火力發(fā)電廠光伏項目建設管理的幾點淺見

西安益通熱工技術服務有限責任公司 楊 洋

1 火力發(fā)電配比光伏項目建設的必要性

1.1 新時代的環(huán)保要求

基于人類社會對可持續(xù)發(fā)展能源的重視，低碳環(huán)保型的太陽能發(fā)電（光伏發(fā)電）這種新能源，自然受到了世界各國的大力發(fā)展。對此，我國也充分發(fā)揮大國責任，積極響應環(huán)保技術，高度配合全球能源組織的要求，加快利用和推廣太陽能發(fā)電（光伏發(fā)電）替代傳統(tǒng)煤電，這既是為了適應中國當前國民經濟可持續(xù)發(fā)展的需要，也是為了實現(xiàn)中國在保護環(huán)境上對全球所做出的承諾，既表現(xiàn)了一個國家的社會責任與擔當，也是新時期中國特色社會主義建設的時代需要。

1.2 傳統(tǒng)能源供給的不足

在過去一段時間內國家為發(fā)展國民經濟，對不可再生的煤炭、天然氣、化石燃料資源等都加以了過量利用與浪費，而如今對能量緊缺問題的處理也就開始顯得刻不容緩。近年來，因全球煤炭資源緊缺，越南多家燃煤電廠面臨關停。我國作為煤炭大國，也常因煤炭供給進行限電，因煤價長期上漲，目前國內大部分地區(qū)煤電發(fā)電成本已高于售電電價。內蒙古自治區(qū)烏海市是我國著名的產煤區(qū)，但當?shù)仉姀S用煤主要還是來自外煤，自2020年起，電廠采購煤價節(jié)節(jié)攀升，發(fā)電成本達到0.325元/kWh，遠超售電0.2829元/kWh，發(fā)電利潤持續(xù)為負值，企業(yè)生存壓力巨大。

1.3 新能源發(fā)電的快速發(fā)展

新能源利用方法較多，包括太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、水力發(fā)電、生物能發(fā)電、核能發(fā)電、太陽光熱發(fā)電和地熱能發(fā)電等。我國國土面積遼闊，太陽能方面的資源在全球范圍內位居第二位。2021年，我國光伏新增裝機54.88GW，已連續(xù)9年位居全球首位，截至2021年年底，光伏累計裝機3.06億kW，也已連續(xù)7年位居全球首位。光伏產業(yè)鏈已實現(xiàn)全國產化，供應鏈基本自主可控，光伏產品出口至近200個國家和地區(qū)，中國累計光伏組件產量近800GW。乘著政策利好的東風，國內光伏建設迎來了一個又一個高峰，火電廠作為傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)的老大在此形式下也開始逐漸探索新的發(fā)電模式。

2 光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

自2020年1月1日起，我國光伏進入了0補貼時代，國家政策將光伏發(fā)電與傳統(tǒng)火電進行了價格對接，光伏發(fā)電執(zhí)行地方脫硫燃煤價格。在此等情況下對組件的效率以及光伏的BOS 成本、優(yōu)質光資源的選擇、運行期的節(jié)能性能都提出了更多的要求。

圖1

依據美國國家可再生能源實驗室2022年3月7號發(fā)布的最新版的NREL 效率發(fā)展圖，可以看到單晶硅電池實驗室轉換效率已達到26.1%（ISFH 德國哈梅林太陽能研究所），而多晶電池也達到23.3%（JINKO SOLAR 晶科能源）。除了傳統(tǒng)晶硅電池外CdTe 薄膜電池和CIGS 薄膜電池也因較好的弱光性，以及較低的溫度系數(shù)迅速發(fā)展。而近期備受矚目的鈣鈦礦電池也由近13年的努力由3.8%提升至25.7%（UNIST 蔚山科學技術院）。

自2015年光伏組件1500V 系統(tǒng)、2017年雙玻組件逐漸走進視野到2021年開發(fā)的新一代182mm 及210mm 組件，光伏逐漸向更大、集成度更高的方向發(fā)展，相應的BOS 成本也逐步下降。光伏跟蹤支架，季節(jié)可調支架更是將光照資源進行了更極致地利用。清掃機器人等新型的運維方式也為提高發(fā)電量降低度電成本提供了很有力的支持。

