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【摘 要】 本文将基于太阳能光伏并网电站项目施工的监理实践工作,对这类工程的质量安全控制管控进行深入的分析,提出建设监理工程质量控制重点,从而成为该领域的工程建设监理人员进行施工质量安全控制的参考依据之一。
【关键词】 太阳能光伏电站;工程监理
一、前言
太阳能光伏发电以电能作为最终输出形式,具有传输极其方便的特点,其可存储性等方面具有巨大的优势。在系统并网运行时,需要同时实现的目标包括并网电流的正弦度、最大功率点跟踪、孤岛检测等,控制复杂,存在的居多问题严重阻碍光伏并网发电系统的推广与应用。本文将结合太阳能光伏并网发电工程建设结合该工程的建设监理实践,就此类项目监理质量安全控制方面提出一些建议和思考。
二、太阳能光伏并网电站建设案例分析
(一)工程概况
某电力公司300千瓦太阳能屋顶光伏并网电站示范工程,项目总投资2300万元属国家电网公司科研项目。工程主要建设意义在于:通过进行太阳能光伏并网电站的设计、加工、安装、调试、运行、维护以及测试的全部过程分析研究其特点及规律为今后大量推广应用打下基础。
太阳能屋顶光伏并网电站采用晶体硅光伏组件作为光电转换元件发出的直流电能汇流至防雷汇流箱,经逆变器将直流电转变为400V的三相交流电,再经过变压器升压至10KV并入电网,不设常规太阳能独立发电系统的庞大蓄电池组,简化了系统提高了电能利用率近30%。本工程内容包括三个单位工程:钢结构工程、屋顶的光伏发电工程(包括数据采集系统)、变配电系统工程。
三、太阳能光伏并网电站建设监理的要点
1、气象环境因素的确定
应在太阳能光伏电站的设计中重点考虑气象环境因素,建立太阳能光伏电站的气象环境设备,确保气象环境仪器设备的功能,对影响太阳能光伏电站运行的特殊天候进行严密监控,发挥气象环境的预报作用,在确保太阳能光伏电站稳定的同时,实现太阳能光伏电池的高效率运行。
2、太阳能光伏电池最佳倾角的确定
要根据太阳能光伏电站的地理位置和每天的辐照值绘制太阳能光伏电池的光电转换曲线,在通过计算太阳高度角确定太阳能光伏电池倾角,通过计算机编程调节太阳能光伏电池的倾角,提高太阳能光伏电池的光电转换效率。
3、太阳能光伏电池表面清洁频率的确定
太阳能光伏电站在设计初期需要对太阳能光伏电池在环境中受到污染的情况进行了解,确定污染物沾染太阳能光伏电池表面的情况,特别注意大风、强对流和沙尘暴天气对太阳能光伏电池表面的影响,再根据当地人工成本确定太阳能光伏电池的清洁频率。在我国北方太阳能光伏电池清洁频率以7天为周期,在南方太阳能光伏电池清洁周期可以延长到10到14天。
四、太阳能光伏并网电站建设监理的对策分析
(一)太阳能组件安裝
首先,只有在支撑构件安装(包括焊接和喷漆)完成并经验收合格后才可以进行太阳能组件的安装,如进行交叉施工会给太阳能组件的成品保护带来困难。太阳能组件在安装过程中有特殊防震要求,在安装前监理应要求施工单位预先编制太阳能组件的安装作业指导书报审再在施工过程中严格按工序规定进行安装,监理实时监控,提醒施工人员对太阳能组件小心轻放。太阳能组件的安装完成监理应着重对固定弹簧螺丝、螺帽和扣板的结合紧密度进行逐个检查,以防太阳能组件在外力扰动的作用下(例如风载等)结构失稳而遭到破坏。
(二)光伏电站方阵基础的施工方法
