关键词:光伏发电系统;并网逆变器;光伏组件
引言:当今全球能源十分紧缺,节约能源已成为大势所趋,各国都在倡导节能减排。我国正处于工业化中期阶段,加快发展战略性新兴产业是我国转变经济发展方式,引领未来经济社会可持续发展的重大战略选择。
集中光伏发电系统利用光伏组件半导体材料的“光伏效应”,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,是一个战略性新兴产业。其具有资源的广泛性、充足性以及清洁性等优点,是21世纪最重要的新能源。
本文通过对某民用建筑场馆进行集中光伏发电系统并网改造,浅谈了该类建筑进行太阳能集中光伏系统设计的步骤和要点,对光伏系统划分、光伏组件要求及其监控系统设计进行探讨。
1.工程设计
1.1工程概况
本工程进行改造设计的场馆为某展贸中心,其建筑楼顶屋面较为空旷,整体建筑为正南向,建筑群南向无高大建筑物,整体日照条件良好,比较适合光伏发电系统建设。本项目选择该场馆部分楼梯建筑的屋顶闲置区域安装太阳能电池板。本项目设计范围主要为光伏发电及监控系统,建成后将达到装机容量为1.002MWp。
1.2现状用电情况分析
该场馆现有1个高压室和2个低压室,共有15台配电变压器。展馆用电时间集中在8:00-20:00,其中绝大部分用电负荷为照明及插座用电,照明用电量450万千瓦时。
该场馆作为商业用电项目,用电主要集中在白天,而光伏发电系统的工作时间亦为日间有良好日照条件的时段,本项目特别适合安装太阳能发电系统,即始发点可消耗,供应各楼馆的日常照明负载,不足部分由市电补充,不向电网倒送电。
1.3设计思路
设计过程按照“节能环保,技术先进,经济合理”的设计原则,结合类似项目的成功经验提出本项目的设计思路:
1)了解现状场馆用电情况,合理选择方案和技术标准;
2)结合现状场馆结构特点,进行光伏组件阵列布置;
3)积极采用新技术、新材料和新工艺;
4)重视建筑美观,尽量避免屋面光伏组件对现有建筑外观的破坏。
1.4工程设计方案
1.4.1光伏发电系统设计
集中光伏发电系统主要有四种架构,即独立离网发电系统、多能源离网发电系统、市电为备用离网发电系统及直接并网发电系统。本工程采用直接并网发电系统,如下图示。
1.4.1.1光伏子系统划分
根据场馆屋面现状地理位置,将整个系统划分为多个子系统。本工程将系统分为13各子系统,每个子系统设置一个并网点,根据各子系统安装屋面的安装光伏组件数量不同,各子系统装机容量也不同。
1.4.1.2光伏组件阵列设计
太阳能板能够最大限度的接收太阳光照,需要对太阳能板的倾角进行确定。一般确定原则:冬至当天早9:00至下午3:00,电池方阵不应被遮挡。其最佳倾角应能使处于该倾角下的方阵全年能获得最多太阳辐射。经计算软件计算,本系统中固定式太阳能板的最佳倾角为20°。在这一倾角下,太阳方阵全年将获得最多太阳辐射量。
1.4.1.3光伏发电系统配置:
系统类型:分布式低压并网型;
安装方式:20°倾角,正向朝南安装,采用钢结构支架配重安装;
安装组件:4179块240Wp多晶硅光伏组件;
并网逆变器:6台50kW并网逆变器、7台100kW并网逆变器;
装机容量:1.0MWp;
1.4.2监控系统设计
为更好地把握光伏阵列现场的环境气候情况及更准确得知光伏发电系统运行情况,需要对光伏系统运行及周围环境指标进行监视。监控数据传至现状楼宇控制中心,由相关人员进行该数据采集、查看。
监控系统要求实现以下基本功能:
(1)监控软件能实现环境监测功能、逆变器和防逆流监控功能,主要包括日照强度、风速、风向和环境温度、电池组件温度等参数;
(2)每隔一定时间存储一次系统所有运行数据,包括环境数据。故障数据需要实时存储。
(3)能够分别以日、月、年为单位记录和存储数据、警告、故障信息等;如实时发电总功率、当日发电量、当月发电量累计总发电量、风向、温度数据等。
(4)可通过监控软件对逆变器进行控制,可以用表格的形式存储数据,并可以图表的形式显示系统运行情况。
1.4.3防雷接地系统设计
利用建筑现有接地系统,光伏组件与建筑接地系统连接;直流汇流箱内置高压直流断路器、直流汇流排及防雷元件;并网逆变器自身具有防雷保护装置;交流配电柜内部设置防雷元件;系统接地电阻不大于1欧。
1.4.4主要设备参数要求