3 新能源光伏發(fā)電站的現(xiàn)存問題

目前，新能源光伏發(fā)電站在發(fā)展進程中還存在著若干問題，下文就幾方面情況加以分析。

3.1 原先在技術方面存在一定不足

較西方發(fā)達國家而言，中國的新能源光伏發(fā)電技術起步時間較晚，但后來中國在部分發(fā)達國家政策的幫助下，通過自身的快速發(fā)展并與發(fā)達國家建立了合作伙伴關系，使得近年來中國新能源光伏發(fā)電方面在科技方面發(fā)展迅速，已經沖破了關鍵技術等方面的瓶頸，成為國際領先的代表。不過由于發(fā)展速度過快，且準入門檻較低，導致一些小公司渾水摸魚，光伏產品質量也參差不齊。對新進入光伏行業(yè)的火力發(fā)電廠而言，雖然都是發(fā)電行業(yè)，但建設周期的過于緊湊，設備更新?lián)Q代過于頻繁使得火力發(fā)電廠的建設管理人員對光伏發(fā)電了解不足，使建設過程存在各種隱患。

3.2 對成本控制方面存在一定不足

目前，我國通過對火力發(fā)電機組進行靈活性改造，使火力機組具有深度調峰的能力，火電機組的調峰能力提升了新能源的消納，使新能源可以擺脫限電困擾具有進一步發(fā)展的空間。 近年來，在新能源光伏電池轉換效率的提升及建造BOS 成本的下降，光伏發(fā)電獲得了一定的突破性發(fā)展，在光照資源較好地區(qū)成本已經接近0.15元/kWh，與普通的水力發(fā)電生產成本比較沒有太大差別。在煤炭價格大幅上漲的當前，煤電的成本以上升至0.35元/kWh，而光熱發(fā)電由于技術進步緩慢，目前成本在0.8元/kWh。相對于低成本的光伏發(fā)電，傳統(tǒng)火力發(fā)電在發(fā)電成本上已不具備優(yōu)勢。但光伏發(fā)電占地面積大，征地費用高，且由于近年來硅料原材料上漲，都對光伏項目建設造成了較大影響。

4 以內蒙古烏海某火電廠光伏輔助發(fā)電項目為例

4.1 項目設計階段

4.1.1 創(chuàng)新設計方式

烏海建設項目為采煤面沉陷收縮區(qū)域，建設項目前期的土地穩(wěn)定性分析報告中提示，烏海建設項目所處地塊的礦井采空區(qū)域面積，主要包括下侏羅系的五個煤層開采，煤層瓦斯累積采厚達12m 以上，采深90、300m，采面沉陷區(qū)域內會產生一定的土壤地表侵蝕、移動和變化，對該范圍內的光伏組件基礎、光纜埋設、逆變升壓房等基礎會形成一定的環(huán)境影響，采取太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)常規(guī)建設的支架型式和基礎形式，必然會產生一定的安全隱患，甚至無法保障電站生命周期內的基礎設施安全。對此經與設計院人員進行了反復討論，選擇短支撐、增基礎、箱變現(xiàn)澆基礎等方法以降低土地沉降對光伏發(fā)電系統(tǒng)的危害[1]。

4.1.2 積極引入新技術

烏海項目設計方案項目量大、工程任務大。為能夠在整個發(fā)電站的建造和采用的技術都能夠達到國家標準，并且在世界處于領先地位的高標準、高要求，需要在項目設計、建筑材料、設備、維護系統(tǒng)等方面來整合資源和先進技術，盡最大可能提升發(fā)電站效能，而其中應用的直流拉弧檢測智能匯流箱、集散型逆變器、高效逆變器等技術，使該項目已達到了國內領跑者的水平。

