分布式光伏项目施工管理的实践与探索

0引言

我国“十四五”规划明确提出,要加快光伏等可再生能源发展,推动能源生产和消费革命。电力三产施工单位作为光伏项目建设的重要参与者,其施工管理水平直接决定项目的建设质量、安全和进度。本文以开平市绿色农储光储充一体化项 目为研究对象,涵盖项目施工所有重点环节,包括施工准备、基础施工、设备安装、系统调试、安全管理等。研究方法采用案例分析法,通过对项目施工过程中的实际数据、管理措施、技术应用等进行详细梳理和分析,总结施工管理的关键要点和有效策略。同时,结合行业规范和标准,探讨电力三产施工单位在光伏项 目中面临的共性问题及解决路径,为提升光伏项目施工管理水平提供科学依据。

1 项目概述

1.1 项目基本概况

开平市绿色农储光储充一体化项目位于广东省江门市开平市蚬冈镇,由国电投(江门)能源发展有限公司投资建设,广东四维电力工程有限公司负责施工。项目利用开平市粮食仓储加工及物流项目厂区内1个彩钢瓦屋面、9个混凝土屋面及空地,建设分布式光伏电站,同时配套建设储能系统和充电桩。本光伏系统总装机容量2.98 MwP,储能系统配置200 kw/400 kw.h储能设备,充电系统安装5套120 kw直流双枪充电桩和50套7 kw交流充电桩,满足厂区内电动车辆充电需求。

1.2 施工挑战与资源配置

项目施工面临多重复杂挑战,一是环境复杂性,涉及彩钢瓦、混凝土屋面及空地等多类型场地,不同屋面结构承载、防水要求差异显著,施工考虑广度较大;二是技术集成度高,项目集成光伏、储能、充电多系统,技术接口复杂,施工技术难度较高;三是安全风险突出,项目涉及高空作业、起重吊装、电气作业等,高风险环节集中,存在坠落、设备倾覆、触电及火灾隐患;四是工期压力显著,需在合同工期内完成多系统安装调试及并网验收,工序多、交叉作业频繁。

为推进项目顺利进行,人力方面高峰期投入72人,含管理人员6人、技术工人40人、普工26人,涵盖电工、焊工等专业工种。施工前全覆盖安全培训与技术交底,特殊工种持证上岗,保障人员技能与安全意识;设备方面配备25t汽车吊、5 t叉车等起重设备,交流电焊机、氩弧焊机等焊接工具,以及电缆测试仪、水准仪等电气与测量器具,满足吊装、焊接、安装及精度测量需求;材料管理方面建立严格的验收制度,进场前核对材料设备型号、规格,查验质量证明文件并抽样检验,不合格品严禁入场。进场后按平面布置分类堆放、标识清晰,关键设备如光伏组件、逆变器安排专人保管,做好防潮、防火、防盗措施。

2项目核心施工技术要点

2.1接地装置施工

在光伏项目接地系统安装中,需遵循严格的技术规范与工艺要求,以确保防雷接地的可靠性与安全性,屋面主接地网不少于四处与原屋面接地网连接,其中彩钢瓦屋面通过扁钢焊接于屋面柱梁或檩条,混凝土屋面则连接至女儿墙接闪带。此设计基于等电位连接原理,通过多点接地降低接地电阻,同时利用建筑原有接地系统的分流作用,提升雷电流泄放效率。同时,项目要求避雷接地网接地电阻≤4 Ω,施工完毕后需实测工频接地电阻。若实测值不达标,需在地面增设人工垂直接地极,接地极间距≥5 m。增设接地极遵循土壤电阻率改良原理,通过扩大接地体有效散流面积降低接地电阻。接地电阻R计算公式为:

式中:P为土壤电阻率;L为接地极长度;d为接地极直径。

通过增加接地极数量与间距,可降低单极接地电阻并减少相互屏蔽效应。对于接地网的连接,每块光伏组件金属边框采用BVR1×4黄绿色接地线连接,每个组串与热镀锌扁钢连接点不少于两处,具体如图1所示。

