基于復雜地形的光伏電站工程場地設(shè)計探討

石鋒

【摘要】：根據(jù)我國《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020）》的頒發(fā)和實施，進一步推進了我國能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展。在政府大力支持和鼓勵能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展建設(shè)的過程中，以光伏發(fā)現(xiàn)新能源為根本的光伏電站工程規(guī)模逐漸擴大。而為保障光伏電站工程的高質(zhì)量性，需要加強其整體施工技術(shù)的優(yōu)化。場地設(shè)計是工程建設(shè)中最為重要的一環(huán)，也是其前期準備工作的關(guān)鍵。對于復雜地形的場地設(shè)計則直接決定著工程的質(zhì)量性。因此，論文主要研究基于復雜地形的光伏電站工程場地設(shè)計，進一步為我國光伏電站工程場地設(shè)計優(yōu)化提出參考建議，起到拋磚引玉的作用。

【關(guān)鍵詞】：光伏電站；工程場地設(shè)計；復雜地形

【前言】：目前，我國整體資源規(guī)劃已經(jīng)逐漸進入到了市場化發(fā)展的階段，光伏電站的建立已經(jīng)成為電力市場化建設(shè)的標志。隨著光伏電站工程數(shù)量的增多，其工程設(shè)計中的質(zhì)量問題也逐漸凸顯出來[1]。場地設(shè)計作為光伏電站工程的前期重要工作，其重要性不可同日而語，尤其是基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計對光伏電站工程施工、未來應用等均具有重要的影響。因此，進一步深入對基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計進行研究探討，具有重要的工程價值和實踐意義。

1.基于復雜地形的光伏電站工程場地設(shè)計流程

為進一步掌握基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計流程，對其進行分步驟分析，針對三個具體的設(shè)計流程分析如下：

1.1建廠條件分析

根據(jù)工程施工場地所在的地理位置、光照條件、水文條件、生態(tài)環(huán)境條件實施評估，進而從外部條件上保障電站建廠的整體安全性和質(zhì)量型[2]。此外，建廠條件分析的過程中還包含電站的接入條件和電站場地條件的評估，進而全面的結(jié)合復雜地形的特征構(gòu)建合理的基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計方案。

1.2場地設(shè)計

場地設(shè)計主要是利用復雜地形周邊的店面徑流以及天然水體等實施改造和加固，在不破壞地表形態(tài)、不破壞地面徑流又能夠保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上完成基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計的場地圖繪制，完成初步基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計的場地方案構(gòu)建[3]。

1.3戰(zhàn)區(qū)總平面規(guī)劃

戰(zhàn)區(qū)總平面規(guī)劃主要是根據(jù)基于復雜地形光伏電站場的基本不知特點，在原場地自然地貌的基礎(chǔ)上完成光伏組件的最佳矩陣排列，利用不規(guī)則地形優(yōu)化，設(shè)計最佳戰(zhàn)區(qū)總平面，進而完成基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計方案的確定[4]。

2.基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計案例分析

2.1工程簡介

本次案例工程選擇的是河北省邢臺市柏鄉(xiāng)縣，介于東經(jīng)114°36′-114°47′，北緯37°24′-37°37′之間，為河流沖積、洪積扇組成的山麓平原，地勢西高東低，95%以上為平原，海拔在29—40米之間，項目總占地面積為1667070㎡。

2.2建廠條件分析

進一步對該項目的建廠條件進行分析，其中地理位置具有較為便利的交通條件，便于光伏組件的進場。其中光照條件，全年光照總輻射量為5123.69MJ/㎡，群年日照2528.8小時左右，全面平均日照的百分率在70%以上，符合光伏電站場地建設(shè)的日照條件需求。整體生態(tài)環(huán)境主要是依靠近幾年政府的水土流失治理支持，而區(qū)域水文條件中水域占地面積為1.5%。此外，針對該工程電站接入條件和場地條件來看，其中電站接入條件確定通過1回35KV線路為基準電網(wǎng)進入，至110KV石墻站，至335KV側(cè)北宿站。確定場地東西長160m～1500m，南北寬為250m～970m，占地面積約為77.05h㎡。

