山地集中式光伏项目EPC建设关键点探讨

戚宏勋，朱伟

（中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，上海200063）

1 引言

可再生能源是国家战略发展方向，建设光伏发电项目对节能减排具有重要战略意义，通常采用EPC总承包建设模式。在山地集中式光伏项目的EPC建设过程中，结合山区特有的环境特点，在设计、采购、施工、安健环等主要环，均需采取针对性的措施。

2 加强重要设计环节把控

2.1 确定光伏发电系统最佳容配比

由于光伏组件在电站寿命周期内功率是逐年衰减的，并且光伏发电系统从组件到逆变器存在各项损耗，所以，通常情况下逆变器的输出功率不能达到所对应的组件的安装容量值，导致逆变器和其后的升压并网设备容量不能得到充分利用，因此在设计时，考虑光伏组件安装容量相对逆变器额定容量的超配要求，对提升工程总体经济性十分重要[1]。

由于山地光伏地形的复杂性，组件基本按照山地的走势进行排布，朝向通常也并非全部正南，因此，首先需针对上述复杂情况采用3D仿真软件进行模拟仿真，得到较为合理的组件排布，仿真排布与实际排布对比如图1所示，并对排布结果进行计算，获得不同容配比下的发电量及年利用小时数，结合不同容配比对应的资本金内部收益率及度电成本，选择最佳容配比。

图1 3D软件仿真排布与实际安装排布对比

2.2 应用集成型小型化设备

在光伏布置区选用成套箱变，在升压站/开关站选用预制舱式变电站，成套箱式SVG、集装箱式储能装置等，可显著降低设备占地及安装工作量。在这些设备的选型中，需注意控制单个设备的运输尺寸及重量，以方便山间窄道的运输，并可降低运输及吊装机械吨位。山区光伏项目的吊装机械受场地和成本制约，通常采用汽车吊，由于山道狭窄，多数路径仅能通过最大50 t汽车吊，故合理的单体设备吊装总重宜不超过25 t[2]。

对于需现场拼装的较大预制舱，应尽量将分舱内的设备接线调试等在工厂内出厂前完成，以减少现场施工和调试工作量。

2.3 优化站区设备布置

逆变器在一组光伏矩阵中的位置，以及箱变在整个光伏布置区中的位置，对电缆截面、长度等有较大影响，合理的布置可有效降低电缆购置费用和敷设费用。通常，安装在光伏支架上的逆变器与组串间以直流电缆相连，逆变后以1回交流电缆送出；区内箱变集电线路采用串接方式，除集电线路首台箱变位置会影响线路长度外，其余箱变位置改变不会对长度产生影响。结合不同电缆截面单位造价和长度进行比较，逆变器选择靠近箱变顶角布置，箱变布置在道路边，并尽量位于光伏子阵的中心位置，可在降低电缆损耗的情况下做到经济性最优。

集中送出升压站/开关站应尽量布置在主要乡道旁，设备沿路边一字排开，可免于设置站内运输道路，当需要开挖山体人工平整出部分面积时，站址标高的选择对开挖量有较大影响，并进而会影响到施工进度，建议在不影响站内主要设备吊装运输的前提下，适当抬高站址标高（见图2），以减少山体开挖量。

图2 某山地光伏电站35 kV开关站沿路边抬高布置

山地光伏项目中，光伏布置区与集中送出升压站/开关站往往距离较远，中间有跨越多个山头的集电架空线路。在光伏布置区，为配合成套箱变设备，建议采用电缆登杆塔，可简化集电架空线路与区内集电线路的转接过渡。根据山地实际情况，铁塔采用高低腿模式以适应山区地形，并应注意满足塔腿对角连线与水平面的夹角应不小于30°。

3 针对性选择采购标的

3.1 细化施工招标条件

根据实际工程经验，项目当地施工单位在人机料等方面的资源调配有明显优势，但往往在当地的项目也较多，施工过程中容易受到其他项目影响，人员常有临时借调或替换的情况，这在施工高峰期时对连续施工很不利。为便于工程管控，在招标文件中要细化明确各阶段应投入的各工种施工工人及管理人员数量，对于关键的施工队长、安全员等岗位，应要求投标方提供具体名单，并明确这些人员到岗在岗的奖惩措施[3]。

山地光伏项目的光伏布置区往往分布在多个山头，如区域较为分散，可按不同区域设置不同的施工标段，并招标能力相当的2～3支不同施工队伍，这样既可降低单个施工队伍投入人机料的压力，又可相互形成竞争，方便施工管理，提高施工质量和效率。

3.2 关注涉网及供货量小的设备采购

在编制设备招标文件前，应预先了解清楚项目当地电力公司是否对部分涉网设备有指定厂家或短名单，这些设备是光伏电站能否顺利并网投运的关键，需要认真核实，并将要求明确写入设备招标文件中。