组件边框接地是防止感应雷过电压的关键措施,通过短路径接地可快速泄放组件表面累积电荷,组串多点连接则可避免单点失效风险,确保接地可靠性。根据规范要求,接地导线截面积需满足短路电流热稳定校验,BVR1×4导线可承载最大故障电流Imax为:

式中:k为材质系数;S为导线截面积;t为故障持续时间。

经计算,可满足光伏系统短路故障工况下的热稳定要求。对于地网的焊接,防雷扁钢每隔20m设置“几”字型伸缩缝,用于缓冲屋面结构热胀冷缩产生的应力,避免扁钢断裂,导致接地失效,具体如图2所示。

伸缩缝间距计算基于钢材线膨胀系数α=1.2 ×10^-5/℃ ,当温差ΔT=50℃时,20 m扁钢热胀冷缩长度ΔL为:

ΔL=αLΔT=1.2× 10^-5 ×20 000×50=12mm

由计算结果可知,伸缩缝可容纳该变形量,防止结构应力破坏接地网。

2.2 光伏支架安装

光伏支架安装要注意角度与位置,保证角度偏差控制在±1°以内,中心线偏差≤2 mm,垂直度偏差即相同标高≤2mm,顶面标高偏差即相邻横梁间≤2mm,确保组件安装符合设计要求,充分接收阳光照射。

安装要注意螺栓紧固,螺栓紧固需符合GB 50205—2020《钢结构工程施工质量验收标准》,采用扭矩扳手控制拧紧力矩,确保螺栓连接牢固。现场不得打孔、强行敲打或气割扩孔,避免损伤支架防腐层和结构强度。

2.3 光伏组件安装

采用182-N型多主栅双面单玻半片太阳能组件(CCN182-HS580-72),根据屋面和停车棚布局进行合理布置,确保组件间距均匀,避免相互遮挡。组件倾斜角度根据当地纬度和设计要求确定,偏差控制在±0.3°~±0.9°,相邻组件间距≤2 mm,同组组件间距≤5 mm。

电气连接需要保证组件间采用MC4标准接插件连接,确保连接牢固,正负极无短接。连接线采用光伏专用铜芯线,固定整齐美观,避免线缆悬空和磨损。安装完成后,检测组件开路电压和短路电流,确保符合设计参数[1]。

外观验收要注意组件外观及各部件应完好无损,玻璃无裂纹、划伤,背板无鼓包、破损,接线盒无松动、脱落。搬运和安装过程中,轻拿轻放,避免碰撞和挤压组件。

安全操作要确保高空作业人员佩戴安全带,安全带高挂低用,固定于牢固位置。组件安装与下部导轨结构施工不得交叉作业,安装区域设置安全围栏和警示标志,禁止无关人员进入。雨天禁止进行组件安装施工,防止发生触电和滑倒事故。

2.4 逆变器安装

逆变器安装要注意设备定位与固定,根据设计图纸确定逆变器安装位置,安装方向符合散热要求,与基础槽钢固定牢固。基础槽钢可靠接地,接地电阻≤4 Ω。安装前,检查逆变器外观完好,型号、规格与设计一致。

逆变器直流侧接线前,要确认汇流箱有明显断开点,防止触电。电缆管口进行防火封堵,避免小动物进入和火灾蔓延。交流侧和直流侧电缆绝缘合格,接线前校对相序和极性,确保连接正确牢固。

调试前的准备工作要检查逆变器内部元器件连接牢固,参数设置符合并网要求。接通电源前,测量电缆绝缘电阻,确保无接地和短路故障。

并网调试按照调试程序进行逆变器启动、运行、停机测试,监测输入/输出电压、电流、功率等参数,确保逆变器在额定工况下稳定运行。测试逆变器的保护功能如过流、过压、欠压、短路保护等,验证其可靠性[2]。

