光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)各階段的質(zhì)量控制

楊 洋

(中國能源建設(shè)集團(tuán)安徽省電力設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長的背景下，各個(gè)行業(yè)在發(fā)展過程中對電能的需求量持續(xù)增加，我國電力資源緊缺，以燃燒煤炭為主的發(fā)電方式無法滿足現(xiàn)階段的用電需求，加強(qiáng)對太陽能、風(fēng)能等清潔型能源發(fā)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(dòng)電力企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。本文以光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)各階段的質(zhì)量控制為出發(fā)點(diǎn)，對具體的控制措施展開了探究。

1 踏勘搜資階段的質(zhì)量控制

光伏發(fā)電工程踏勘搜資是設(shè)計(jì)工作中重要的工作內(nèi)容，搜資的完整度、精準(zhǔn)度，數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性、全面性與光伏發(fā)電工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)方案的合理性有著密切的聯(lián)系。光伏發(fā)電工程建設(shè)工作要以設(shè)計(jì)方案為標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，通常情況下為節(jié)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(fù)雜的區(qū)域或建筑屋頂上，受到復(fù)雜地形條件的影響，為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、保證施工效率，設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場充分了解地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，要保證設(shè)計(jì)方案的合理性、實(shí)用性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。

1.1 主要設(shè)計(jì)工作內(nèi)容

1.1.1 根據(jù)項(xiàng)目類型編制搜資清單

在光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)工作開展過程中要根據(jù)項(xiàng)目類型編制搜資清單，清單的主要內(nèi)容包括：光伏發(fā)電工程建設(shè)區(qū)域氣候氣象條件、建設(shè)區(qū)域巖土地勘資料、水文地勘資料、接入系統(tǒng)報(bào)告、電網(wǎng)接入批復(fù)函、光伏組件、逆變器等設(shè)備資料、業(yè)主要求等內(nèi)容。不同的類型的資料，其用途和在工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用不一樣，光伏發(fā)電工程建設(shè)所在區(qū)域的氣候、氣象條件的搜資主要是了解清楚當(dāng)?shù)氐哪杲涤炅俊⑷照蛰椛淝闆r、雷暴天氣出現(xiàn)的頻率等因素，加強(qiáng)對這些要素了解，可以在相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)針對惡劣的氣候環(huán)境采取具有針對性的解決措施，降低天氣狀況、地質(zhì)環(huán)境對光伏發(fā)電站生產(chǎn)量、生產(chǎn)能力的干擾。對地質(zhì)條件、水文條件展開深入研究和調(diào)查可以為工程項(xiàng)目建設(shè)提供有力的數(shù)據(jù)支撐，針對不同的地質(zhì)、土壤條件，在設(shè)計(jì)階段提供全面的數(shù)據(jù)支撐，可以保證后續(xù)工程建設(shè)工作能夠順利開展。如果出現(xiàn)一些凍土、軟土等不良土壤條件，可以在工程項(xiàng)目建設(shè)時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量，延長光伏發(fā)電站的使用壽命，促進(jìn)我國光伏發(fā)電工程的穩(wěn)步發(fā)展。整理接入系統(tǒng)報(bào)告和電網(wǎng)接入復(fù)批函主要是要了解清楚電壓等級(jí)、計(jì)入點(diǎn)距離、站用變情況、無功補(bǔ)償配置要求、二次保護(hù)、調(diào)度通訊要求等。通常情況下業(yè)主單位會(huì)指定主要設(shè)備的廠家和規(guī)格型號(hào)，收集光伏組件、逆變器等主要設(shè)備的資料時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要與業(yè)主單位建立良好的聯(lián)系和溝通，明確業(yè)主方的具體需求，才能表面因溝通不及時(shí)、不充分導(dǎo)致的工程糾紛和矛盾。