1.4.4.1太阳能电池板组件
本项目设计选用高光电转换效率的多晶硅太阳能电池组件,转换效率为15%,单块峰值功率为240Wp。组件满足国际标准光伏组件标准IEC61215,获得经过ISO25导则认可的专业产品检验实验室依据IEC61215标准进行的检验认证。
1.4.4.2并网逆变器组件
本设计采用光伏组件分散布置,并网逆变器集中管理,根据各栋楼楼面的安装面积选择合适的并网逆变器,所有种并网逆变器皆为组串型并网逆变器。
并网逆变器需有MPPT功率跟踪方式,保证转换效率始终工作在最佳状态。当日照强度和环境温度变化,光伏电池输出电压和电流呈非线性关系变化时,其输出功率也随之改变。逆变器可调节光伏组件的发电电流、电压,能使整个光伏系统始终保持在最大功率输出。
2.结束语
太阳能集中光伏具有很大优越性,是符合未来发展需要的能源,本文通过某场馆的集中光伏发电系统设计实例,阐述了该系统应用于民用建筑工程的可行性。随着科技发展,相信在不久的将来会有更多的光伏发电项目应用于民用建筑领域。
参考文献:
[1]赵朝会光伏发电技术的研究现状和应用前景上海电机学院学报第11卷第2期2008年6月
关键词:光伏电站;监控系统;设计
随着全球气候变化和能源的短缺,太阳能资源越来越受到投资者的追捧。作为最清洁、安全和可靠的能源,发达国家已把太阳能的开发利用作为能源革命的主要内容和长期规划,光伏产业日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一热门行业。2006年,全球250万千瓦的太阳能电池产量中,我国占据37万千瓦,超出美国,成为继日本、德国之后的世界第三大太阳能电池生产国。太阳能光伏电站与公共电网相连接成并网光伏电站共同承担着社会的供电任务,由太阳能电池方阵、系统控制器和并网逆变器等组成,是当前电力工业组成部分的重要发展方向。但太阳能电站因其占地面积大等在日常运作中数据对系统的管理、设备的维护等方面还存在着一些不便和困难。本文通过对光伏电站监控系统设计与研究的分析,实施将多个光伏电站系统的各电力流和电压信号在一个现场监控中心显示屏内集中显示,便于各部门进行信息共享。
1光伏电站监控系统建模
2监控系统总体设计
光伏电站电力监控系统以PC和组态MCGS构成。由MCGS服务器完成并接收上位机中的各项数据,其他PC由以太网与MCGS连接,通过标准的IE浏览器即可查看数据,由此实现光伏电站的无人值守或在异地进行数据查看,或由上位机发送数据以实现各部分共享,进行远端控制中心的实时监控。
2.1硬件设计
由于传感器精度、响应速度等对电站监控系统的影响较大,加之测量参数种类繁多,所以要根据不同的测量参数选择不同的传感器,经调理电路送至A/D输入端口。
①设计电流传感器以测量25A的额定电流为标准。电压传感器适用于测量电压10~500V、副边额定输出电流为25mA。在实际应用过程中,测量出电压传感器电阻上的电压,乘以转换系数,即可计算出原边上电压数值。这两种传感器模块优越的电性能具备了传统互感器和分流器检测的所有优点,又弥补了互感器和分流器的不足之处,可同时检测交流和直流,或瞬态锋值,成为互感器和分流器的最佳替代品。
②风速传感器宜选用抗紫外线的塑质材料制作的风杯,因其重量小、惯性低和起动扭矩小的优点,能真实反应风速信息;其高密度的截光盘更适于高精度的测量,能提高脉冲输出的频率值。
③温度传感器的设计着重于具有:体积小、内部无空气隙,热惯性小,无测量滞后;机械性能较好、耐振且抗冲击;能弯曲和便于安装的使用寿命较长的优点。在工作过程中,与温度变送器配套输出4~20mA或1~5VDC。
④光照强度传感器的选择应适于室内外安装,通过现场开关选择,按其测量范围的多个分段,含10~2000/4000/10000Lux,输出的电压为0~10VDC。
2.2软件设计
2.2.1MCGS
MCGS作为强大实用的工控组态软件,对现场数据进行采集处理,采用动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供出解决工程问题的方案,其具有简单灵活的可视化操作界面,实时性强,并有着较好的并行处理性能,广泛应用于自动化领域。据使用场合的不同,MCGS分为整理版、嵌入版和网络版。整理版组态软件主要适用于对实时性要求不高的监测系统中,用以监测和数据后台处理,如动画显示等;嵌入版以触摸屏为载体,分散在各现场使用,集成人机交互界面,专门进行实时控制,常用于实时性较高的控制系统中;相比之下,网络版则要注重于数据共享,用户可通过标准的IE浏览器安装MCGS网络版服务器,使信息的收集更集中,达到更多部门的分享。
