地面光伏電站工程質量管理問題及對策

謝保衛任弄潮李賢明

（1.五凌電力有限公司　　長沙市　410004；2.長沙理工大學電氣與信息工程學院　　長沙市　410114）

地面光伏電站工程質量管理問題及對策

謝保衛1任弄潮2李賢明1

（1.五凌電力有限公司長沙市410004；2.長沙理工大學電氣與信息工程學院長沙市410114）

地面光伏電站工程建設過程中存在設計不成熟、設備質量不穩定、施工工藝較差等眾多質量管理問題，文章以新疆青河并網光伏電站20MPa項目為例，分析了地面光伏電站質量管理的特點及存在的問題，探討了解決的對策，供讀者參考。

地面光伏電站質量管理問題及對策

近年來地面光伏電站發展如火如荼，但工程質量管理良莠不齊，從設計、施工、供貨等各方面反應光伏電站的質量管理存在眾多問題。質量管理是光伏電站建設的關鍵。本文以新疆青河并網光伏電站20MW項目為例，分析地面光伏電站的特點、建設過程中存在的質量問題，以及采取的對策，供讀者參考。

1 工程簡介

青河光伏電站一期項目位于阿勒泰地區青河縣薩爾托海鄉以北14km的草原上，在省道S228東側，距離青河縣城98km，距離烏魯木齊450km。一期項目裝機容量20MW，年平均發電量3120萬kW·h，年平均利用小時1311h。本項目包括35kV開關站建設、光伏陣列基礎施工及組件安裝、逆變器及箱變安裝、電纜敷設、場內檢修道路、35kV送出工程建設等項目。光伏陣列采用混凝土灌注樁基礎，共33280根，樁長2.1m，直徑275mm；安裝熱鍍鋅鋼支架1308t；光伏電池組件按260W多晶硅設計，每22塊組件組成一串，2×104個組串構成1MW方陣，共計20個1MW方陣，光伏組件容量23.7952 MW。項目包含20臺1000kVA箱式變壓器，20臺1000kW集裝箱式逆變器。送出工程按35kV線路設計，共13km，接入110kV青格里變電站35kV間隔。

2 地面光伏電站建設的特點分析

（1）建設工期短，管理難度大。在新疆區域，裝機容量（20～30）MW的光伏電站施工工期一般為3～4個月，在如此短的時間內，完成2～3個億的投資，工作量較大，管理難度較大。出現質量問題沒有時間回旋，必須要在短時間內解決。

（2）建設力量薄弱。目前光伏電站行業，從業主到設計、監理、施工，投入的管理人員、技術人員、作業人員普遍數量少，素質和能力也難以滿足建設需要，建設力量相對薄弱。

（3）電站設計不成熟。光伏電站雖然技術難度并不大，但受短平快項目投產需要，在設計方面還沒有嚴格按照標準執行。

（4）設備質量良莠不齊。光伏電站需要的光伏組件、支架、匯流箱、逆變器等設備目前設計、制造并不成熟，設備質量良莠不齊。

3 地面光伏電站質量管理存在的問題

3.1設計質量

（1）設計方案對環境考慮不周。一是設計現場踏勘不到位，部分設計內容不符現場的地形地勢。以青河光伏電站為例，現場地形比較起伏，局部已達到7%，但設計一個長度達到20m，且要求樁頂平齊的組串，這樣大大增加了樁基礎高度。二是對防洪考慮不足。光伏電站場內有多條沖溝，存在被洪水（雪水）沖刷的風險。三是積雪因素考慮不足。青河光伏項目所在地最大積雪深度為73cm，但設計的光伏組件距離地面高度僅為60cm，存在組件被積雪掩埋冰凍的風險。

（2）對設計細節考慮不充分。一是各個專業配合不夠緊密。總平專業、土建專業、電氣專業之間配合不到位，不細致，不緊密。以青河光伏電站為例，各組串間橫向間距為1.5m（相鄰樁基礎凈距僅1.2 m），但組串間卻布置了深達1.75m的電纜溝，溝內要敷設組串至匯流箱、匯流箱至逆變器的電纜。如按此施工，組串最邊上的樁基礎（地埋深度為1.5m）很可能垮塌。另外，在地形、坡度不一樣的部位，組串的間排距都是一樣的，未最大限度減少遮擋增加發電量。二是細節設計不到位。如設計規范要求電纜溝轉角處考慮電纜的轉彎半徑，但實際上電纜溝轉彎處均為直角彎，很容易造成電纜磨損。三是設計和設備廠家溝通不充分，部分設備廠家圖紙和設計圖紙不吻合。四是較少考慮后續生產維護方便。如場區布置、辦公設施均不夠人性化。

（3）設計安全系數較低。以青河光伏電站為例，電纜套管采用鍍鋅鋼管較好，但出于成本考慮，光伏電站室外的電纜套管（包括地下埋設的）都設計成PVC管，在日照、冰雪低溫長期影響下，電纜很容易老化破壞；在光伏支架上敷設的電纜一般都是設計走支架C型槽，完全露天敷設。低壓電纜普遍未要求做電纜頭，僅要求做接線鼻子。支架樁基礎預埋螺栓僅用一顆螺絲固定，缺少防風設計。