4.1.3 嚴把質量關，控制項目風險

考慮到當時很多先進的技術設備，在市場上還未獲得成熟運用，公司的科研人員通過反復和廠商溝通交流，經過調查論證、對比分析，明確了各個裝置技術參數(shù)，使得裝置更符合烏海項目地實際狀況，并通過編制了技術合同、測試方法，嚴把技術質量關，有效減少了企業(yè)新技術開發(fā)應用的風險。

4.2 工程招標及設備采購階段

4.2.1 不斷完善招投標制度

招標是引進市場競爭機制，經過詢比價流程來進行供應商的選擇，這是加強成本控制的基礎，也是自身選擇的機會，根據價格比對、付款方式和供貨周期等多方面進行協(xié)商、談判，同時還有著保護施工單位管理人員利益的重要作用。項目明確采取如下措施：一是項目招標公告在電子商務平臺發(fā)布后，同時將在公司內、外部網站同步發(fā)布，并動員全體干部員工加大招標項目的宣傳，動員更多的合格供應商參與，保證投標報名7家以上，并且確保有5家進入最后的開、評標環(huán)節(jié)。二是招標文件的資質、業(yè)績要求適當放寬，降低準入門檻，制定科學合理的評標標準和方法。將非法定、非必要的資質、業(yè)績條件不作為資格條件要求，可在技術、商務評標辦法中設置相關評分項，允許更多的潛在供應商參與，引入充分競爭。三是利用電商平臺庫內16萬余家供應商資源，提前聯(lián)系動員庫內合格供應商參與投標。

4.2.2 構建設備供應商管理體系

對供貨商績效，通過數(shù)字化測評的方式，可以全面客觀準確地反映供貨商供貨周期、供貨商品質量、技術服務響應等各方面情況；增加供貨商考核，建設完備的管理人員，從設備在廠監(jiān)造到設備出廠運輸直到到場驗收形成完整供應鏈體系，在實際的制造過程中做好商品檢測和工藝分析，以保證工程質量；通過對原材料價格進行動態(tài)信息管理，做好市場觀察和行業(yè)分析工作，在企業(yè)招標、詢價、磋商時做好分析和工作，并做好供應商企業(yè)考核，積極參加技術溝通，在前期洽談時就將生產制造的工藝和日期確定，進行駐廠監(jiān)造，并形成商品質量預防、品質信息管理、工程質量違規(guī)處理等有關資料。

4.3 加強質量管理

質量控制放在整個項目管控的最關鍵地位。面對該問題，主要采用以下五方面的對策：

一是設計管理，進行嚴格的施工圖預審，施工圖交底，施工會審。對于工程建設標準強制性條文要求落實到位，要求設計工代經常深入施工現(xiàn)場，調查及了解施工是否與設計要求相符，并協(xié)助施工單位解決施工中出現(xiàn)的具體問題，做好服務工作。

二是材料管理，所有建造發(fā)電站的材料、設備必須經過嚴格的檢測和測試，包括其規(guī)格、品種、登記等各項標準，必須符合出廠和建造要求，才可以投入使用，比如水泥工人入場時，必須對水泥的種類、等級、散裝及包裝的倉號、產品出廠時間等規(guī)格進行比對核實，而且還要對水泥的硬度、穩(wěn)定性以及其他技術指標進行復驗，產品質量要達到現(xiàn)行的我國相關規(guī)范。模板及支撐構件要具有適當?shù)某休d力、硬度和穩(wěn)定性，并能夠安全可靠地經受住施工水泥的屯量、土體側壓強，以及施工的荷載。

三是現(xiàn)場施工管理，重點檢查地基承載力，采用靜荷載試驗檢驗墊層承載力，且每個單體不少于3個點。在對鋼支架安裝方面，重點控制鋼支架支撐的垂直程度，以及鋼支架預埋件焊縫的飽滿度。