1)根据施工总平面图上拟建的建筑物的坐标位置、基线、基点的相关数据,城市水准点或设计图纸上指定的相对标高参照点,用全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺进行网点的测设;2)测量按先整体后局部的工作程序进行;3)在整个建筑场地内建立统一的控制网,作为各建筑物定位放线的依据;4)根据施工控制网进行各建筑物定位测设;5)使用经纬仪测设施工控制网点时,测量应不少于一个测回(往返测为一个测回);6)建立施工平面控制网使用钢尺量度时,应将钢尺两端尽可能保持在同一水平高度后方可进行量尺;7)统一施工控制网点,水准点及建筑物的主轴线等控制点标志的设置要牢固、稳定,不下沉、不变位,并用混凝土保护,重点标志可加栏围护;8)支架基础钢筋工程:钢筋进场和复试必须严格按照要求抽检,未拿到质保书和复试报告及对锈蚀等不符合规范要求的钢筋不得使用。钢筋保护层应符合图纸要求。
此外,螺旋桩基础施工问题上,螺旋地桩钻机采用四轮驱动行走的方式,该方式具有灵活、快速的特点。根据地质条件及用户的不同要求,工作臂前端可以更换推土铲、搅拌机、破碎锤等多种附具,实现一机多用。
(三)逆变器单体测试问题
太阳能光伏电站的关键设备就是逆变器。逆变器不仅承担着将直流电变成交流电的作用,并具有数据采集、测量、控制、保护功能。为确保系统并网投运一次成功,我们对逆变器进行了单体的调试:即断开逆变器后的升压并网系统,另接入一路380V的交流电接至逆变器交流侧,输出端接临时负载。对逆变器进行逐台测试,逆变器单体调试的主要任务是检测当光伏发电系统出现故障时,逆变器能否自动断开交流侧接触器进入保护程序;故障消除时,逆变器能否自动恢复正常运行。我们分别用断开、合上交流侧断路器和直流侧汇流箱直流总开关来人为制造交直流两侧的系统故障,测试逆变器的失电跟停功能及自动恢复功能。调试前,监理要审核调试方案。核对试验条件是否具备;事中,统一听从调试总指挥的指令。见证调试试验的过程和结果;事后,督促调试及施工单位及时恢复系统并进行检查验收。
(四)光伏电站并网发电方面
光伏电站并网发电启动过程是:先将10KV电网电源通过变压器变为400V交流电接入到逆变器交流侧;再将太阳能方阵中的直流电汇流后送到逆变器的直流侧;当直流侧阵列电压达到规定数值启动逆变器实现发电并网。首先,应完成变压器试验与超温保护测试,完成10KV高压柜静态效验检查所有断路器保护整定值是否满足要求并进行保护、控制回路传动试验,完成变压器、高低压开关、母线及一、二次回路的绝缘检查(绝缘检查过程中要将弱电回路断开),完成直流系统的所有测试项目。并网启动前,断开所有隔离开关、断路器,对每组光伏组件开路电压进行最后一次的测量。所有准备步骤完成后,按照电网调度部门批准的电站整体启动方案,在电网的统一调度和现场总指挥的指令下逐一合上分路开关实现太阳能光伏电站的并网启动。
太阳能光伏电站正常运行后,每天太阳升起时激发光伏板发出直流电能,经汇流箱集中到逆变器直流侧,当输入阵列电压达到470V并维持3分钟,待机状态的逆变器自启动合闸并网,直流电转换成400V交流电,然后通过升压变压器将电能回送到,10KV电网中去;当夜晚来临或阴云密布,阵列电压小于400V时逆变器自动断开与电网的连接重新处于待机状态,整个过程可完全自动控制,实现无人值班。
(五)安全文明施工控制重点
本工程建造在电力调度大楼16层楼顶框架结构上。这一特点给项目安全控制带来了一系列的特定因素。针对本工程的特点,项目监理部经危险源识别和风险评价制定了安全文明施工目标与重点控制环节,如做好高空作业安全措施、在施工作业面上全面敷设安全网、严防高空落物、起重吊装阻碍大楼交通。尽量安排在双休日进行集中吊装,严禁雨天施工并做好施工面临时防雷接地设施,控制施工噪音、钻孔、焊接锤击等工序,避开大楼的工作休息时段等。
五、结束语
综上,工程施工监理依据监理合同独立开展工程施工监理管理工作,操作过程中,从严把关,促进了工程量计量审核工作规范、有序开展,对控制工程投资起到了重要的作用。
参考文献:
[1]李文婷.建筑一体化光伏并网发电的应用和前景[J].青海科技.2014(3):90.