3 安全文明施工管理体系构建

3.1 安全管理目标与责任

项目以“零重大事故、零隐患遗留”为核心目标,明确杜绝工亡、重伤事故,轻伤率控制在3‰以内,重大火灾、坍塌、触电事故发生率为零,隐患整改率达100%。贯彻“安全第一,预防为主,综合治理”方针,通过强化全员安全意识、健全管理体系、落实安全责任,实现施工全过程风险可控。表1为项目安全组织管理职责表。

3.2 安全施工技术措施

高处作业严格执行“高挂低用”原则,作业人员需佩戴安全带、安全帽,作业前检查脚手架、吊篮等设施稳定性。临边部位设置1.2 m高防护栏杆并挂密目网,洞口覆盖防护板并设警示标志,工具材料入袋存放,禁止抛掷。

施工电气系统采用TN—S系统,实行“三级配电、两级保护”,配电箱做到“一机一闸一漏一箱”,由持证电工操作。带电设备设警示标识,定期检测线路绝缘,及时更换老化破损线缆,防止漏电短路。

为保障机械作业安全,在施工机械进场前验收性能及防护装置,操作人员需持证上岗并定期保养设备。大型吊装编制专项方案,专人指挥确保信号明确、吊距合规,严禁超载及斜拉作业。

消防安全要重点区域配备充足消防器材,定期维护更新。动火作业实行审批制,作业前清易燃物、配灭*设备、设监护人,禁止禁火区吸烟及明火作业。

3.3 安全施工管理措施

实行“工完场清”,每日清扫场地,分类堆放建筑垃圾并委托专业单位清运,生活垃圾封闭收集、日产日清。设置排水系统,污水沉淀达标后排放,避免污染环境。材料按品种规格分类码放,设置标识牌注明信息。光伏组件轻放于专用支架,金属材料防潮防雨,易燃易爆品专库存储,通风良好并配消防设施,设“严禁烟*”标志。

施工现场及生活区设急救药箱,配备常用药品与器材,专人管理并定期检查。按标准配备安全帽、安全带、绝缘手套等防护用品,定期检测绝缘器具性能,建立发放回收记录,及时更换损坏用品。关键区域设置针对性警示标志:入口处“施工重地,闲人免进”,带电设备旁“止步,高压危险”,临边洞口“注意安全,谨防坠落”,易燃区域“禁止烟火”,确保警示无死角。

实行“周检十日巡”制度:每周由领导小组全面检查安全设施与文明施工情况,每日由安全负责人巡查重点区域,及时纠正违规行为。检查涵盖安全防护、电气机械安全、文明施工及人员行为等维度。对优秀班组及个人给予表彰奖励,对违规者下达整改通知、停工整顿,拒不整改或情节严重者予以经济处罚及责任追究,确保管理要求严格落地。

通过系统化的安全文明施工管理体系,项目实现了施工过程的规范化、标准化,有效控制了风险,保障了人员安全与环境合规,为同类工程提供了可复制的管理范本。

4结论

本文以电力三产施工单位视角,针对多类型场地集成、复杂技术接口、高风险作业等挑战,构建了涵盖技术实施、安全管控、质量保障的全流程管理体系。通过接地装置优化设计实现防雷接地电阻≤4 Ω的技术突破,采用“几”字型伸缩缝结构有效缓解屋面热应力对地网的破坏;在支架与组件安装中,通过高精度施工工艺将角度偏差控制在±1O以内,确保光伏系统发电效率;创新建立“周检十日巡”动态安全监管机制,结合TN—S配电系统与三级防护体系,实现施工全程零重大事故目标。项目实践表明,通过施工组织优化、新技术应用、标准化作业流程等管理手段,可显著提升光储充一体化项 目的建设效率与安全水平。

[参考文献]

[1]李一龙,张冬霞,袁英.光伏组件制造技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2017.

[2]张兴,曹仁贤.太阳能光伏并网发电及其逆变控制[M].2版.北京:机械工业出版社,2018.

《机电信息》2025年第17期第22篇