1.1.2 需實(shí)地踏勘的資料

眾所周知，光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)工作具有一定的系統(tǒng)性、復(fù)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(zhì)條件、氣候條件都會(huì)對設(shè)計(jì)方案的合理性造成對很大影響，在設(shè)計(jì)工作開展過程中需要實(shí)地踏勘的資料主要有建設(shè)場地周邊的交通運(yùn)輸條件、進(jìn)場道路情況、給排水設(shè)施條件等可能影響工程建設(shè)的條件。此外，還要仔細(xì)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(qiáng)度、市場造成影響，干擾光伏發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。

1.1.3 屋頂光伏項(xiàng)目搜資內(nèi)容

如上文章所述，光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)除了在沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)之外，為提高太陽能利用率，提升發(fā)電量，光伏發(fā)電系統(tǒng)還常見于建筑物屋頂。在光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)階段屋頂?shù)乃奄Y內(nèi)容主要包括廠區(qū)總圖、廠房建設(shè)圖、結(jié)構(gòu)圖、廠區(qū)詳細(xì)的電氣系統(tǒng)圖。與光伏發(fā)電站不同的是，建筑屋面光伏發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)出來的電能可以實(shí)現(xiàn)就近使用，不需要遠(yuǎn)距離輸送電能，在設(shè)計(jì)階段相關(guān)人員要考慮市場環(huán)境。

1.2 設(shè)計(jì)質(zhì)量控制要點(diǎn)

踏勘搜資階段的設(shè)計(jì)工作是動(dòng)態(tài)變化的，各類資料的搜集也要根據(jù)設(shè)計(jì)工作的實(shí)際開展情況和具體需求進(jìn)行，設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制要隨著設(shè)計(jì)工作的不斷深入逐漸加強(qiáng)。為提高設(shè)計(jì)方案的合理性，設(shè)計(jì)人員要從多角度、全方位考慮影響設(shè)計(jì)方案實(shí)用性的因素，加強(qiáng)與其他部門的聯(lián)系和溝通，保證發(fā)設(shè)計(jì)方案的全面性。例如，在踏勘階段了解工程建設(shè)區(qū)域的氣候、氣象狀態(tài)時(shí)需要與當(dāng)?shù)氐膰一練庀笳窘⒙?lián)系，考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力、降雨量、惡劣氣候條件出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時(shí)長等因素。光伏發(fā)電工程建設(shè)在建筑物屋面時(shí)需要收集廠房的相關(guān)竣工圖紙。對于業(yè)務(wù)單位提供的圖紙資料，為保證資料的完整性、及時(shí)性和全面性，設(shè)計(jì)人員要盡可能到現(xiàn)場對圖紙資料進(jìn)行復(fù)核，為設(shè)計(jì)質(zhì)量提供全面的保障。光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)工作具有一定的系統(tǒng)性，有些設(shè)備、屋頂構(gòu)筑物可能無法在圖紙資料上顯示出來，設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場進(jìn)行勘探可以提高圖紙資料的完整度。

2 可研設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制

光伏發(fā)電項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告是項(xiàng)目申報(bào)或備案的基礎(chǔ)性資料，也是向相關(guān)部門申請其他支持性文件的必要資料，是業(yè)主發(fā)投資決策的主要依據(jù)。結(jié)合實(shí)際情況來看，光伏工程項(xiàng)目可行性研究具有較強(qiáng)的綜合性，在實(shí)時(shí)研究過程中要結(jié)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(qiáng)不同專業(yè)、不同工種之間的聯(lián)系，可行性研究報(bào)告的設(shè)計(jì)質(zhì)量對光伏工程項(xiàng)目的決策水平和項(xiàng)目功能有著直接的影響。光伏工程項(xiàng)目的主要任務(wù)和規(guī)模以及項(xiàng)目開發(fā)的可行性是可行性研究階段設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容，在該階段還要對當(dāng)?shù)靥柲苜Y源進(jìn)行綜合分析，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀蟛块T對太陽能資源進(jìn)行評價(jià)，同時(shí)要根據(jù)工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件或建筑屋頂荷載條件提出支架基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)方案，給出評價(jià)結(jié)論，確定光伏組件和逆變器的主要參數(shù)。該階段設(shè)計(jì)工作包含內(nèi)容比較多，想要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量必須要加強(qiáng)不同專業(yè)、不同工種、不同部門之間的聯(lián)系，提高各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性和系統(tǒng)性才能為后期的項(xiàng)目實(shí)施提供理論支持。在該階段設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制要點(diǎn)要確?？尚行匝芯繄?bào)告符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定，在確定技術(shù)方案、設(shè)備選型方案時(shí)要從多角度、全方位考慮方案的經(jīng)濟(jì)性、合理性和實(shí)用性，通過方案的多次對比和調(diào)整采用施工可行、成本最低的技術(shù)方案。在可行性研究報(bào)告設(shè)計(jì)階段編制工作開展過程中，各專業(yè)間的相互提資最容易出現(xiàn)信息不對稱的情況，想要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量相關(guān)人員必須要嚴(yán)格校審制度，提資要執(zhí)行三級(jí)校審。同時(shí)要保證工程設(shè)計(jì)概算編制的完整性，準(zhǔn)確反映出設(shè)計(jì)內(nèi)容。