[2]禹华军.潘俊民并网发电逆变系统孤岛检测新方法的研究[J].电力系统及其自动化学报.2012(5):55-59.
【关键词】 太阳能光伏电站;工程监理
一、前言
太阳能光伏发电以电能作为最终输出形式,具有传输极其方便的特点,其可存储性等方面具有巨大的优势。在系统并网运行时,需要同时实现的目标包括并网电流的正弦度、最大功率点跟踪、孤岛检测等,控制复杂,存在的居多问题严重阻碍光伏并网发电系统的推广与应用。本文将结合太阳能光伏并网发电工程建设结合该工程的建设监理实践,就此类项目监理质量安全控制方面提出一些建议和思考。
二、太阳能光伏并网电站建设案例分析
(一)工程概况
某电力公司300千瓦太阳能屋顶光伏并网电站示范工程,项目总投资2300万元属国家电网公司科研项目。工程主要建设意义在于:通过进行太阳能光伏并网电站的设计、加工、安装、调试、运行、维护以及测试的全部过程分析研究其特点及规律为今后大量推广应用打下基础。
太阳能屋顶光伏并网电站采用晶体硅光伏组件作为光电转换元件发出的直流电能汇流至防雷汇流箱,经逆变器将直流电转变为400V的三相交流电,再经过变压器升压至10KV并入电网,不设常规太阳能独立发电系统的庞大蓄电池组,简化了系统提高了电能利用率近30%。本工程内容包括三个单位工程:钢结构工程、屋顶的光伏发电工程(包括数据采集系统)、变配电系统工程。
三、太阳能光伏并网电站建设监理的要点
1、气象环境因素的确定
应在太阳能光伏电站的设计中重点考虑气象环境因素,建立太阳能光伏电站的气象环境设备,确保气象环境仪器设备的功能,对影响太阳能光伏电站运行的特殊天候进行严密监控,发挥气象环境的预报作用,在确保太阳能光伏电站稳定的同时,实现太阳能光伏电池的高效率运行。
2、太阳能光伏电池最佳倾角的确定
要根据太阳能光伏电站的地理位置和每天的辐照值绘制太阳能光伏电池的光电转换曲线,在通过计算太阳高度角确定太阳能光伏电池倾角,通过计算机编程调节太阳能光伏电池的倾角,提高太阳能光伏电池的光电转换效率。
3、太阳能光伏电池表面清洁频率的确定
太阳能光伏电站在设计初期需要对太阳能光伏电池在环境中受到污染的情况进行了解,确定污染物沾染太阳能光伏电池表面的情况,特别注意大风、强对流和沙尘暴天气对太阳能光伏电池表面的影响,再根据当地人工成本确定太阳能光伏电池的清洁频率。在我国北方太阳能光伏电池清洁频率以7天为周期,在南方太阳能光伏电池清洁周期可以延长到10到14天。
四、太阳能光伏并网电站建设监理的对策分析
(一)太阳能组件安裝
首先,只有在支撑构件安装(包括焊接和喷漆)完成并经验收合格后才可以进行太阳能组件的安装,如进行交叉施工会给太阳能组件的成品保护带来困难。太阳能组件在安装过程中有特殊防震要求,在安装前监理应要求施工单位预先编制太阳能组件的安装作业指导书报审再在施工过程中严格按工序规定进行安装,监理实时监控,提醒施工人员对太阳能组件小心轻放。太阳能组件的安装完成监理应着重对固定弹簧螺丝、螺帽和扣板的结合紧密度进行逐个检查,以防太阳能组件在外力扰动的作用下(例如风载等)结构失稳而遭到破坏。
(二)光伏电站方阵基础的施工方法
1)根据施工总平面图上拟建的建筑物的坐标位置、基线、基点的相关数据,城市水准点或设计图纸上指定的相对标高参照点,用全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺进行网点的测设;2)测量按先整体后局部的工作程序进行;3)在整个建筑场地内建立统一的控制网,作为各建筑物定位放线的依据;4)根据施工控制网进行各建筑物定位测设;5)使用经纬仪测设施工控制网点时,测量应不少于一个测回(往返测为一个测回);6)建立施工平面控制网使用钢尺量度时,应将钢尺两端尽可能保持在同一水平高度后方可进行量尺;7)统一施工控制网点,水准点及建筑物的主轴线等控制点标志的设置要牢固、稳定,不下沉、不变位,并用混凝土保护,重点标志可加栏围护;8)支架基础钢筋工程:钢筋进场和复试必须严格按照要求抽检,未拿到质保书和复试报告及对锈蚀等不符合规范要求的钢筋不得使用。钢筋保护层应符合图纸要求。
