光伏發電工程設計各階段的質量控制

王方毓

（羲和太陽能電力有限公司，江蘇 南京 210012）

光伏發電工程設計各階段的質量控制

王方毓

（羲和太陽能電力有限公司，江蘇 南京 210012）

光伏電站的設計質量直接影響工程實體質量及其使用壽命，合理化、精細化的設計是工程質量的重要保障。設計是工程建設的龍頭，可以說，光伏發電工程從項目開發到并網驗收，全過程都離不開設計工作。做好光伏電站設計各階段的質量控制，對整個工程項目成本、進度、質量的控制至關重要。總結多年光伏設計工作的經驗，結合光伏發電工程的既有特點，從設計人員的角度出發，針對設計過程中每個階段的質量控制要點提出一些看法和建議，以期為相關工作的順利進行提供參考。

光伏發電工程；光伏設計；質量控制；光伏電站

1 踏勘搜資階段的質量控制

光伏發電項目踏勘搜資是設計工作中的重要一環，搜資的完整度、精準度關系著工程的設計質量。為節約土地資源，光伏電站的場址一般選在荒山荒地、廢棄魚塘、荒漠灘涂等地形條件復雜或建筑屋頂上。這就要求設計人員必須深入現場，充分了解場地條件和周邊環境，確保設計圖切合實際情況，設計方案具有可行性、經濟性，光伏電站的發電量合理。

1.1 主要設計工作內容

1.1.1 根據項目類型編制搜資清單

在實際工作中，要根據項目類型編制搜資清單，具體內容包括：①項目地氣象氣候資料，主要包括年均日照輻射總量、年均降雨量、年均雷暴日、最大風速、最大降雪厚度、地震烈度等信息；②項目廠址紅線范圍內不小于1∶1 000的地形測繪圖（電子版）；③廠址內的巖土地勘或水文地勘資料，主要包括巖土技術參數、當地50年一遇的洪水水位、最大凍土深度、地址腐蝕性情況、土壤電阻率；④接入系統報告和電網接入批復函，主要包括接入電壓等級、接入點距離、站用變情況、無功補償配置要求、二次保護、調度通訊要求等；⑤光伏組件、逆變器等設備資料（業主一般會指定主要設備的廠家和規格型號）；⑥業主對光伏電站的其他要求（比如對配電房建筑的要求、對生活配套設施的要求等）。

1.1.2 需實地踏勘的資料

在工作過程中，需要設計人員實地踏勘、了解的資料有：①場址周邊的交通運輸條件、進場道路情況、給排水設施條件；②四周有無大型遮陰物、大氣污染源、塵污染源等可能影響光伏系統正常發電的因素。

1.1.3 屋頂光伏項目搜資內容

除了光伏電站設計階段需要的基本資料外，屋頂光伏項目還需搜集以下資料：①廠區總圖、廠房建筑圖、結構圖、廠區地下管網圖、配電室平面布置圖；②廠房的屋頂荷載證明、屋頂防水情況說明；③廠區詳細的電氣系統圖、廠區用電負荷表（近1年）。

1.2 設計質量控制要點

在設計階段，質量控制要點包括：①設計輸入資料的搜資是動態的收集過程，應隨著設計的深入不斷完善；②氣象資料要收集項目地最近的國家基本氣象站（參考氣象站）多年逐月太陽能輻射數據（近30年）；③屋頂電站項目注意收集的是廠房相關竣工圖圖紙；④對于業主提供的圖紙資料，要盡可能帶其到現場復核，特別是屋頂項目，屋頂上的構筑物、設備等圖紙上不一定能反映出來；⑤對設計、咨詢輸入資料進行評審，評審其完整性、充分性，評審合格方可作為有效的設計輸入、咨詢資料。

2 可研設計階段的質量控制

光伏發電項目的可行性研究報告是項目申報或備案的基礎資料，也是向相關管理部門申請其他支持性文件的必要資料，更是業主方投資決策的主要依據。光伏項目的可研性研究工作是一項技術性很強的綜合性工作，需要光伏工藝、電氣一次、電氣二次、土建、給排水、技經、商務人員等各專業配合完成?？尚行匝芯繄蟾娴脑O計質量直接影響項目的決策水平和項目功能的定位及投資目標的實現。

