基于風(fēng)險(xiǎn)控制的屋頂分布式光伏電站開發(fā)建設(shè)

周殿靜

中煤科工重慶設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，中國·重慶 400042

1 引言

在全球環(huán)保共識(shí)和國家政策的推動(dòng)下，分布式屋頂太陽能發(fā)電項(xiàng)目正逐步掀起一場(chǎng)新的能源革命，推動(dòng)了技術(shù)革命，提高了發(fā)電能力，為環(huán)保做出了巨大的貢獻(xiàn)。所謂的分布式光伏電站，就是一種利用分散式的電力，安裝在用戶附近的電力設(shè)施，一般都會(huì)連接到35kV 以下的電力網(wǎng)絡(luò)。

2 屋頂分布式光伏發(fā)電場(chǎng)工程的主要特征

屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目通常以租賃廠房、辦公樓等建筑的屋頂為載體，通過支付租金或水電費(fèi)的折扣，將其作為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的載體，其顯著特點(diǎn)：一個(gè)屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目往往涉及數(shù)家至數(shù)十家載體企業(yè)。太陽能發(fā)電的全部設(shè)備均位于該公司的廠房，不需要土地進(jìn)行施工。每個(gè)載體公司都要建立一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電、并網(wǎng)、控制和計(jì)量體系。每個(gè)載體公司的光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模都會(huì)受到公司的變壓器能力的制約。集流方式和接入方式按設(shè)備的大小而定，通常采用380V 和10kV 以上的接入方式[1]。項(xiàng)目的開發(fā)和施工實(shí)行報(bào)批制度，在備案時(shí)可以采取“自發(fā)自用、剩余電量上網(wǎng)”和“全額上網(wǎng)”兩種方式。在“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式中，部分用電要直接由承建單位承擔(dān)。

通常情況下，分布式光伏電站都是通過租賃辦公樓、居民樓、工廠的屋頂來安裝太陽能發(fā)電。

它的主要特征是：

①污染程度低，環(huán)保效益好。屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生噪聲、不會(huì)污染水源和大氣。

②本發(fā)明的輸出功率相對(duì)較低。一般而言，一個(gè)屋頂上的分布式太陽能發(fā)電計(jì)劃的總?cè)萘渴菐浊遊2]。和集中式光伏電站比起來，太陽能發(fā)電站的規(guī)模并沒有太大的影響，因此對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響也不大，小型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其投資回報(bào)并不比大型電廠低。

③分散式太陽能發(fā)電站對(duì)當(dāng)?shù)仉娏?yīng)的壓力有所緩解。但是，太陽能發(fā)電站的能量密度并不高，一平方米的太陽能發(fā)電量只有一百多瓦，再加上安裝了太陽能電池的建筑，其屋頂面積也是有限的，根本就解決不了電力短缺的問題。

④分布式太陽能發(fā)電站可以使電力和電力共存。一般的大型地面電站在發(fā)電量過程中都是通過升壓進(jìn)入輸電網(wǎng)的，只是一個(gè)常規(guī)的發(fā)電站[3]；而分布式光伏發(fā)電站，則是通過接入配電網(wǎng)絡(luò)，既能產(chǎn)生電能，又能產(chǎn)生電能。

⑤將分散式太陽能發(fā)電站的全部設(shè)備置于其載體企業(yè)內(nèi)部，且在建造時(shí)不需土地或拆除。各載體公司均擁有完整的發(fā)電系統(tǒng)和輔助發(fā)電系統(tǒng)，具有獨(dú)立的控制、發(fā)電、計(jì)量、并網(wǎng)等功能[4]。

3 屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)展與施工運(yùn)行中存在的主要問題

由于屋頂分布式光伏系統(tǒng)是以社會(huì)企業(yè)作為主體，與載體公司結(jié)成伙伴，因此，在建設(shè)、運(yùn)營中面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)具有特殊性：載體企業(yè)主的態(tài)度和意愿對(duì)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總平布置、施工組織配合以及工程造價(jià)、運(yùn)行維護(hù)等產(chǎn)生重要影響[5]。載體企業(yè)的用電特性和用電量水平與其運(yùn)營效益有著密切的聯(lián)系。載體屋頂材料、承載能力、設(shè)計(jì)壽命和使用年限對(duì)項(xiàng)目的成本和運(yùn)營費(fèi)用有很大的影響。太陽能發(fā)電系統(tǒng)的安裝規(guī)模與發(fā)電企業(yè)的用電量水平是決定其發(fā)電效率和發(fā)電效率的重要因素。地方補(bǔ)助政策對(duì)項(xiàng)目的投資回報(bào)有一定的影響。