此外，还应关注市场上供货量小的设备材料（如铝芯电缆等），由于光伏项目工期十分紧张，开工后回旋余地小，故要提前做好预案，保证设备供货与施工进度的匹配。

由于山区中的大件设备运输多需要二次倒运，总包方应在招标前邀请有经验的运输公司实地勘察，确定二次倒运的工作量和费用，写入招标文件中。

4 强化施工关键点控制

4.1 光伏组件支架基础施工

考虑到山地光伏电站的实际情况，混凝土独立基础和混凝土条形基础费时、费水、且难于调平，螺旋桩基础对地质条件要求高、施工难度大，均不适用于山地区域；结合项目实际的地质情况，采用微孔灌注桩基础较为合适。考虑到山区地址变化较大，桩基可根据中风化凝灰岩的实际原状土深度设计不同桩型，直径均为300 mm，通常对于中风化凝灰岩埋深在1 m以上的情况，统一按地下部分2 m，地上部分0.5 m桩型施工；埋深不到1 m的情况，按地下部分桩端深入中风化基岩1 m，地上部分0.5 m桩型施工。当随坡就势布置时，地面控制标高线的角度不得大于10°，当地形局部起伏时，桩顶距实际地面的距离h须满足0.4 m≤h≤0.6 m。微型混凝土灌注桩基础浇筑应一次完毕，地脚锚栓规定及定位支架需保证锚栓定位准确，建议定制卡位模具。

需要注意的是，在施工桩型的选择中，要特别关注对风压系数的选择，系数的合理选择对造价影响很大，尤其在高海拔的山地项目中特别重要。

4.2 做好光伏组件到场复检工作

光伏组件是整个工程中最重要的单体设备，组件到场施工前，除了做好常规的外包装及资料核查外，还应做好组件功率衰降、组件电致发光（EL）检测两项现场检查，需委托具有资质的第三方检测机构完成。

检测一般在晚上进行，结合相关检测标准的要求，分别检测组件的线状隐裂、交叉隐裂、碎片、功率混档、短路、黑心黑斑等缺陷情况。

4.3 大型设备在山区的运输及吊装

箱变、预制舱、箱式SVG等设备的外包尺寸均较大，尤其在山地光伏项目中，乡道的宽度普遍只有5～6 m，最窄处只有4 m多，除在设计和招标阶段严格控制设备运输尺寸外，在设备运至山区前一周应再次踏勘核实全路径的路况信息，确定倒运车辆的规格，制订好大件运输专项方案。

进行设备吊装时，除根据设备重量尺寸选定合适吨位的吊车外，由于布置紧凑，设备间距通常仅考虑巡视通道宽度，距离很近，故不同尺寸与重量的设备需考虑合理的吊装顺序。由于重量更重的设备对吊车的吊装半径、起吊高度均有较大限制，在设备布置时，宜将这些设备布置在全站的靠中间位置，设备吊装时，先吊装就位这些设备，重量较轻的设备布置在周边区域，可方便在顺序上靠后进行吊装，如图3所示。

图3 某山地光伏电站35 kV开关站预制舱分舱吊装

4.4 落实施工机械的调配

山区一般比较偏远，在当地能够集结和调配的施工机械有限，如炮头机、搅拌机、汽车吊、土方运输车等需要提前落实。

此外，山体开挖中采用爆破方案应十分谨慎，常用的几种爆破方式均容易造成飞石及块石对周围人员、机械、公共设施的伤害和破坏，且不易控制，一般不建议采用。

5 注重安健环措施

5.1 防火措施

山地光伏电站所在区域内自然植被较多，属于较易发生火灾的区域。防火措施较常规光伏项目更需要关注和强化，主要措施包括：加强防火宣传工作，将相关宣传标语悬挂于通往光伏区的主要道路、出入口、植被茂盛区域等醒目位置；配置充足易用的灭火设施，并布置在关键位置，如便携干粉灭火器，宜布置在电缆汇集处，箱变等处；在庞大的光伏布置区内，往往会有多处当地土坟，视频监控摄像头及扩音喇叭宜布置在附近，便于运维人员远程监控祭扫情况，必要时还可进行喊话警告。

5.2 噪声控制措施

在山地光伏项目中，常需要开挖山体以平整场地或修筑/拓宽山路等。在开挖山体过程中，常会使用多台炮头机同时工作，从而产生大量施工噪声，EPC总包方应注意合理安排施工时间，尽量避免夜间施工，控制施工范围，将开挖区域设在远离附近村庄的位置，并积极采用低噪声的开挖机械，努力将施工噪声对附近村民生活的影响降到最低。

6 结语

本文对山地光伏项目EPC建设过程中，需考虑的山区地形的复杂性所带来的组件合理排布、支架基础随坡就势变化、架空铁塔高低腿设置、开关站紧凑布置、在狭窄山区的大件设备运输吊装等一系列关键问题进行了探讨，给出了合理的处理措施和建议，对山地光伏项目的EPC建设具有参考价值。