2.2.2通信协议设计
通信规约信息帧由地址码、功能码、数据区和错误校验码组成,各字节数据的定义和设计如下:
地址码是通信传送的第一个字节,表示出由用户设定的地址码从机会接收到由主机发送过来的信息。因每个从机具有相应的唯一的地址码,响应回送均以各自的地址码开始,主机发送的地址码表明了将发送到的从机地址,而从机发送的地址码又表明了回送的从机地址码。设计原理为在一条总线上与多个并网发电系统通信。
功能码是通信传送的第二个字节,主要用以读写指令。作为从机响应,从机发送出的功能码与职级发送来的功能码一致时,表明从机已响应主机并开始进行操作。
根据不同的功能码设定出不同的数据区,可以是实际数值、设置点,或者为主机发送至从机及从机发送至主机的地址。
2.2.3软件流程设计
在软件流程的设计上主要表现为对其串口进行的初始化并开中断。串口接收缓冲区的数据时,要先判断出数据是否为其地址码,若不是,需继续等待中断到来;若是,要先验证后面的命令是否符合要求,并对收到的数据进行校验,校验不符,则继续等待中断,校验正确,下一步要对命令进行解析,根据命令操作分析出是读数据还是写配置信息。如为读数据应启动数据缓冲区进行刷新,等主芯片将新的数据经采样计算后写入缓冲区,让下一次主机读取,然后对主机作出相应回应,经串口将MCGS所需数据发送至主机,完成数据的传送和传送配置成功的信息,回应完毕,应循环此项程序;而写配置信息后,即可改变执行参数,如采样点数等。
3控制界面的设计与研究
光伏电站监控系统的变量参数是通过输入和输出两个界面来实现的,包括电站公共参数的显示、下位机信息配置和各逆变器运行参数的显示,均体现出监控系统中各个参数的监控,是现场及远程监控共享的界面,不同的是,现场监控中心PC的MCGS版本为整理版而后者为网络版。
4结语
太阳能作为21世纪能源发展方向,是人类取之不尽、用之不竭的永久性能源,对光伏发电监测系统的设计与研究的探讨及实施可以确保太阳能光伏发电系统更可靠、更稳定的运行,以装载MCGS组态软件的PC通信完成电站内各项参数的采集、显示和控制,通过读取、校验、传输等多重程序保障了显示数据的准确性,从而确保光伏电站发电系统的安全运行,更好实现对发展太阳能开发利用的服务。
参考文献
[1]赵争鸣,刘建政,孙晓璞等.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,2006
[2]张筱文,郑建勇.光伏电站监控系统的设计[J].电工电气,2010,(9)
[关键词]电站远程监控系统,逆变器,数据采集器
中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1009-914X(2015)03-0021-01
引言
随着国家节能减排方针政策和相关补贴政策的贯彻执行,太阳能光伏发电得以快速发展。光伏并网发电系统一般由太阳能光伏电池板、逆变器以及输变电设备组成。为保证每部分器件能正常运行需要对大量参数进行测量、保存、分析和控制。众所周知,电站的日常运行数据对于电站系统的管理、设备的维护、以及今后的科研分析具有重要的参考价值。从小规模的建筑光伏、金太阳工程等到大型荒漠电站以及各种形式的光伏电站,都存在数据显示过于零散和没有一个集中的平台集中观测、存储数据的问题,导致分析和控制上的不便和困难。因此,本文采用一种工业领域已成熟的B/S架构设计技术,通过RS485通讯协议进行通信,获取光伏电站内如逆变器、直流柜、箱变、电度表、环境仪等智能设备的数据,并将这些数据保存到数据库,以友好丰富的界面展示给用户。
1技术原理与组成
监控系统在接受到前端数据采集单元传输的设备的状态和数据后,经分析整理后,以数据、图形和图像等方式显示给用户,以达到监视的目的。同时数据经过处理后,告知用户太阳能电站各种设备参数的状态,这些处理后的数据会保存到数据库中,作为历史记录,便于以后查询调用。