3 初步設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制

通常情況下，裝機(jī)容量超過20 MW的大中型光伏電站項(xiàng)目，施工圖設(shè)計(jì)前都要做初步設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)工作的主要目的是對可研階段推薦的技術(shù)方案、設(shè)備選型方案進(jìn)行深入論證，對各類方案通過經(jīng)濟(jì)、成本、技術(shù)各方面的比較。確定最終的技術(shù)方案和設(shè)備選型方案。為下一階段的施工圖設(shè)計(jì)提供保障。

3.1 主要工作內(nèi)容

設(shè)計(jì)人員要做好初步設(shè)計(jì)階段和可行性研究報(bào)告階段工作內(nèi)容的有效銜接，明確這兩個(gè)階段的重點(diǎn)工作內(nèi)容和工作目標(biāo)，設(shè)計(jì)階段是對可行性研究報(bào)告階段設(shè)計(jì)內(nèi)容的拓展和延伸。在該階段要完善和優(yōu)化初步設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容，將各專業(yè)技術(shù)方案、設(shè)備型號(hào)、建筑結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)備基礎(chǔ)類型、總圖設(shè)計(jì)、電氣接入方案、二次保護(hù)交流電源等圖紙內(nèi)容進(jìn)行拓展。

3.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

初步設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制要點(diǎn)主要包含：在該項(xiàng)工作開展之前公司各個(gè)部門要與業(yè)主單位召開設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，進(jìn)一步了解業(yè)主單位對初步設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)具體要求，以提高初步設(shè)計(jì)方案的合理性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。在初步設(shè)計(jì)方案完成之后，公司內(nèi)部人員要進(jìn)行校審，形成正式的設(shè)計(jì)圖紙。其次，在設(shè)計(jì)概算階段，設(shè)計(jì)人員要提供詳細(xì)的設(shè)備清單、電纜敷設(shè)路徑圖等資料，保證概算工作的精準(zhǔn)度，在該階段需要對光伏發(fā)電工程項(xiàng)目的投資規(guī)模、建設(shè)規(guī)模進(jìn)行確定。

4 施工圖設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制

從光伏發(fā)電工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況來看，設(shè)計(jì)質(zhì)量控制工作要貫穿于工程項(xiàng)目全過程，踏勘設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制、可行性研究設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制、初步設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制和施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制這四項(xiàng)工作內(nèi)容之間必須做好有效的銜接，以提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的協(xié)調(diào)性、整體性和統(tǒng)一性。相比其他階段來說，施工圖設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制最為重要，在該階段需要結(jié)合初步設(shè)計(jì)圖的具體內(nèi)容對細(xì)節(jié)性的問題進(jìn)行優(yōu)化，通過圖紙、設(shè)計(jì)說明、材料清單等設(shè)計(jì)文件將設(shè)計(jì)者的目的和設(shè)計(jì)結(jié)果表達(dá)出來，為光伏發(fā)電工程項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。