2.1 主要設計工作內容

在可研設計階段，主要的工作是：①確定光伏發電項目的任務和規模，論證項目開發的必要性和可行性；②分析評價項目地太陽能資源，綜合其他氣象環境因素提出太陽能資源評價結論；③根據場址內工程地質條件或建筑屋頂荷載條件提出支架基礎、設備基礎方案，給出評價結論；④確定光伏組件和逆變器的主要技術參數，光伏陣列的安裝方式、布置方案，并計算光伏發電工程年的上網電量；⑤分析提出電氣工程的技術方案，通過比較確認升壓站站址；⑥分析提出主要的建筑結構形式、道路規劃和相關土建工程方案；⑦擬定其他輔助工程設計方案，即工程管理、施工組織設計、消防方案、環境保護和水土保持方案，勞動安全與工業衛生設計方案，節能降耗方案等；⑧編制工程設計概算，進行財務評價和社會效果分析；⑨必須要附的圖表有光伏系統總圖、電氣主接線圖、站用電接線圖、升壓站平面布置圖、配電室平面布置圖、計算機監控系統結構配置圖和光伏支架結構安裝圖，主要設備工程量清單、財務評價相關附表。

2.2 設計質量控制要點

在可研階段，設計質量控制要點包括：①可行性研究報告必須符合行業標準和管理規定，比如《太陽能資源評估方法》（QX/T 89—2008）、《光伏發電工程可行性研究報告編制辦法（試行）》（GD 003—2011）。②可研中的主要技術方案、設備選型方案必須進行多方案的技術經濟分析對比，推薦技術可靠、施工可行、成本最低的技術方案，比如光伏支架的結構形式、光伏組件、逆變器、變壓器、集電線路的規劃等對投資影響較大的方案。③在可研編制過程中，各專業間的相互提資最容易出現信息不對稱的情況。這就要求各設計人員要嚴格校審制度，提資資料要執行三級校審。④工程設計概算的編制要完整，要準確反映設計內容，結合擬建工程的實際情況，反映工程所在地當時的價格水平。⑤在可研設計出版前，以會議討論的形式進行綜合內部評審。

3 初步設計階段質量控制

一般裝機容量超過20 MW的大中型光伏電站項目，施工圖設計前都要先做初步設計。光伏電站項目初步設計的目的是進一步論證分析可研階段推薦的技術方案、設備的選型方案，確定最終的技術方案和設備選型，為施工圖設計打下堅實的基礎。

3.1 主要工作內容

初步設計階段的主要工作內容是：①編制初步設計總說明（章節類似于可研）。②完成初步設計圖紙，能反映各專業主要的技術方案、設備規格型號、建筑結構尺寸、設備基礎類型、總圖設計、電纜敷設路徑、電氣接入方案、二次保護、交直流電源等的圖紙。相對于可研階段，初步設計圖紙更完善，對光伏發電工程各專業工程量體現得更精確。③編制初步設計概算書。它能準確反映初步設計文件的內容，并能充分反映對項目建設期全部投資的預測和估計。

3.2 質量控制要點

初步設計階段的質量控制要點有：①在初步設計開展前，先與業主方召開設計聯絡會，了解業主對初步設計深度及其他內容的設計要求。初步設計完成后，先進行公司內部的校審，并參與業主方組織的初步設計評審，并形成正式的圖審會議紀要。②設計概算，要求設計人員提供詳細的設備清單、電纜敷設路徑圖、建筑和結構型式和施工技術要求等相關資料，以盡可能保證概算的精度，估算建設項目的投資規模，力求建設項目總投資完整、準確。

4 施工圖設計階段質量控制

施工圖設計是已對批準的初步設計進行詳細的深化設計、擴充設計，并進行設計細節的優化。這一階段主要通過圖紙、設計說明、材料清單等設計文件把設計者的意圖和全部設計結果表達出來，以此作為整個光伏發電工程施工制作的依據。

