新能源光伏電站安全技術應用研究

中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 趙大威 徐浩天

1 新能源光伏發電產業概況

新能源光伏電站就是利用太陽能，使其在特殊材料的作用下，形成發電體系，并且可以輸送電力的光伏發電系統，這種光伏發電系統也是目前國家大力支持的新能源項目[1]。同時，新能源光伏電站的發電系統可以分為帶蓄電池的獨立發電系統和不帶蓄電池的并網發電系統。這種系統的發電原理都是使用到半導體表面的光發電螺栓效應，讓其實現把光能轉化為電能的效果，進而減少能源消耗，起到保護環境的作用。另一方面，這種新型的新能源光伏電站的電能的使用主要體現在以下幾點。

一是應用在常規的電力系統中，以此滿足人們日常生活所需，以及對電子設備的充電，比如，太陽能的充電系統和交通電力系統等；二是應用在特殊地區，對于有些用電困難的區域，通過新能源光伏電站的建立，滿足當地居民的生活用電需求，比如，微波系統和通信系統用電等；三是并網發電的模式，這種產生電能的原理是利用分散化的光伏電池，進行集中地整理，能夠實現逆變或者變壓的處理和控制，進而產生并網發電的效果。

在新能源來源方面，我國擁有豐富的太陽能資源，相關輻射能優于歐洲和日本，與美國相似，且在不同地區存在顯著分布差異。西部地區（如寧夏、甘肅、青海和西藏）的太陽能資源高于東部地區（如廣東、浙江、福建和湖北），北部地區（如河北、內蒙古、吉林和陜西）的資源高于南部地區（如四川、貴州、廣西和江西）。為了鼓勵太陽能光伏發電等可再生能源的發展，我國頒布了一系列法律法規和財政政策，并在光伏發電項目上投入了大量資金，成功建立世界頂尖研發中心。隨著國內電力需求不斷增長，化石燃料造成的環境污染使得市場對可再生能源的需求不斷增加，為新能源光伏發電行業創造機會。近年來，我國積極支持光伏發電的發展，建設了一系列光伏發電項目，以實現資源的高效利用，推動經濟實現轉型升級。

2 新能源光伏電站安全管理

2.1 安全生產管理風險

分布式光伏電站生產經營期間涉及的安全風險主要涉及建筑物的安全性影響、建筑物使用方生產經營安全生產的影響、質保期內廠家維保管理質量的影響、電站所屬單位安全生產管理的影響。任何一方的安全責任落實不到位或發生生產經營事故，都會對電站的安全生產造成影響。生產運營初期延續設備廠維保模式，自身企業管理團隊建設滯后，相應的管理制度標準缺失，存在安全生產以包代管現象。光伏電站現場近距離安全檢查難度大，高空作業、部件吊裝等檢修維護成本高；設備長期處于高溫、嚴寒、雷電、冰雹、大風等惡劣環境，易產生老化、松動、電氣絕緣破壞等設備缺陷，若不能及時發現并消除，極易發生安全生產事故或次生災害。

現階段建設的分布式光伏電站，投資回報率較低，需構建先進高效的生產運營管理體系以提高安全生產工作效率，運用數字化、智慧化管理系統，挖掘生產運營潛力，保持電站良性發展[2]。若缺乏合適的現代化管理團隊、管理機制、管理標準，受市場競爭和電站效能減低影響必然轉化為安全風險。光伏組件安裝方式和牢固程度受屋頂性質和施工質量的影響較大；大風災害天氣嚴重影響高空組件的安全，易發生吹落、破損造成意外事故，并常伴隨次生不安全事件；光伏組件、電氣設備著火時，若應急處置和撲滅不及時易造成勢態擴大。

