山地光伏電站防洪設(shè)計和施工要點分析

特變電工新疆新能源股份有限公司 ■ 買發(fā)軍 呂丹中國船舶重工集團(tuán)西安第七O五研究所海源測控技術(shù)有限公司 ■ 白榮麗

0 引言

隨著光伏電站的大規(guī)模建設(shè)，山地光伏電站的比例逐漸加大，但由于山地光伏電站一般位于氣象、地形和地質(zhì)條件等相對惡劣的地區(qū)，而這些區(qū)域容易受洪澇災(zāi)害的影響。山地光伏電站洪災(zāi)主要是由短時間大規(guī)模的暴雨引起的，選擇合理的設(shè)計和施工方案，將雨水匯集、引流至場區(qū)外部，可有效防止雨水沖刷對電站造成的破壞，保證生命、財產(chǎn)免受損失。

1 光伏電站防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

集中式的大型、中型光伏電站，在設(shè)計過程中必須充分考慮電站選址及其周圍區(qū)域的工程地質(zhì)地貌情況，做好相應(yīng)的防洪設(shè)計，以避免或減輕洪澇災(zāi)害發(fā)生時可能造成的損失。根據(jù)GB 50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》對光伏電站防洪設(shè)計的要求，按不同規(guī)劃容量，光伏發(fā)電站的防洪等級和防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合不同標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，具體情況如表1所示。防洪措施宜在首期工程中按規(guī)劃容量統(tǒng)一規(guī)劃，分期實施[1]。

2 山地光伏電站防洪設(shè)計要點

山地光伏電站防洪在設(shè)計階段應(yīng)考慮避開原有的沖溝和低洼處，設(shè)計合理的排水方案；施工階段應(yīng)避免破壞原始地形地貌和地表植被，防止水土流失。

2.1 光伏區(qū)組件防洪

根據(jù)GB 50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》的要求，光伏方陣內(nèi)光伏組串的最低點與地面的距離不宜小于300 mm，并應(yīng)考慮幾個因素：1)當(dāng)?shù)氐淖畲蠓e雪深度；2)當(dāng)?shù)氐暮樗唬?)當(dāng)?shù)氐闹脖桓叨萚1]。

光伏區(qū)組件防洪重點應(yīng)考慮：1)避免組件支架基礎(chǔ)長期處于因雨水沖刷裸露或塌陷的地表；2)避免布置組件區(qū)域積水而導(dǎo)致組件、匯流箱等電氣設(shè)備出現(xiàn)安全事故。

因此，光伏區(qū)組件防洪設(shè)計可以考慮在整個場區(qū)雨水匯集區(qū)域，按照隨坡就勢原則設(shè)置漿砌石排水溝或混凝土排水溝，將場區(qū)內(nèi)雨水集中后引流至場區(qū)外部，以防止地表土壤或植被被雨水沖刷造成破壞。光伏區(qū)內(nèi)排水溝示意圖如圖1所示。

圖1 光伏區(qū)內(nèi)排水溝示意圖

2.2 光伏區(qū)箱變、逆變器防洪

山地光伏電站所在地的地形復(fù)雜，同時考慮到集電線路壓降、線損等原因，部分箱變、逆變器基礎(chǔ)可能會位于高邊坡或低洼區(qū)域。

針對高邊坡區(qū)域，建議采用漿砌石砌筑擋土墻，以降低邊坡被雨水沖刷的風(fēng)險。對于低洼區(qū)域而言，由于長期積水會導(dǎo)致箱變、逆變器基礎(chǔ)內(nèi)積水，嚴(yán)重時會產(chǎn)生電氣安全事故，這種情況可考慮在箱變、逆變器基礎(chǔ)周圍設(shè)置排水溝，將積水散排至其他區(qū)域。箱變、逆變器周圍排水溝示意圖如圖2所示。

