階段是對可行性研究報告階段設計內容的拓展和延伸。在該階段要完善和優化初步設計圖紙內容，將各專業技術方案、設備型號、建筑結構尺寸、設備基礎類型、總圖設計、電氣接入方案、二次保護交流電源等圖紙內容進行拓展。

3.2 質量控制要點

初步設計階段的質量控制要點主要包含：在該項工作開展之前公司各個部門要與業主單位召開設計聯絡會，進一步了解業主單位對初步設計方案的各項具體要求，以提高初步設計方案的合理性、實用性和經濟性。在初步設計方案完成之后，公司內部人員要進行校審，形成正式的設計圖紙。其次，在設計概算階段，設計人員要提供詳細的設備清單、電纜敷設路徑圖等資料，保證概算工作的精準度，在該階段需要對光伏發電工程項目的投資規模、建設規模進行確定。

4 施工圖設計階段質量控制

從光伏發電工程項目建設的實際情況來看，設計質量控制工作要貫穿于工程項目全過程，踏勘設計階段質量控制、可行性研究設計階段質量控制、初步設計階段質量控制和施工圖紙設計階段質量控制這四項工作內容之間必須做好有效的銜接，以提高工程項目設計工作的協調性、整體性和統一性。相比其他階段來說，施工圖設計階段質量控制最為重要，在該階段需要結合初步設計圖的具體內容對細節性的問題進行優化，通過圖紙、設計說明、材料清單等設計文件將設計者的目的和設計結果表達出來，為光伏發電工程項目施工環節奠定基礎。

4.1 主要工作內容

施工圖設計階段的主要工作內容包括：編制設備材料技術規范書；按照施工圖出圖計劃完成圖紙設計；做好設計交底工作；完善設計代工、設計變更、電力質檢等工作。不同的工作內容其目的也存在差異，在光伏發電工程項目實施中所起到的作用不一樣。編制設備材料技術規范書主要是為設備材料的采購、市場調研提供基礎，在該階段采購人員要與技術人員建立良好的溝通，以保證設備采購的經濟性、實用性，光伏發電工程項目包含的設備數量多、類型復雜，必須要熟練掌握各類設備的具體特征，了解市場環境才能控制建設成本，推動光伏發電工程項目的順利開展。在施工圖設計階段要按照設計圖紙的進度方案、計劃完成出圖任務。光伏系統設計主要包括光伏陣列的布置、發電系統接線圖、設備選型、集電線路設計等工作內容，總平面布置圖設計主要包括廠區的總平面布置、升壓站以及生活管理區設置、道路圍欄等布置圖。做好設計交底工作要求設計人員要將施工圖設計文件整體進行介紹，表明設計意圖、設計目的，此外還要強調光伏發電工程項目實施過程中的重點、要點、難點工作內容，對光伏工藝、電氣接線、組件結構等容易發生問題的施工環節進行說明，同時要及時與施工單位、監理單位、建設單位建立溝通，確保施工設計圖的各項內容都能夠有效完成，與此同時要對各單位相應的問題進行解釋。眾所周知，光伏發電工程項目具有一定的系統性、復雜性，涉及不同部門、不同專業之間的交叉工作內容比較多，在項目具體實施過程中可能會出現諸多變更因素，在工程項目實施階段要做好變更因素的管控，以提高變更方案的合理性，避免不合理的變更增加施工成本。

4.2 質量控制要點

施工圖設計質量控制的基本原則是按照高標準、規范化的要求進行光伏電站的工程設計，管理人員要以提高工程項目的可行性、安全性、穩定性為主要工作目的，在施工設計階段，要選擇成熟、有把握的技術和設備，將新工藝、新技術、新材料、新設備應用到光伏發電工程建設中，以此來提高生產效率，保證生產質量。在質量管控中要嚴格執行公司質量管理體系文件，規范設計程序和設計作業，做好各專業接口管理。

5 結束語

綜上所述，光伏發電工程各設計階段的主要任務和目的不同，質量控制要點也存在一定的差異。但是不同階段之間的聯系比較緊密，設計人員要加強上述四個階段質量控制和設計內容之間的有效銜接才能保證設計工作的整體性、系統性。提高設計方案的合理性。在設計工作開展過程中，設計人員要加積極總結借鑒光伏發電工程的設計經驗，明確不同設計階段的質量控制要點，將新技術、新設備、新工藝、新材應用到光伏發電工程施工中，以促進我國光伏發電行業的創新發展。