4.1 主要工作內容

在施工圖設計階段，主要的工作是：①編制設備材料技術規范書，以滿足設備材料的采購需求。②按照施工圖出圖計劃完成圖紙設計。光伏系統設計主要包括光伏陣列的布置、發電系統接線圖、設備選型、集電線路設計等，總平面布置圖設計主要包括廠區的總平面布置、升壓站及生活管理區布置、道路圍欄等布置圖，電氣一次、二次設計主要包括電氣主接線圖、配電裝置圖、二次保護及調度通訊圖、無功補償裝置、站用電和直流電源系統、計算機監控系統、電纜敷設、防雷接地等相關電氣設計圖紙，土建設計主要包括光伏支架結構及基礎、電氣設備基礎圖、升壓站及生活管理區的建筑結構設計等，暖通、給排水系統（含光伏組件沖洗水）、消防系統等輔助工程設計。③設計交底。施工圖設計文件總體介紹，設計的意圖說明，特殊的要求，光伏工藝、電氣接線、土建結構、設備安裝等各專業在施工中的難點、疑點和容易發生的問題說明，針對施工單位、監理單位、建設單位等對設計圖紙的疑問，做出相應的解釋等。④設計工代、設計變更、電力質檢、并網驗收配合等技術支持工作。

4.2 質量控制要點

質量控制的基本原則是：按照高標準、規范化的要求進行光伏電站的工程設計，各部分設計要遵照常規電站建設的要求，將可靠性放在第一位。在工程設計中，要選擇成熟、有把握的技術和設備，提倡設計的創新和優化，積極響應新技術、新工藝、新設備、新材料、新產品的應用。

質量控制的措施是：嚴格執行公司質量管理體系文件，規范設計程序和設計作業；做好各專業接口管理，確保設計輸入資料準確無誤；加強專業和綜合的階段成品評審，按照評審意見做好設計修改；保障工程組人員的穩定性，設總和主設人要保證是專職的。所有的工作要符合電力質檢的要求，要求設計人員必須熟悉光伏發電工程電力質檢大綱。對于電力質檢比較關心的電網接入相關系統配置、調度通訊配置、土建基礎強度等問題，相關工作人員要重點把控。在此，要特別注意，與電網接入系統相關的設備規格型號必須與接入系統設計批復意見一致。

光伏項目的施工圖設計質量通病有以下幾點：①不按比例畫圖。對于土建的支架安裝詳圖、建筑大樣圖，不按比例畫圖容易讓施工人員混淆，引發施工質量問題。②標注不全。在工作過程中，不標注材質或標注不全，比如Q235，不注A，B，水泥不注標號，電纜穿管規格型號標注不全，等等。③電纜、保護管或橋架的選用規格種類太多，未考慮設計規格的統一性。④匯流箱或逆變器的位置不合理，導致電纜材料的浪費。⑤在設計支架時，未考慮場地實際情況，比如地勢高低不平會導致同一組光伏支架立管長度不一樣等。

光伏電站具有施工周期短、工期安排緊的特點，因此，在施工圖設計階段，不僅要做好質量控制，還要做好進度控制。在實際工作中，要根據施工進度計劃安排圖紙出圖計劃，創造條件滿足業主要求，提前提供特定部分圖紙。同時，要根據工程進展情況，分階段、分版本提供施工圖，以滿足施工進度的要求。

在設計交底前，各專業主設人提前梳理好需要交底的內容，注意重點強調強條文件的執行、標準規范的落實、質量通病的規避、圖紙的容易忽視的問題。設計交底完成后，要形成正式交底記錄，相關人員要簽字，然后歸檔。

5 結束語

光伏發電工程各設計階段的任務不同，質量控制要點也不一樣，但是，設計質量控制的總體目標是不變的，都是以符合工程建設強制性標準、合同約定的質量要求為原則，在安全可靠、經濟適用、符合國情的光伏電力建設方針前提下來實現質量控制目標。

在實際工作中，設計過程的質量控制需要項目組各專業設計人員的共同努力，通過不斷學習、總結借鑒類似光伏發電工程的設計經驗，找出各設計階段的質量控制要點，將設計質量問題消除在萌芽階段。

［1］水電水利規劃設計總院.GD 003—2011光伏發電工程可行性研究報告編制辦法（試行）［S］.北京：中國水利水電出版社，2011.

［2］國華能源投資有限公司，中國電力企業聯合會.GBT 50796—2012光伏發電工程驗收規范［S］.北京：中國計劃出版社，2012.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.137

2095－6835（2017）20－0137－03

王方毓（1984—），男，主要從事光伏發電技術方面的研究。

〔編輯：白潔〕