圖2 箱變、逆變器周圍排水溝示意圖

2.3 光伏區(qū)道路防洪

光伏區(qū)道路防洪設(shè)計需避開匯水量較大的自然沖溝，積水嚴(yán)重區(qū)域采用管涵引導(dǎo)雨水排至低洼處，一般需要在涵管進(jìn)、出水口處設(shè)置消力池，避免道路邊坡被沖毀。

對于地表沖刷不太嚴(yán)重區(qū)域，在道路兩側(cè)根據(jù)地形修建排水溝，容易積水的路段設(shè)置過水路面，道路邊坡易滑坡處設(shè)置混凝土護(hù)坡。道路側(cè)排水溝示意圖如圖3所示。

圖3 道路側(cè)排水溝示意圖

2.4 光伏區(qū)集電線路防洪

山地光伏電站安裝組件后可能會改變雨水匯流走向，導(dǎo)致雨水集中沖刷地表，進(jìn)而沖刷集電線路電纜溝，致使直埋電纜裸露。因此，山地光伏電站可考慮采用電纜橋架或托索等敷設(shè)方式，減少直埋電纜設(shè)計。如仍需采用直埋方式，集電線路埋深需大于800 mm，并在部分低洼處埋設(shè)導(dǎo)流管。

2.5 升壓站防洪

升壓站防洪設(shè)計方案可采取以下幾種方式：

1)對場地標(biāo)高采取措施，場地的設(shè)計標(biāo)高不低于洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位；

2)對站區(qū)采取防洪或防澇措施，防洪或防澇設(shè)施標(biāo)高應(yīng)高于洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位標(biāo)高0.5 m；

3)采取可靠措施，使主要設(shè)備底座和生產(chǎn)建筑物內(nèi)地平標(biāo)高不低于洪水水位標(biāo)高[2]。

一般情況下，在升壓站周圍設(shè)置排水溝，將雨水引流至場區(qū)外。升壓站圍墻外排水溝示意圖如圖4所示。

3 山地光伏電站防洪施工要點

在山地光伏電站的建設(shè)過程中，必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防洪設(shè)施施工，確保光伏電站的主設(shè)備(光伏組件、箱變、逆變器等)高于安全水位。對于建造在易發(fā)生洪澇災(zāi)害地區(qū)的光伏電站，可考慮多道設(shè)防，通過修建排水溝、擋土墻、深埋集電線路等措施最大程度地減小隱患[2]。

排水溝建成后，應(yīng)加強(qiáng)對排水溝及側(cè)壁回填土維護(hù)，消力池也需要根據(jù)實際情況及時進(jìn)行清理。洪水期要及時清理排水溝內(nèi)的淤泥及各種堆積物，避免束窄排水溝的過水?dāng)嗝婷娣e，在洪水期因水流不暢造成雍水。洪水過后要及時清理排水溝中伸出的岸角、突起的坡角、淤泥(沙)及淺灘，保證排水溝內(nèi)水流順暢。

排水溝開挖后應(yīng)選擇U型槽、預(yù)制板或混凝土等方式對排水溝進(jìn)行砌筑護(hù)，減少徑流沖刷，最大限度減少水土流失。施工時應(yīng)集中堆放所開挖土方，施工結(jié)束后及時清理，嚴(yán)禁亂堆亂棄，避免破壞原始地貌植被。施工時應(yīng)避開大風(fēng)天氣，集中施工，對臨時堆土適時采取灑水降塵措施。

圖4 升壓站圍墻外排水溝示意圖

4 結(jié)束語

本文主要從光伏區(qū)組件防洪、光伏區(qū)箱變和逆變器防洪、光伏區(qū)道路防洪、光伏區(qū)集電線路防洪，以及升壓站防洪等幾個方面展開論述，并介紹了每種區(qū)域應(yīng)采取的防洪措施。建議在進(jìn)行復(fù)雜山地光伏電站設(shè)計初期就應(yīng)該充分考慮防洪問題，提前做好施工措施，避免造成重大損失。

[1]GB 50797-2012, 光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范[S].

[2]張棟. 山地光伏電站設(shè)計中環(huán)境因素的影響分析[J]. 中國水能及電氣化, 2015, (12): 73-74.