1.1数据采集
监控的智能设备是电站所有的逆变器、直流柜、箱变、电度表和环境仪等,首先需要从这些设备获取原始数据信息,只有通过RS485通讯一条路。但是每种设备都有自己的RS485通讯协议,即使同类设备不同的生产厂商提供的协议也大相径庭,可选取一款数据采集器。这款数据采集器可配备10个RS485接口,理论上可以连接最大96台设备,能满足大量设备的数据采集需要。每个RS485接口可单独设置一种协议,能适应大多数标准协议如Modbus、IEC103等,对于另类的协议如艾索逆变器协议、施耐德逆变器协议、阳光逆变器协议等只需修改数据采集器内部镜像文件(厂家提供)就能识别,适应性很强。配有两个以太网RJ45接口,能够以ModbusTCP协议、IEC104协议等网络协议传输数据到以太网上。利用其配套的配置软件能够完成镜像下载、采集任务设置、调试等必须的全部工作,功能强大实用。
1.2监控软件
(1)网络数据采集:当设备数据采集的问题用数据采集器解决后,接下来就是监控室的主机如何从各个数据采集器获取数据,使这些数据供监控系统使用,为此必须开发能够安装在主机上通过以太网采集数据的程序。以太网数据采集程序使用了整理的ModbusTCP协议,数据采集器端的以太网数据传输协议配合相应设置为ModbusTCP协议,保证通讯协议一致才能通讯。此外,由于电站中存在多台数据采集器,而数据采集器是以IP地址区分的,因此以太网数据采集程序必须能对多个IP地址实现采集,可灵活设置采集的IP地址和数据种类个数等,满足监控系统对数据的需要。
(2)数据处理:一般传输数据都以16进制格式,其代表的真正含义需要合适的处理才能体现,比如小数点位数、有无符号、整数还是浮点数等处理方式各不相同,以太网数据采集程序主要集中在数据的采集,难以应付其它任务,所以其采集到的数据都保持16进制原始形式,需要专门的程序处理这些数据,数据处理程序的设计就是解决这一问题。数据处理程序仍然设计成灵活的形式,以配置表来处理每个数据,这样设计人员只需更改配置表,数据处理程序就会从配置表读取数据处理的要求,按照正确的方式处理数据,并存入到数据库中,供展示平台使用。
(3)展示平台:展示平台提供给用户丰富实用的人机界面,采用B/S架构,以服务器软件Tomcat6.0为服务器,基于浏览器的访问符合网页浏览方式,用户如同上网浏览一样操作,熟悉方便。界面组织灵活可变,能根据电站的情况和用户的要求设计出合身的独特的新颖的界面,体现以用户为本的服务思想。
(4)安装部署:为了适应复杂应用,监控软件的安装部署按照一种灵活的方式设计。以太网数据采集程序、展示平台和数据处理程序、数据库三种可自由组合安装在不同的计算机上,其中对大型应用时以太网数据采集程序还可以在多台计算机上分别安装,分别负责一部分数据采集,可避免在点数较多时集中采集引起计算机负担过重而崩溃。
1.3接口设计
用户接口:采用专门设计、特别定制的GUI,以IE8.0浏览器提供用户接口,用户像访问授权网站一样电站登录系统,就可以用浏览网页的方式点击鼠标查看、使用系统各种功能。
外部接口:数据采集程序通过以太网口查询接收远端通信柜内数据采集器采集到的现场数据信息。数据采集程序采用ModbusTCP协议实现网络采集功能,同时可将远程控制命令下达到通信柜内数据采集器,实现远程控制。
内部接口:分开安装在不同计算机上的程序之间都是通过以太网口访问,以套接字方式建立连接,有特定的端口号,采用TCP/IP协议交换数据。与数据库之间的数据交换采用SQL语言实现。
2总体方案设计
光伏电站主要由以下部分组成。如图1所示,具体功能如下:
结语
远程监控系统已经成为电站建设不可缺少的重要组成部分,被广泛使用。随着太阳能光伏发电的迅猛发展,提供给了光伏电站远程监控系统难得的机遇。通过光伏电站监控系统项目的研发,全面掌握光伏电站监控系统技术,实现从大型光伏电站到小型微型建筑光伏电站各种电站监控系统的设计和建设。光伏电站监控系统可以让人们进行集群监测和管理,利于进行数据汇总、生成曲线、数据分析等。方便的网络远程管理模式,在光伏电站信息化、智能化、网络化管理上发挥着重要的作用。
参考文献
[1]刘福才,高秀伟,牛海涛,周传凌.太阳能光伏电站远程监控系统的设计.仪器仪表学报,2002,23(3),419.