（4）設計未考慮施工便利及成本因素。例如，青河光伏電站支架混凝土樁基礎的直徑設計為27.5 cm，市場上就沒有該型號的模板可供采購，施工單位只好采用直徑為30cm的波紋管作為模板，造成混凝土超量。接地極設計為長2.5m的鍍鋅鋼管，但市場上鋼管的長度一般為6m，裁剪后有1m鋼管剩余，焊接增加施工難度，不便于施工和節約成本。

3.2設備質量

（1）光伏組件的生產制造及運輸質量難以保證。光伏組件的設計選型、材料選擇、制造加工、包裝運輸目前并未形成一套成熟的規范。各個廠家、各個業主的要求也不盡一致，在質量方面差別很大。在對外包裝、組件原材料、外觀特性、功率特性、EL特性等方面有各種缺陷。到貨之后的質量檢測因為搶進度等原因也很難全面檢測到位。

（2）光伏電站電氣設備的設計標準執行不到位。以匯流箱為例，筆者經過了解，眾多廠家生產的匯流箱還存在各種各樣的缺陷。在設備布置、元器件選用、技術參數等方面沒有專業的標準規范。如有的廠家生產的匯流箱電氣元件不滿足運行要求，有的是箱內布置不滿足安全及生產運行要求，有的是帶電部分沒有設置防護板等等。以集裝箱式逆變器為例，普遍存在散熱和防塵的矛盾，轉換效率和可靠性還沒有達到成熟穩定。

（3）電氣設備制造質量不符合要求。以支架為例，青河光伏電站采用的支架普遍存在扭曲、撓度過大等問題，給安裝帶來了巨大的困難。部分電氣設備外購元器件品牌、型號、技術指標不符合合同及技術要求，以次充好、三無產品時有發生。

（4）市場還缺少適合光伏電站使用的直流電纜。目前光伏電站采用的主要是適用于交流的電纜。針對于直流電流、光伏電站極端氣溫、輻射較高等情況，還沒有專用的直流電纜可供選用，對電站的安全運行帶來較大的隱患。

3.3施工質量

（1）材料設備采購普遍質量一般。由施工單位采購的砂石料、水泥、鋼筋、甚至電纜，施工單位為節省費用考慮，普遍購買質量一般而非優質的產品，為工程帶來隱患。

（2）施工工期過于緊張。在新疆區域，（2～3）萬kW的地面光伏電站施工工期一般為3～4個月，有時候為了“搶電價”的需要，工期被壓縮得很緊。工期短，導致難以認真按照質量要求施工，出現質量問題后解決的時間也很短。

（3）施工工藝較差。在支架樁基礎混凝土澆筑，支架安裝、光伏組件安裝、電氣設備安裝等方面，因為工期緊、成本控制等因素，施工工藝比較粗糙，質量難以保證。光伏組件是精密電氣設備，在卸貨、搬運、施工，緊固過程中很容易出現損壞。但很多施工作業人員難以按照做到規范施工，很容易造成組件劃傷、磕碰、裂縫等外觀損傷，以及內部隱裂。而內部隱裂是難以檢查消缺的。

（4）施工設備投入不滿足質量要求。一是投入的設備性能不滿足施工需要，如樁基礎的鉆孔設備有很多種，但不同的設備施工質量不一。二是施工設備數量投入不足，導致施工不能正常進行出現質量問題。

（5）施工技術水平低，施工方案不合理。以青河光伏電站樁基礎施工為例，因為地質條件均為碎石土，在鉆孔施工過程中經常塌孔，導致難以成孔。在樁基混凝土澆筑及螺栓預埋施工初期，發現混凝土樁基礎及預埋件的軸線、高度偏差比較大，不滿足安裝精度要求。這些問題都是施工技術力量不夠，施工方案不滿足需要導致的。

3.4質量管理過程

（1）一是施工質量方面的人員能力不夠，數量不足。作業隊伍缺乏施工經驗，不清楚施工的具體要求。施工管理人員缺乏經驗，缺乏技術手段，人數也不夠。

（2）施工質量管理要求不嚴。沒有嚴格按照《建設工程質量管理條例》、《監理規范》等要求開展工作。材料、設備沒有及時報驗，施工方案未及時審批，工序驗收未及時進行，驗收把關不嚴隨意性較大，施工質量意識不強，要求不高，處罰力度偏小。

（3）質量管理的規范要求未和具體實踐結合。不少電力企業以大項目的管理標準要求光伏電站建設管理，要求有復雜的組織機構、職責、管理活動。但是光伏項目規模小，建設工期短，人員數量少，采用大項目的質量管理體系沒有針對性，容易造成質量管理形式化。