2.3場地設(shè)計

按照確定的以建廠條件結(jié)合人與自然和諧相處的生態(tài)條件進行場地設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計場地簡圖如圖1。

圖1 場地設(shè)計簡圖

根據(jù)圖1中能夠看出該工程項目主要分為六個區(qū)域，在施工期間根據(jù)不同區(qū)域內(nèi)的地表形態(tài)實施針對性的工程施工。并且按照區(qū)域施工順序完成光伏組件的入場和組裝。

2.4戰(zhàn)區(qū)總平面規(guī)劃

實施戰(zhàn)區(qū)總平面規(guī)劃，確定將太陽板沿著地面坡度分為30個單元組件進行集中場地布置，并且1MWP為單元，利用地形不規(guī)則形實現(xiàn)特殊單元特殊構(gòu)建，就能可能的發(fā)揮光伏組件矩陣的效能。此外，在架空線路連接總平面規(guī)劃中確定從東南側(cè)的110KV石墻站位起點，站撤出的交流、直流配電裝置為35KV電纜，并且埋置戶外。最終，完成整個工程的戰(zhàn)區(qū)總平面規(guī)劃，保障基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計。

3.基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計原則

3.1生態(tài)原則

基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計的特殊性在其場地設(shè)計的過程中必須遵守當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境規(guī)則，進而在滿足區(qū)域環(huán)境需求的基礎(chǔ)上進行場地設(shè)計方案的構(gòu)建。且近幾年隨著我國生態(tài)理念的逐漸深入，生態(tài)功能建設(shè)已經(jīng)深入人心，光伏電站滿足生態(tài)節(jié)能，更應該加強其場地設(shè)計的生態(tài)原則性執(zhí)行。

3.2效用原則

效用原則主要是指基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計的過程中在滿足當?shù)厣鷳B(tài)需求的基礎(chǔ)上，應該最大限度的發(fā)揮場地設(shè)計方案的經(jīng)濟效用，從成本、施工難度、施工工期等角度出發(fā)，全面的建設(shè)具有高效能的基于復雜地形光伏電站場地，為我國光伏電站的整體效能優(yōu)化提供保障。

3.3利潤原則

利潤原則主要是指基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計是為了實現(xiàn)電能的運輸，在滿足人們生活需求的同時，從中獲取經(jīng)濟效益。因此，在基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計的過程中必須在給定的土地內(nèi)最大限度的保障太陽輻射總量最大化，進而最大限度的提高基于復雜地形光伏電站的電能，為其創(chuàng)造更高的利潤價值。

總結(jié)：基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計是保障光伏電站生態(tài)，優(yōu)化經(jīng)濟效能，提升利潤價值的關(guān)鍵。在實際基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計的過程中應該遵循生態(tài)原則、效用原則、利潤原則，嚴格按照建廠條件分析、場地設(shè)計、戰(zhàn)區(qū)總平面規(guī)劃三個基本流程對其進行具體的設(shè)計，進而保障基于復雜地形光伏電站場地設(shè)計方案的合理性，為我國光伏電站的整體發(fā)展提供參考建議。

【參考文獻】：

[1]宋春艷，高補偉.復雜地形光伏電站工程的場地設(shè)計研究[J].中國電力教育，2013，27（01）：238-240.

[2]周長友，楊智勇，楊勝銘.北坡場地光伏電站陣列間距設(shè)計[J].華電技術(shù)，2013，06（05）：14-16.

[3]王昊軼，王一波，許洪華.大型光伏電站工程設(shè)計軟件功能分析與架構(gòu)設(shè)計[J].太陽能，2013，15（08）：37-41.

[4]朱美玲，王熙，朱云霞，等.離網(wǎng)光伏電站的優(yōu)化設(shè)計及工程應用[J].機械與電子，2016，10（07）：65-68.