[2]冯旭,方晨,刘昊.基于Web的太阳能电站远程监控中心设计.现代电子技术,2008,24,135.
关键词:太阳能;光伏发电;并网
一、引言
我国太阳能资源的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35°这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;太阳年总辐射量,西部地区高于东部地区。我国幅员辽阔,太阳能资源分布也十分不均匀,根据不同地区的日照条件设计太阳能发电系统时也会有不同的系统设计方案,所以我国在安装太阳能发电装置时,地理位置处于太阳能资源第三类及以上地区时太阳能发电装置能发挥更高的系统发电效率。
二、建设目标
随着能源危机以及各个国家对新能源的开发利用,太阳能应运而生,其中光伏发电得到广泛发展。主要是:
①利用日光发电,提供高质量的清洁能源;
②有效调峰,缓解当地供电部门在供电高峰期时压力;
③全自动智能化运行,无须专人值守;
④完善的保护功能及报警功能,保护负载、电网及电站自身的安全运行;
⑤配备环境气象监测系统,实时掌握电站建设地点的气象资料;
⑥强大的在线监控网,实现对电站的现场/远程实时监控,及数据分析;
三、系统总体设计依据及原则
1、相关国际国家标准:
(1)IEC61215晶体硅光伏组件设计鉴定和定型;
(2)SJ/T11127-1997《光伏(PV)发电系统过电压保护―导则》等。
2、设计原则:
(1)《光伏系统并网技术要求》(GB/T19939--2005)、《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(试行)》确定电站建设及供电方案的设计原则;a.光伏系统的设计应对环境条件、系统性能进行综合评价。b.系统设计应有冗余量,具有保护功能以满足系统可靠工作的要求配置提高系统运行可靠性。c.系统设计应考虑建站地点的地理条件。d.应进行系统设计的综合优化。
(2)一般性原则:①安全可靠性,②先进实用性,③扩充性和灵活性,④示范性;
(3)设计时将保证做到以下几个方面:①保证电能质量,②能量输出最大化,③美观性。
四、系统组成及方案设计
太阳能系统由太阳能电池组件、防雷汇流箱、并网逆变器、配电保护系统、系统监控装置组成。我们将分以下几个部分来考虑系统的设计:(1)并网光伏电站总体方案部分;(2)太阳能组件部分;(3)太阳能并网逆变器部分;(4)交直流配电部分;(5)系统保护设计部分;(6)太阳能光伏电站在线监控、显示系统部分;(7)辅助系统部分(汇流箱及支架部分)。
系统分为上述的七个部分来设计,各个部分完全采用模块化冗余设计,扩容简便,施工、调试、运营管理、监控、维护都极为方便,能够大大节省建设方的初始投资和后期运营费用。
以系统保护及并网光伏电站监控系统为例进行设计。
1、系统保护。保护功能主要包括以下几个主要部分:孤岛效应保护、防雷与接地保护、系统其他常规保护。
(1)孤岛效应保护。Xi系列并网逆变器采用了两种“孤岛效应”的检测方法,即被动式与主动式检测方法。
(2)防雷与接地保护。将外部防雷措施和内部防雷措施(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏敝作用、合理布线、加装过电压保护器等多项重要因素)作为整体来统一考虑防雷措施。主要考虑的是:直击雷防护;感应雷防护;防止雷电反击。
1)直击雷防护:防直击雷的基本措施是安装避雷针。根据GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》的规定:建筑物属于三类防雷建筑物时,我们可以采取把所有屋顶电池组件、方阵支架与原有建筑物防雷系统中的防雷网(避雷带)有效相连,以达到防雷的目的。具体措施为:a.接闪b.均压c.屏蔽d.接地。