2.2 安全生產管控策略

研究掌握不同廠家設備、部件特性，及相應設備的運行維護技能，早介入、早參與電站運營管理，建立指標監管機制，積累管理信息，收集廠家質保期維護數據資料和管理經驗，監督構建安全生產技術管理標準，掌握核心管理技術，一站一策精細化管理；采用就近社會用工或業主用工兼職等方式派遣駐場人員，滿足日常巡檢、輔助消缺、應急處置等安全生產管理需求。

運用智慧視頻監控系統，實現現場作業人員安全監督、風險提醒、誤入人員喊話等遠程監管；運用圖像識別、紅外掃測等數字技術，實現自動掃測現場設備、識別設備異常和火災信息功能；智慧安防系統接入綜合能源監管中心，接入信息須具備報警功能；監管中心負責相關報警信息對項目單位的報送工作，現場確認和處置由對應項目單位負責。采集傳送現場生產參數數據，研究掌握新型逆變器詳細功能，全部開放數據信息，實現電站直流側設備的性能參數智能化比對及運行異常報警，為大規模、集約化電站的智慧運維創造信息化、數字化管理基礎[3]。

綜合能源監管中心負責電站數據分析、報送分析結果，現場設備消缺和異常處置由相應項目單位負責落實。在深入研究不斷掌握分布式光伏發電安全生產管理特點的基礎上，積極調研借鑒兄弟單位創新管理經驗，優化公司集約化管理機制、平臺，提升管理效能；在繼承傳統電力企業先進管理制度標準的基礎上，構建分布式光伏運行、維護、檢修和技術監督、安全監督等生產運營管理體系。

2.3 光伏電站消防安全管理

一是加強消防安全培訓教育：安全培訓教育工作至關重要，然而，大多數光伏電站員工消防安全培訓教育敷衍應付，僅為應付檢查。因此，改變消防安全培訓教育方式方法至關重要，單位消防安全責任人與消防安全管理人應當發揮主觀能動性，利用多種形式開展消防安全教育培訓，針對本單位的情況，可結合安全會議同時開展，做到每次培訓留痕，每次演練如實，同時也能夠讓長期工作人員熟悉消防安全設施、器材的擺放位置以及使用方法，使其能夠對初期火災進行控制。針對光伏電站員工人員流動性大的問題，可建立電子臺賬，將員工教育、培訓演練課件、記錄、照片和視頻留存，對新入職員工進行線上培訓，使其快速掌握場站消防安全應急處置措施[4]。

二是加強設備安全巡查、檢查：首先硬件條件和設施方面的核心就是要檢查電氣設備的運行情況，包括項目使用的光伏電池組件需要測試報告，出廠報告供應商，單位資質，供應商需要出具相應的文件說明交流配電柜逆變器，直流配電柜等電器廠家，在國際標準上設計制造相關的這些設備，并且能夠提供相應的文書或者產品資格認證，制造文件和產品說明書等組件和電氣設備有更多的保障。系統建設期間可能存在許多的安全隱患，根據光伏電站驗收標準需要符合相應的規定，消防設施通過國家強制驗收以及分段阻燃電溝電纜溝槽進行防火封堵等措施，讓整個的安全消防系統更加全面和完善。并網結構的光伏發電系統，應當并針對防火分區建設火災自動報警系統，結合實際情況配備消防設施設備或建設微型消防站。

同時有關警示宣傳工作也要及時到位，并網設備的名稱編號應該符合相應的要求。分布式光伏電站的各建筑區域應按規范設置應急照明燈具和疏散指示標志，在各重點部位處設置銘牌，尤其是房屋結構電氣設備的銘牌要完整清晰，配電箱會有相應的編號，外部防雷接地區有安全標識，防止因為人為的破壞而出現問題。戶外高壓設備應該設置防護欄，高壓設備的外圍應該盡量避免非專業人士靠近。人員疏散通道應該保持通暢，消防滅火通道設計應該更加合理，讓該廠區處于正常的運轉狀態，在易燃易爆區域設有明顯的防火消防標識和消防監控預警裝置。