由于屋頂太陽能發(fā)電項(xiàng)目是由部分建筑的屋頂和承建公司共同承擔(dān)，因此該項(xiàng)目在開發(fā)、施工和運(yùn)營過程中遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)問題都是獨(dú)一無二的，具體包括以下幾點(diǎn)：

①屋頂?shù)牟牧?、設(shè)計(jì)年限、承載能力和使用年限等因素，足以影響整個(gè)發(fā)電站的工程費(fèi)用和生產(chǎn)和維修費(fèi)用[6]。

②作為載體的企業(yè)，其電力使用的特性和電力消耗水平都與該工程的經(jīng)濟(jì)效益有著直接的關(guān)系。

③載體公司所有者的意愿和態(tài)度將直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模、總體布局、工程造價(jià)、運(yùn)行和維護(hù)、施工組織的協(xié)調(diào)[7]。

④國家的地方政府補(bǔ)助也會(huì)對(duì)整個(gè)工程的總投資回報(bào)產(chǎn)生一定的影響。

⑤公司屋頂可用面積與公司耗電的比率將會(huì)對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的利潤和安裝規(guī)模產(chǎn)生一定的影響。

4 風(fēng)險(xiǎn)管理的戰(zhàn)略和方法

分析了工程建設(shè)中存在的各種危險(xiǎn)因素，并提出了相應(yīng)的預(yù)防和控制措施。

一是要進(jìn)行科學(xué)地論證，選擇合適的資源。對(duì)太陽能資源、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、電力消納、送出條件等問題進(jìn)行了初步探討，確定了本工程的區(qū)域范圍。通過對(duì)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)建筑物產(chǎn)權(quán)、可利用建筑屋面面積、周邊環(huán)境等因素的分析，確定了目標(biāo)建筑的設(shè)計(jì)方案。通過技術(shù)手段對(duì)建筑的承載力進(jìn)行了檢測(cè)，篩選出不符合工程承載力要求的，從根源上減少了施工風(fēng)險(xiǎn)[8]。根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)難度、光伏發(fā)電消納比例、扶持政策等信息，對(duì)合作載體企業(yè)的變壓器容量、配電裝置、廠房布局、企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行了調(diào)查，并根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)難度、光伏發(fā)電消納比例、扶持政策等因素，綜合分析項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)計(jì)收益情況，優(yōu)選合作載體企業(yè)。

二是加強(qiáng)長期保障，加強(qiáng)協(xié)作創(chuàng)新。在分布式屋頂光伏工程中，與各個(gè)載體企業(yè)簽訂的合作協(xié)議具有可執(zhí)行性、可持續(xù)的有效性，是對(duì)工程單位權(quán)益的保護(hù)至關(guān)重要[9]。在簽署合作協(xié)議時(shí)，可以由地方政府提供簽證，在政策落實(shí)、企企關(guān)系、配套建設(shè)等方面發(fā)揮政府的領(lǐng)導(dǎo)作用，確保工程建設(shè)的效率和運(yùn)行安全。

三是要強(qiáng)化項(xiàng)目管理，防范建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。工程設(shè)計(jì)單位分別進(jìn)行投標(biāo)，以確保工程的總體設(shè)計(jì)、主要方案、工藝要求、質(zhì)量要求等方面的獨(dú)立。在施工過程中，根據(jù)“確保安全，提高質(zhì)量，方便操作，控制造價(jià)，降低運(yùn)營費(fèi)用”的原則，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行了優(yōu)化，使工程質(zhì)量得到了提高[10]。通過對(duì)工程監(jiān)理的委托管理，建立專業(yè)工程管理體系，全面監(jiān)控工程進(jìn)度、優(yōu)化設(shè)計(jì)、安全質(zhì)量管理、成本管理，保證工程建設(shè)過程中各種風(fēng)險(xiǎn)的控制。運(yùn)用現(xiàn)代通信手段，構(gòu)建了包括施工單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、承包單位的班組長和承包單位的經(jīng)理和經(jīng)理組成的信息溝通網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)、暢通，提高管理效率。要建立健全的項(xiàng)目管理與評(píng)價(jià)體系，明確項(xiàng)目的具體要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施和指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，并采取果斷的措施，及時(shí)糾正偏差。通過對(duì)太陽能光伏電站的日常質(zhì)量檢驗(yàn)和典型監(jiān)測(cè)，采用“三方”的方式，逐步對(duì)太陽能光伏發(fā)電的設(shè)備質(zhì)量、系統(tǒng)性能、安裝工藝、安全進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，以保證工程質(zhì)量。