2)感应雷防护:感应雷由静电感应产生,也可由电磁感应产生,光伏发电系统的防感应雷工作重点是防止感应雷由外界线路侵入室内设备。SJ/T11127中有关规定,主要采取以下措施:a.合理选择机房的位置及机房内设备的合理布局可有效的减少雷害。b.在供电系统设备的每回路接口处安装电涌保护器SPD,并对出入机房缆线采取屏蔽、接地,实现等电位连接等措施,可有效减少雷击过电压对系统设备的侵害。c.配电机房采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响,合格的地网是有效防雷的关键。
(3)系统其他常规保护。对于常规的过压、欠压、过流、短路等保护功能也均进行了充分的考虑。完善的保护功能将保证太阳能发电系统安全、稳定的运行。过/欠电压保护:当光伏系统与电网接口处电压超出规定的电压范围时(三相±7%,单相+7%,-10%),过/欠电压保护在0.2~2s内动作,将光伏系统与电网断开;过/欠频率保护:当光伏系统与电网接口处频率超出规定的频率范围时(±0.5HZ),过/欠频率保护在0.2~2s内动作,将光伏系统与电网断开;短路保护:光伏系统对电网设置了短路保护,当电网短路时,逆变器的过电流在大于额定电流的150%时,光伏系统将在0.1s以内与电网断开。
2、太阳能光伏电站在线监控系统部分
并网光伏发电项目必须配置现场数据采集系统和远程通讯系统,实行集中、实时监控,方便电站的运营管理。数据采集系统安装在屋顶,系统由数据采集器、温度采集器、湿度采集器和辐照度采集器构成,系统配有专业的数据处理设备和软件,数据可以直接在数据采集控制器阅读查询、也可以通过监控计算机、大屏幕、远程计算机阅读和查询。采集系统单相供电。系统原理图如图1.1所示:
图1.1太阳能光伏电站在线监控系统原理图
监控装置主要数据采集器、辐照传感器盒,通过RS485通讯方式,配置监控软件,获取并网逆变器的运行数据和工作参数,也可以通过以太网远程通讯方式,在异地实时查看整个电源系统的实时运行数据、环境数据以及历史数据和故障数据等。
五、总结
人类要现可持续发展,只能依靠科技进步,大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势,其开发利用必将在21世纪得到长足的发展,并终将在世界能源结构转移中担纲重任,成为21世纪后期的主导能源。
参考文献:
1、电力电子设备应用手册
关键词:光伏发电;项目建设;正泰新能源;全生命周期;新能源文献标识码:A
中图分类号:TM615文章编号:1009-2374(2017)01-0085-02DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.042
近日,正泰山西大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地5万千瓦光伏电站正式并网发电,该项目由浙江正泰新能源开发有限公司全资子公司大同市正泰光伏发电有限公司开发建设,位于大同市南郊区云冈镇,紧靠著名旅游景点“云冈石窟”,建设容量50MWp,年发电量达到6900万度,是光伏示范基地6个“领跑者计划+新技术、新模式示范项目”之一。与其他“领跑者”项目开发商不同,正泰集团是国内最早实行横向整合的光伏企业,从光伏电站投资、光伏全套设备供应,到EPC形成了基本闭环、可控的光伏全产业链。正泰无可比拟的系统集成优势,可以最大程度地控制成本,提高系统匹配度,提供最便捷的运营维护。对此,本文针对项目建设过程中取得的管理经验进行总结,从而为同行提供参考。
1项目设计阶段
一座优质工程就好像一块好的天然玉石,经过精心设计、精雕细琢才能成为一件优秀作品。光伏设计必须经过反复论证、精细设计才能建造出优秀项目。