三是構建消防安全信息化管理系統：現如今，信息化程度不斷加深，信息化應用于各個設備和項目當中，其中涵蓋多種資料而且信息量大。個別場站建立資料管理信息系統，將電子臺賬、工程數據以及各類數據和資料上傳從而讓人們可以快速查詢到相關的信息。通過有效的選擇分析和計算讓消防資料管理更加高效，通過與外界進行高效的聯動節約大量的時間。全面提升電廠資料管理人員的工作效率，通過動態的信息變化來讓消防安全建設更加有序合理[5]。

2.4 建立安全事故防范系統

在新能源光伏電站運行過程中，由于忽視消防安全管理，經常會發生一些安全問題，對光伏電站和人員造成嚴重威脅。因此，一定要建立合理有效的安全事故防范系統，進而可以在事故發生時，能夠采取有效措施，快速解決。同時，對消防安全進行實時監測也是非常重要的，能夠對光伏發電站各個環節進行全面的監控和控制，及時發現工作中出現的安全隱患，并且可以采用科學化的防范方法去應對。

在第三方消防檢測系統中，主要是對站內整個消防設施的安全性負責，能夠更加公平公正地對整體結構進行監測，更加真實和準確地對相關消防安全數據信息進行比對和整理，進而為后續的管理工作提供重要的參考數據，推動新能源光伏電站安全技術的可持續發展。在我國新能源光伏電站不斷發展的背景下，健全的監督和管理制度是非常重要的。由于在光伏發電站中，消防安全始終缺乏一個完整的控制體系，導致相關技術人員無法按照標準規范施工，進而使管理人員在開展工作時存在一定的難度。

因此，企業一定要重視對消防安全管理機制的制定，能夠使用到科學化的管理方式，采用更加專業和智能化的消防安全技術，結合實際的消防安全管理情況，不斷對安全技術方案進行創新和優化，進而提升消防安全管理的質量和效率，減少新能源光伏電站在運行中發生危險事故的概率。

2.5 做好管理機制和系統部署

在新能源光伏發電站智能設備運行過程中，必須建立完善的管理機制，對其管理的系統結構也要不斷創新和完善，進一步提高設備的使用效果。與此同時，在智能設備體系的結構中，可以從以下兩方面進行考慮。

一是智能設備層，這種設備層在光伏發電站的運行和維護管理工作中非常重要，兩者之間連接相當密切，也是國家在科學技術發展中較為關鍵性的一步。在對其進行建立時，需要使用新型的測量工藝，保證光伏電站中的設備參數都能順利轉化為數字信息，這種參數主要包括設備運行狀態的數據、技術參數以及環境參數等數據信息，然后可以利用系統的自動識別功能，對其進行科學化地處理和傳送。通過上一級別的決策層的指令，能夠對發電站的運行或者維護的數據信息，進行精準分析和傳輸，進而使智能設備層的控制和管理工作更加完善，實現管理和控制工作的價值。

二是智能控制層，這種系統主要的作用是對光伏電站進行智能化的管理和控制，能夠對運行中的各個環節和技術進行科學化的管理和完善。智能控制層也是應用到有關物理實體的行為，以及規則的模型，采用自動化控制技術，實現更加高級的算法，以此對系統進行診斷和模糊的控制和管理。同時，對于智能設備層收集到的相關數據和信息，通過智能監督層的指導，設計出對光伏電站安全運營的運行和維護管理的指導要點，進一步滿足環境、經濟指標和技術等需求。此外，通過這種智能化系統的建立，對其建立更加合理有效的控制管理體系，不斷提升光伏電站的安全性，促進企業實現經濟效益和社會效益。

3 結語

總而言之，安全防范措施在新能源光伏電站中占有重要地位，各個行業都要把“以人為本，安全第一”作為核心目標，不僅要保證光伏電站運行的質量和效率，也要確保運行效果的安全性和穩定性。另一方面，也要重視新能源材料的使用，能夠在運行中節約能源和保護環境，推動我國整體經濟的可持續發展。