此外,螺旋桩基础施工问题上,螺旋地桩钻机采用四轮驱动行走的方式,该方式具有灵活、快速的特点。根据地质条件及用户的不同要求,工作臂前端可以更换推土铲、搅拌机、破碎锤等多种附具,实现一机多用。
(三)逆变器单体测试问题
太阳能光伏电站的关键设备就是逆变器。逆变器不仅承担着将直流电变成交流电的作用,并具有数据采集、测量、控制、保护功能。为确保系统并网投运一次成功,我们对逆变器进行了单体的调试:即断开逆变器后的升压并网系统,另接入一路380V的交流电接至逆变器交流侧,输出端接临时负载。对逆变器进行逐台测试,逆变器单体调试的主要任务是检测当光伏发电系统出现故障时,逆变器能否自动断开交流侧接触器进入保护程序;故障消除时,逆变器能否自动恢复正常运行。我们分别用断开、合上交流侧断路器和直流侧汇流箱直流总开关来人为制造交直流两侧的系统故障,测试逆变器的失电跟停功能及自动恢复功能。调试前,监理要审核调试方案。核对试验条件是否具备;事中,统一听从调试总指挥的指令。见证调试试验的过程和结果;事后,督促调试及施工单位及时恢复系统并进行检查验收。
(四)光伏电站并网发电方面
光伏电站并网发电启动过程是:先将10KV电网电源通过变压器变为400V交流电接入到逆变器交流侧;再将太阳能方阵中的直流电汇流后送到逆变器的直流侧;当直流侧阵列电压达到规定数值启动逆变器实现发电并网。首先,应完成变压器试验与超温保护测试,完成10KV高压柜静态效验检查所有断路器保护整定值是否满足要求并进行保护、控制回路传动试验,完成变压器、高低压开关、母线及一、二次回路的绝缘检查(绝缘检查过程中要将弱电回路断开),完成直流系统的所有测试项目。并网启动前,断开所有隔离开关、断路器,对每组光伏组件开路电压进行最后一次的测量。所有准备步骤完成后,按照电网调度部门批准的电站整体启动方案,在电网的统一调度和现场总指挥的指令下逐一合上分路开关实现太阳能光伏电站的并网启动。
太阳能光伏电站正常运行后,每天太阳升起时激发光伏板发出直流电能,经汇流箱集中到逆变器直流侧,当输入阵列电压达到470V并维持3分钟,待机状态的逆变器自启动合闸并网,直流电转换成400V交流电,然后通过升压变压器将电能回送到,10KV电网中去;当夜晚来临或阴云密布,阵列电压小于400V时逆变器自动断开与电网的连接重新处于待机状态,整个过程可完全自动控制,实现无人值班。
(五)安全文明施工控制重点
本工程建造在电力调度大楼16层楼顶框架结构上。这一特点给项目安全控制带来了一系列的特定因素。针对本工程的特点,项目监理部经危险源识别和风险评价制定了安全文明施工目标与重点控制环节,如做好高空作业安全措施、在施工作业面上全面敷设安全网、严防高空落物、起重吊装阻碍大楼交通。尽量安排在双休日进行集中吊装,严禁雨天施工并做好施工面临时防雷接地设施,控制施工噪音、钻孔、焊接锤击等工序,避开大楼的工作休息时段等。
五、结束语
综上,工程施工监理依据监理合同独立开展工程施工监理管理工作,操作过程中,从严把关,促进了工程量计量审核工作规范、有序开展,对控制工程投资起到了重要的作用。
参考文献:
[1]李文婷.建筑一体化光伏并网发电的应用和前景[J].青海科技.2014(3):90.
[2]禹华军.潘俊民并网发电逆变系统孤岛检测新方法的研究[J].电力系统及其自动化学报.2012(5):55-59.