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4 地面光伏電站質量管理應對措施

地面光伏電站質量管理難度較大，工期較短，建設期間各方面的問題比較集中，但經過摸索，我們總結出一些解決辦法和應對措施，在青河光伏電場建設過程中，問題基本得到解決。

4.1開展初步設計審查和施工圖紙會審工作

（1）召開設計聯絡會，開展初步設計審查。為確保設計的合理性，項目公司應召開設計聯絡會，組織對初步設計方案進行審查。一是要求初步設計達到應有的深度，二是從符合規范、符合現場實際、符合生產運行三個角度出發進行審查，提出業主方的要求，確保符合業主需要。建設部門、生產運維部門提前介入，真正做到“建管結合”。

（2）開展施工圖紙會審工作。施工圖紙出來后，由業主負責部門組織監理、施工單位對圖紙進行集中會審，對細節問題、錯漏碰缺提出質疑，由設計澄清，并由各方討論確定。

（3）組織編制企業級光伏電站技術標準。因新疆區域光伏電站條件相似，地質、氣候情況類似，企業可以根據已建成的光伏電站，結合周邊優秀的電站，編制自身需要設計技術標準，對設計方案、建筑布置、設備選型、設計技術參數進行統一標準，對各種設計細節進行明確，下發給設計單位執行。

4.2加強設備管理

（1）開展設備設計審核工作。以往設備制造商一般自行設計并提資料給設計單位，業主單位收閱了設備設計資料但未經認真審核。鑒于光伏電站設備設計存在缺陷，各方面性能指標難以達到設計指標，可由項目公司組織相關專業人員對設備設計圖紙進行審核，并提出審核意見，完善后交設計單位設計。

（2）開展設備廠家調研工作。為規避光伏電站廠家良莠不齊的問題，在發中標通知書前到主要設備廠家進行調研，了解廠家的生產能力、運行情況、設備質量及信譽，選擇質量好、信譽好的設備廠家。

（3）加強設備監造工作。簽訂合同后，要盡快到生產廠家了解設備的生產情況，確保生產進度和質量。在進度和質量難以保證時，應盡快派人駐廠監造。

（4）加強設備驗收工作。從三個方面加強設備驗收，一是設備的運行技術指標是否全面達到合同要求；二是設備的外購材料、元器件是否滿足合同約定；三是各項試驗及報告是否提供且達到要求。

4.3明確施工技術標準，嚴格施工質量控制

（1）在招標文件及合同中，細化工程量清單，凡是符合《工程量清單計價規范》的計價項目，均應列入，并在工程量清單內詳述項目特征。

（2）進一步明確施工的技術標準，特別是施工工藝和具體做法，避免模糊不清、模棱兩可。

（3）針對施工單位采購的設備和材料，在招標文件及合同當中，就要明確外購材料、設備的建議品牌、型號、規格、數量，以規避風險減少分歧。

（4）加強施工質量管理，嚴格按照規范、圖紙及合同文件進行驗收。

4.4加強質量管理

（1）結合項目實際，建立滿足要求的質量管理體系。光伏電站工程規模小，時間短，人員少，項目業主應結合實際建立質量管理機制，形成可復制且通用的管理辦法，使質量管理工作簡單易行又有效管用。

（2）配置相應的質量管理人員，進行質量管理的交底和培訓。一是業主、監理、施工單位均應配置質量管理人員，明確職責，開展質量管理活動。二是就光伏電站的各個施工環節，認真將設計圖紙、施工工藝要求交底至每一個施工人員，確保設計能得到貫徹執行。

（3）組織施工方案審批。施工單位報送施工組織設計和施工方案后，應對照規范、招投標文件、合同及現場條件進行評審，必要的情況下，應召開評審會，提出改進意見，確保滿足施工需要。

（4）提前審核設備材料。光伏電站部分外購設備材料批量大（如電纜），為避免耽誤工期，施工單位在進場之初就應進行調研并報審，審核后集中采購早日到場。在此過程中，要求施工單位采購名牌或優質產品。

（5）嚴格進行工程驗收工作。督促施工單位認真按照“三檢制”開展質量檢驗工作；督促監理、業主單位按照設計圖紙、施工規范開展工程驗收。

5 結論和建議

根據光伏電站建設的特點，以及對質量問題及可采取的對策進行分析，應采取以下措施加強光伏電站的質量管理：

（1）加強設計現場踏勘和設計審核工作，編制企業級的光伏電站技術標準，有利于提高設計質量。

（2）加強設備的設計審核及過程監造，嚴格驗收，提高設備質量。

（3）在合同中詳細闡述施工的技術要求，列明詳細的工程量清單及項目特征，并規范采購的型號、規格，在施工中嚴格把關，有利于提高施工質量。

（4）建立適合光伏電站的質量管理體系，配備滿足要求的質量管理人員，認真開展施工方案審批等工作，提高工程實體質量。

［1］蔣華慶.光伏電站設計技術［M］.北京：中國電力出版社，2014.

［2］袁芬.光伏電站的施工與維護［M］.北京：機械工業出版社，2016.

［3］高玉璞.試論山地光伏并網電站建設質量控制要點［J］.工程技術，2015，（3）.

謝保衛（1982-），男，工程師，主要從事水電和新能源建設管理工作；

李賢明（1971-），男，工程師，主要從事水電及新能源的管理及技術研究工作。

（2016-07-28）