四是要加強(qiáng)突發(fā)事件的聯(lián)動(dòng)，防止發(fā)生的安全事故。建設(shè)符合屋頂分布式光伏工程特點(diǎn)的安全和突發(fā)事件管理系統(tǒng)，加強(qiáng)應(yīng)對(duì)大風(fēng)、雨雪、霜凍、高空墜落等緊急事件的處理。為保證應(yīng)急響應(yīng)迅速有效，在內(nèi)部應(yīng)急處理機(jī)制的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)橫向聯(lián)動(dòng)，實(shí)施聯(lián)防聯(lián)動(dòng)。華能浙江的一個(gè)屋頂分布式光伏項(xiàng)目，與當(dāng)?shù)卮笮蛧衅髽I(yè)、地方政府、地方政府的緊急響應(yīng)機(jī)制建立了聯(lián)系，極大地增強(qiáng)了應(yīng)急響應(yīng)的能力。在2015年的暴風(fēng)雪中，安全風(fēng)險(xiǎn)防范和應(yīng)急處置能力得到了充分的驗(yàn)證。

五是要加強(qiáng)與外部的協(xié)調(diào)，防止企業(yè)的形象風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)外的協(xié)調(diào)工作，特別是與各個(gè)公司之間的聯(lián)系，對(duì)于項(xiàng)目的進(jìn)度、成本控制、企業(yè)形象、項(xiàng)目運(yùn)營，都有著深刻的影響。在華能浙江的一個(gè)光伏項(xiàng)目施工中，施工單位負(fù)責(zé)所有的外部協(xié)調(diào)，及時(shí)與相關(guān)部門、相關(guān)部門、電網(wǎng)公司溝通項(xiàng)目進(jìn)展、國家政策、工作配合等事宜，有效避免了因溝通問題出現(xiàn)的糾紛，保障了工程建設(shè)進(jìn)度，維護(hù)了企業(yè)形象安全。

六是統(tǒng)籌謀劃，對(duì)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效地管控。為了規(guī)避基建向生產(chǎn)移交過程中的潛在隱患和潛在的生產(chǎn)隱患，華能浙江的一家光伏項(xiàng)目在規(guī)劃項(xiàng)目施工的同時(shí)規(guī)劃生產(chǎn)運(yùn)維，項(xiàng)目建成后，所有的工程管理人員直接轉(zhuǎn)為生產(chǎn)運(yùn)維人員，實(shí)現(xiàn)了基建與生產(chǎn)運(yùn)維一體化，完全消除了基建向生產(chǎn)交接所產(chǎn)生的不利因素。打破傳統(tǒng)的單純操作控制思路，采用大規(guī)模的火電發(fā)電生產(chǎn)和運(yùn)營管理思想，以千兆數(shù)據(jù)通信架構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建集數(shù)據(jù)監(jiān)控、異常報(bào)警、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程操作、緊急解列、電子抄表、視頻監(jiān)控為一體的生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，有效降低生產(chǎn)運(yùn)維勞動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)行操作風(fēng)險(xiǎn)。

七是實(shí)行多元化營銷，防范經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。協(xié)調(diào)各電力公司與電力公司聯(lián)系人員，成立專業(yè)的市場(chǎng)與電費(fèi)回收網(wǎng)絡(luò)，制定相關(guān)的費(fèi)用回收程序和工作規(guī)程，并定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)見證抄表、電費(fèi)結(jié)算，保證電表的正常運(yùn)行，并及時(shí)收回電費(fèi)。

論文從以上幾個(gè)方面對(duì)屋頂分布式太陽能發(fā)電工程的主要風(fēng)險(xiǎn)和可能造成的后果進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的防范和控制對(duì)策。