四是資料管理，工程管理、施工技術準備、質量管理與預控等方面的支持性文件及資料，包括施工組織設計、施工技術方案、施工作業(yè)文件、檢測試驗計劃、質量與安全控制關鍵點的識別及措施、強制性標準條文執(zhí)行策劃文件、監(jiān)理實施細則、旁站方案、工程設計文件、混凝土管樁/鋼構件/焊材出廠質量證明文件、材質證明文件、廠家技術文件、材料進場復驗記錄文件、焊工資格證，焊接工藝評定及焊接工藝文件、監(jiān)理質量旁站記錄、監(jiān)理驗收資料、監(jiān)理見證取樣記錄文件、已形成實體工程的材料檢驗記錄及質量驗收簽證等。自始至終進行數(shù)據資料的采集與匯總存檔，為竣工驗收提供依據。

5 新能源光伏發(fā)電站項目工程管控的策略

5.1 完善項目建設招標投標制度

光伏發(fā)電站項目的工程建設，首先需要針對光伏發(fā)電站具體的項目技術特點和地點深入分析，再進行投標或招標的方法確定。為了工程的順利進行，首先需要施工隊伍必須具備豐富經驗及優(yōu)質的技術實力。這需要通過對施工隊伍進行資格預審，通過網上查詢方法，以了解施工隊伍的技術商譽程度，并咨詢施工業(yè)績記錄中項目建設方的主要負責人后，才能篩選出技術技能等級合格的施工隊伍。對該施工隊伍投標價格和招標文件，進行嚴格控制，確定價格和施工期限的合法性，防止以低成本競價項目招標，從而導致建設項目施工期限的延誤，或者無法順利按時進行工程。招標方式項目部門應當開展評標會，以提高招投標團隊的質量安全性，而針對新材料設備的工程項目招標，則應當選擇提交有關材料質量、尺寸、機械性能的檢驗報告書和技術合同的公司集團，以減少光伏發(fā)電站項目的工程風險。

5.2 加強項目建設質量管理

項目建設產品質量監(jiān)管是項目建設的重中之重，在建筑團隊進行項目施工布設時，應當嚴格按照項目的平面施工工程設計總圖、建材設備設計尺度等進行具體建筑布局，在建筑施工之前，要檢查建設施工器具配置，認真查閱設施證明書，以確保各種資源齊備，并做出工作記錄，以搞好工程質量管理工作。因此，在工地對原材料的供應商做好了記錄和審核，以確定使用鋼筋混凝土材質的型號、數(shù)量、級別和品種，使之與原方案一致，使用水泥的種類、型號和品質也應符合工程要求，設施模板應具有規(guī)定的承載力，設施支撐穩(wěn)定性好，能經受水泥混凝土工作過程和現(xiàn)場建筑施工時的重壓，確保線纜連接裝置品質良好，電器連接無裂紋。

6 光伏發(fā)電站項目建設注意事項

6.1 創(chuàng)新項目設計協(xié)調工作

根據光伏發(fā)電站的建設要求，一般需要建在地面寬闊、周邊無人地帶，如果這些地方自然環(huán)境遭到嚴重毀壞或者地形塌陷，地表構造損傷或變形，如果在此種情況下進行建造施工，則會直接影響建筑質量，包括光伏組件的基礎設施、逆變器和升壓室的基礎設施、光纜掩埋設計等。在尋求光伏發(fā)電機工程建設地塊時，當?shù)卣髦鞴軕攨f(xié)調各項工作，科學合理利潤分配，共同擇優(yōu)專項方案，減少對基本農田、林地、牧草地的占據，以提高光伏發(fā)電站工程建造的經濟效益。

6.2 引進技術控制質量風險

為確保太陽能光伏發(fā)電站工程項目的成功建設，應吸收各種優(yōu)質、領先科技，認真做好整個工程項目設計、裝置選型，合理運用智能化的先進科技技術設備，以加倍提高太陽能光伏發(fā)電站運行效率。但對于在那些未成熟使用于國內及國際市場，未進行嚴格調研論證和比較分析得新技術、新材料、新工藝、新設備應進行嚴格控制，以減少風險。

綜上所述，再生能源的緊缺問題已成為整個社會所關心的焦點，而節(jié)能環(huán)保的光伏電站又具有其節(jié)能、高效的特點。使用新能源發(fā)電替代傳統(tǒng)火電，利用火電的高適配性為新能源發(fā)電做替補，對保障國家社會經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大的積極意義。