优秀项目与好设计密不可分。设计图纸是“纸上谈兵”,“纸上谈兵”在这里不是寓意不切实际。设计得当能使工程省时、省力、省钱;设计不当,施工中拆改、返工、造价控制不住。大同项目作为领跑者项目,对使用技术的先进性、设计理念的前瞻性要求较高,为体现项目“领跑者”精神,肩负着正泰项目模式创新、技术创新的使命,保证正泰大同光伏项目优秀的设计,公司技术人员协同上海电力设计院各专业设计人员多次现场测绘、踏勘,多次组织设计方案论证会议;考虑到很多新技术未得到成熟应用,公司技术人员多次去多家厂家调研论证,提出不少建设性意见,最终确定项目设计方案;项目从构思、确定方案到体现在设计图纸上,无不体现项目“技术先进性”领跑者特性。现项目已按设计建成,新技术应用的光伏电站项目源源不断稳定地向电网输送清洁能源,心中成就感油然而生,回顾项目设计历程,其主要取得以下经验:
1.1创新设计方式
大同项目为煤炭沉陷区,项目前期的地块稳定性分析报告显示正泰大同项目所处地块为煤炭采空区,主要涉及侏罗系的5个煤层,煤层累计采厚达10m以上,采深90~420m,采煤沉陷区会产生一定的地表破坏、移动与变形,对该区域内的光伏组件基础、电缆埋设、逆变升压房基础会产生一定的影响,采用光伏常规项目的支架形式及基础形式势必会带来较大的安全隐患,难以保证电站生命周期内的设备安全。对此经过与设计院一起多次论证,考虑短支架、增基础、箱变现浇基础等方案减少地块沉陷对电站的影响。
1.2加强协调工作
正泰大同项目用地紧张,“巧妇难为无米之炊”。项目地块分散、地形起伏大,坟头较多,拆迁难度大,政府提供原规划地块不足以满足50MW的规模,实际地势地貌仅有35MW的规模,需在规划地块外寻找新增土地,大同市政府和大同发改委积极参与,为企业排忧解难,发挥“大同模式”的优势,基地办为了项目圆满完成,加班熬夜放弃周末多次协调村镇完成租地工作,同时进行优化项目设计方案、减少土地占用。
1.3大胆引入新技术
正泰大同项目设计方案类别多、设计任务重。为保证项目新技术的领跑性,该项目从整体设计、设备选型,到智能运维,融合了各种优秀技术,最大程度地提高电站效率,包括采用320W转换效率超过16.5%的多晶硅光伏组件、带直流拉弧检测智能汇流箱、集散式逆变器、高效逆变器、非晶合金低损耗变压器、单轴自动跟踪系统、智能化运营监控系统等,该“领跑者项目”要求多晶硅组件效率大于16.5%,逆变器最大效率大于99%,该次设计满足甚至部分超过了领跑者项目要求。
1.4严把质量关,控制项目风险
考虑到很多先进技术,市场上还未得到成熟应用,公司技术人员多次与厂家沟通交流,通过调研论证、比较分析,确定各个设备技术参数、使得设备适应大同项目地实际情况,通过编制技术协议、测试方案,严把质量关,降低公司新技术使用风险。
2工程招标及设备采购阶段
招标是“货比三家”,是引入竞争机制,优化施工单位、节约投资、保证工期的有效手段,同时有保护我们建设单位管理人员的作用,应当充分重视。建设项目招投标的内容很多,除设计、勘探、监理招标外,主要是工程总承包单位的招投标,其次分包单位、设备、材料招标等,一项工程要多次招投标;正泰新能源开发有限公司具有“电力工程总承包叁级资质”,自主进行项目总承包管理,下面主要就施工分包单位以及设备供应体系管理的一些内容总结:
2.1不断完善招投标制度
(1)根据本光伏工程建设地点、工程特点,拟定参加投标的施工单位资质等级,要求投标单位有类似工程施工业绩;(2)通过当地建设主管部门或网络了解参加投标的施工单位信誉有无不良记录;(3)组织对参加投标的施工单位进行考察,考察内容为已建成的工程实例,体验工程观感效果并征询建设单位对施工单位的意见;(4)在编制工程招投标文件时,要求报价和工期合理,避免投标单位以低于成本价竞标和承诺不合理工期。该类施工单位往往会在进场后以亏损等理由降低工程质量和拖延施工周期;(5)一个集团公司只允许一家分公司参与投标;(6)投标单位应向招标单位缴纳投标保证金,以保证招投标工作过程正常进行,减少随意违约;(7)评标工程建设单位尽可能派人员参加评委会;(8)设备、材料招标时,必须要求提供技术协议,技术协议尽可能详实,至少含有产品材质、规格尺寸、性能、检验报告等内容,最好能提供样机或应用案例协调技术人员进行实地考察。