4.1 采用科學(xué)的方法，選擇合適的屋頂資源

①選擇符合當(dāng)?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)政策的地區(qū)，首先要對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力消耗、太陽能資源等進(jìn)行詳細(xì)地分析，確定項(xiàng)目的實(shí)施范圍。

②對(duì)所規(guī)劃的工程區(qū)域內(nèi)的室內(nèi)建筑物的產(chǎn)權(quán)、周圍環(huán)境以及建筑物的可使用面積進(jìn)行認(rèn)真地分析，以確定目標(biāo)建筑物的樓頂。

③采用有關(guān)技術(shù)手段，對(duì)房屋的承載力進(jìn)行測(cè)試，將不滿足于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的承載力要求的屋面進(jìn)行排除，這樣可以從根本上降低施工的風(fēng)險(xiǎn)。

④對(duì)目標(biāo)公司的建筑物設(shè)置、變壓器總?cè)萘俊⑴潆娫O(shè)施和企業(yè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃進(jìn)行研究，估算出光伏電站的安裝容量、投資成本和一年的發(fā)電量，并根據(jù)國家的政策、項(xiàng)目的施工難度、消納的比例等因素，對(duì)該項(xiàng)目的盈利情況和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從中選出最優(yōu)的合作載體。

4.2 健全協(xié)作過程，強(qiáng)化長遠(yuǎn)的保障

在分布式光伏屋頂工程建設(shè)中，各主體公司的合作協(xié)議是否具有持續(xù)性和可實(shí)施性，是保證工程權(quán)益的關(guān)鍵。因此，在簽訂合作協(xié)議的時(shí)候，可以邀請(qǐng)當(dāng)?shù)氐恼畞硪娮C這一項(xiàng)目的成功，并將其納入政府的決策之中。

4.3 加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行的管理和風(fēng)險(xiǎn)的控制

在工程施工過程中，必須遵循安全，控制工程造價(jià)，方便維護(hù)，提高質(zhì)量，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用等基本原則，使整個(gè)工程質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)通信手段，為建設(shè)單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等部門搭建了一個(gè)溝通交流群，保證信息的及時(shí)傳遞，提高工程的整體管理水平。此外，要建立一套完善的項(xiàng)目工程評(píng)估體系，將項(xiàng)目在實(shí)施過程中的具體要求和考核細(xì)則反映出來，并嚴(yán)格按照項(xiàng)目的規(guī)定來進(jìn)行，并及時(shí)地改正和彌補(bǔ)。

4.4 做好外部協(xié)調(diào)，防范不良影響

在對(duì)外的協(xié)調(diào)工作中，特別是與各房型企業(yè)的溝通、溝通，對(duì)于分布式光伏項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)程，控制工程成本，維護(hù)企業(yè)形象，實(shí)施項(xiàng)目，都起到了關(guān)鍵的作用。例如，在一個(gè)太陽能電站的建設(shè)過程中，施工方負(fù)責(zé)與各大公司、電網(wǎng)公司、相關(guān)部門的負(fù)責(zé)人進(jìn)行溝通，防止因?yàn)闇贤ú蛔愣斐傻娘L(fēng)險(xiǎn)，從而確保了整個(gè)工程的順利進(jìn)行，也有利于企業(yè)的形象和安全。

4.5 要掌握整體計(jì)劃，在執(zhí)行階段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理

因此，為避免基建向生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的潛在問題和潛在的安全隱患，必須在規(guī)劃建設(shè)的同時(shí)，規(guī)劃相應(yīng)的生產(chǎn)運(yùn)維，將項(xiàng)目中所有的管理人員在完成項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)后直接轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目的生產(chǎn)運(yùn)營維護(hù)人員，實(shí)現(xiàn)基建和生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)人員，實(shí)現(xiàn)基建和生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)一體化，徹底的排除基建向生產(chǎn)轉(zhuǎn)換過程中所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)因素。

5 結(jié)語

目前，應(yīng)用最廣的太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目是在城市建筑物的屋頂上進(jìn)行的。由于屋頂太陽能電站規(guī)模較小、合作伙伴眾多，其施工和運(yùn)行環(huán)境也比較復(fù)雜，所以其運(yùn)行的安全性和收益風(fēng)險(xiǎn)要比一般的地面電站要高一些。論文對(duì)屋頂分布式光伏系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營中的風(fēng)險(xiǎn)控制提出了一些建議，以期為今后類似工程的發(fā)展和建設(shè)提供一定的借鑒。