4.1 主要工作內(nèi)容

施工圖設(shè)計(jì)階段的主要工作內(nèi)容包括：編制設(shè)備材料技術(shù)規(guī)范書；按照施工圖出圖計(jì)劃完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；做好設(shè)計(jì)交底工作；完善設(shè)計(jì)代工、設(shè)計(jì)變更、電力質(zhì)檢等工作。不同的工作內(nèi)容其目的也存在差異，在光伏發(fā)電工程項(xiàng)目實(shí)施中所起到的作用不一樣。編制設(shè)備材料技術(shù)規(guī)范書主要是為設(shè)備材料的采購、市場調(diào)研提供基礎(chǔ)，在該階段采購人員要與技術(shù)人員建立良好的溝通，以保證設(shè)備采購的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，光伏發(fā)電工程項(xiàng)目包含的設(shè)備數(shù)量多、類型復(fù)雜，必須要熟練掌握各類設(shè)備的具體特征，了解市場環(huán)境才能控制建設(shè)成本，推動(dòng)光伏發(fā)電工程項(xiàng)目的順利開展。在施工圖設(shè)計(jì)階段要按照設(shè)計(jì)圖紙的進(jìn)度方案、計(jì)劃完成出圖任務(wù)。光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括光伏陣列的布置、發(fā)電系統(tǒng)接線圖、設(shè)備選型、集電線路設(shè)計(jì)等工作內(nèi)容，總平面布置圖設(shè)計(jì)主要包括廠區(qū)的總平面布置、升壓站以及生活管理區(qū)設(shè)置、道路圍欄等布置圖。做好設(shè)計(jì)交底工作要求設(shè)計(jì)人員要將施工圖設(shè)計(jì)文件整體進(jìn)行介紹，表明設(shè)計(jì)意圖、設(shè)計(jì)目的，此外還要強(qiáng)調(diào)光伏發(fā)電工程項(xiàng)目實(shí)施過程中的重點(diǎn)、要點(diǎn)、難點(diǎn)工作內(nèi)容，對光伏工藝、電氣接線、組件結(jié)構(gòu)等容易發(fā)生問題的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行說明，同時(shí)要及時(shí)與施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位建立溝通，確保施工設(shè)計(jì)圖的各項(xiàng)內(nèi)容都能夠有效完成，與此同時(shí)要對各單位相應(yīng)的問題進(jìn)行解釋。眾所周知，光伏發(fā)電工程項(xiàng)目具有一定的系統(tǒng)性、復(fù)雜性，涉及不同部門、不同專業(yè)之間的交叉工作內(nèi)容比較多，在項(xiàng)目具體實(shí)施過程中可能會(huì)出現(xiàn)諸多變更因素，在工程項(xiàng)目實(shí)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(zhì)量控制要點(diǎn)

施工圖設(shè)計(jì)質(zhì)量控制的基本原則是按照高標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化的要求進(jìn)行光伏電站的工程設(shè)計(jì)，管理人員要以提高工程項(xiàng)目的可行性、安全性、穩(wěn)定性為主要工作目的，在施工設(shè)計(jì)階段，要選擇成熟、有把握的技術(shù)和設(shè)備，將新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備應(yīng)用到光伏發(fā)電工程建設(shè)中，以此來提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。在質(zhì)量管控中要嚴(yán)格執(zhí)行公司質(zhì)量管理體系文件，規(guī)范設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)作業(yè)，做好各專業(yè)接口管理。

5 結(jié)束語

綜上所述，光伏發(fā)電工程各設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)和目的不同，質(zhì)量控制要點(diǎn)也存在一定的差異。但是不同階段之間的聯(lián)系比較緊密，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)上述四個(gè)階段質(zhì)量控制和設(shè)計(jì)內(nèi)容之間的有效銜接才能保證設(shè)計(jì)工作的整體性、系統(tǒng)性。提高設(shè)計(jì)方案的合理性。在設(shè)計(jì)工作開展過程中，設(shè)計(jì)人員要加積極總結(jié)借鑒光伏發(fā)電工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，明確不同設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制要點(diǎn)，將新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材應(yīng)用到光伏發(fā)電工程施工中，以促進(jìn)我國光伏發(fā)電行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。