2.2构建设备供应商管理体系
(1)对供应商考评,采取量化评价的方式,全面客观地反映供应商生产规模、制造能力、供货能力、备件质量、服务技能等各方面情r;(2)增加长期合作供应商,建立完善机制,从源头到产品形成完善供应链,在实际采购过程中进行检测和工艺分析,保证产品质量;(3)实时跟踪市场价格(如铜、铁、硅等),对采购价格实施动态管理的设备进行市场考察和业务分析,在招标、询价、谈判时进行分析和控制;(4)估算产品和服务成本时要求明细,与供应商一起寻求降低大宗材料成本途径,同时了解同行伙伴的优势,从供应商自身结构、技术、管理等方面入手找到方向,领跑行业先机;(5)加强供应商考察,积极组织技术交流,前期谈判就将产品生产工序及时间明确,进行驻厂监造,并制定预防措施、质量管理、违约处理等相关资料。
2.3施工过程管理阶段
施工单位进场后,建设单位应组织设计单位向施工单位进行施工图交底,由施工单位,监理单位提出问题,设计单位应书面给予答疑,答疑文件是施工依据,与图纸有同等效果。施工单位进场后,应向建设单位和监理单位提交《施工组织设计》,《施工组织设计》的主要内容是根据本工程建设场地以及光伏施工的特点安排的施工计划,包括质量保障措施、工程进度计划、施工人员、材料供应、施工机具、安全防护、环境保护、冬季施工措施等。
工程开工建设前夕,应当报当地建筑行政管理部门,办理工程质量监督手续。
3质量管理:控制施工工艺、材料检验、隐蔽工程
质量管控放到项目管控的最重要位置。针对该问题,主要采取以下四方面的措施:(1)施工单位要根据施工需要的总平面布置图的要求来进行临建设施布置,设备和材料规格要符合设计要求。对设备要实行开箱检查,其说明书等资料都要齐全,做好施工的记录工作和完整试验记录;(2)控制进入施工现场的原材料源头。钢筋与钢材进场时,材料的品种、规格、级别以及数量符合设计的要求,并遵守国家现行的相关标准,抽取试件去进行力学的性能检验,材料的质量要符合相关的规定。水泥进场时,检查水泥的品种、级别、散装或包装的仓号、出厂日期等规格,并要对水泥的强度、安定性和其他重要性能指标实行复验,质量要符合现行的国家规定。模板及其支架要具备足够的承载能力、刚度及稳定性,可以可靠地承受住浇筑混凝土的重量、侧压力和施工的荷载;(3)对钢支架安装、电缆接地埋设、汇流箱安装等方面,重点控制钢支架的垂直度,钢支架与埋件焊缝的饱满度。接地主要是埋深度、焊接焊缝的饱满度以及焊接;(4)自始至终做好资料的收集和整理保存,为竣工验收做好基础。
4加强资金控制
光伏电站建设工程相比其他工程建设项目而言,其突出的特性是建设周期短、资金投入大。一个看似很小的不合理因素可能会导致几十万甚至上百万的建设资金的浪费。资金的使用要先紧后松、从前而后。
5结语
2013年以来,光伏电站的建设呈现爆发性、粗放性增长,但随着光伏政策的缩紧,光伏电站的建设和投资亦会越来越精细化,大同项目作为国内第一个领跑者项目,提供了光伏行业先进技术的应用平台,引领国内其他光伏电站的建设,大同正泰领跑者项目的成功实施,为正泰新能源公司后续的光伏项目实施奠定了基础,指明了建设方向。正泰新能源公司将继续秉承脚踏实地,低调务实,认真进取,创新发展的态度和作风,在光伏行业内精耕细作,努力前行,成为真正的“领跑者”。
参考文献
[1]煤炭科学技术研究院有限公司.南郊区马营洼5万千
瓦项目地基稳定性评估报告[R].
[2]韩宏伟,汪祖S.浅议并网光伏发电站运维的误区