新能源光伏电站安全技术应用研究

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 赵大威 徐浩天

1 新能源光伏发电产业概况

新能源光伏电站就是利用太阳能，使其在特殊材料的作用下，形成发电体系，并且可以输送电力的光伏发电系统，这种光伏发电系统也是目前国家大力支持的新能源项目[1]。同时，新能源光伏电站的发电系统可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。这种系统的发电原理都是使用到半导体表面的光发电螺栓效应，让其实现把光能转化为电能的效果，进而减少能源消耗，起到保护环境的作用。另一方面，这种新型的新能源光伏电站的电能的使用主要体现在以下几点。

一是应用在常规的电力系统中，以此满足人们日常生活所需，以及对电子设备的充电，比如，太阳能的充电系统和交通电力系统等；二是应用在特殊地区，对于有些用电困难的区域，通过新能源光伏电站的建立，满足当地居民的生活用电需求，比如，微波系统和通信系统用电等；三是并网发电的模式，这种产生电能的原理是利用分散化的光伏电池，进行集中地整理，能够实现逆变或者变压的处理和控制，进而产生并网发电的效果。

在新能源来源方面，我国拥有丰富的太阳能资源，相关辐射能优于欧洲和日本，与美国相似，且在不同地区存在显著分布差异。西部地区（如宁夏、甘肃、青海和西藏）的太阳能资源高于东部地区（如广东、浙江、福建和湖北），北部地区（如河北、内蒙古、吉林和陕西）的资源高于南部地区（如四川、贵州、广西和江西）。为了鼓励太阳能光伏发电等可再生能源的发展，我国颁布了一系列法律法规和财政政策，并在光伏发电项目上投入了大量资金，成功建立世界顶尖研发中心。随着国内电力需求不断增长，化石燃料造成的环境污染使得市场对可再生能源的需求不断增加，为新能源光伏发电行业创造机会。近年来，我国积极支持光伏发电的发展，建设了一系列光伏发电项目，以实现资源的高效利用，推动经济实现转型升级。

2 新能源光伏电站安全管理

2.1 安全生产管理风险

分布式光伏电站生产经营期间涉及的安全风险主要涉及建筑物的安全性影响、建筑物使用方生产经营安全生产的影响、质保期内厂家维保管理质量的影响、电站所属单位安全生产管理的影响。任何一方的安全责任落实不到位或发生生产经营事故，都会对电站的安全生产造成影响。生产运营初期延续设备厂维保模式，自身企业管理团队建设滞后，相应的管理制度标准缺失，存在安全生产以包代管现象。光伏电站现场近距离安全检查难度大，高空作业、部件吊装等检修维护成本高；设备长期处于高温、严寒、雷电、冰雹、大风等恶劣环境，易产生老化、松动、电气绝缘破坏等设备缺陷，若不能及时发现并消除，极易发生安全生产事故或次生灾害。

现阶段建设的分布式光伏电站，投资回报率较低，需构建先进高效的生产运营管理体系以提高安全生产工作效率，运用数字化、智慧化管理系统，挖掘生产运营潜力，保持电站良性发展[2]。若缺乏合适的现代化管理团队、管理机制、管理标准，受市场竞争和电站效能减低影响必然转化为安全风险。光伏组件安装方式和牢固程度受屋顶性质和施工质量的影响较大；大风灾害天气严重影响高空组件的安全，易发生吹落、破损造成意外事故，并常伴随次生不安全事件；光伏组件、电气设备着火时，若应急处置和扑灭不及时易造成势态扩大。

2.2 安全生产管控策略

研究掌握不同厂家设备、部件特性，及相应设备的运行维护技能，早介入、早参与电站运营管理，建立指标监管机制，积累管理信息，收集厂家质保期维护数据资料和管理经验，监督构建安全生产技术管理标准，掌握核心管理技术，一站一策精细化管理；采用就近社会用工或业主用工兼职等方式派遣驻场人员，满足日常巡检、辅助消缺、应急处置等安全生产管理需求。

运用智慧视频监控系统，实现现场作业人员安全监督、风险提醒、误入人员喊话等远程监管；运用图像识别、红外扫测等数字技术，实现自动扫测现场设备、识别设备异常和火灾信息功能；智慧安防系统接入综合能源监管中心，接入信息须具备报警功能；监管中心负责相关报警信息对项目单位的报送工作，现场确认和处置由对应项目单位负责。采集传送现场生产参数数据，研究掌握新型逆变器详细功能，全部开放数据信息，实现电站直流侧设备的性能参数智能化比对及运行异常报警，为大规模、集约化电站的智慧运维创造信息化、数字化管理基础[3]。

综合能源监管中心负责电站数据分析、报送分析结果，现场设备消缺和异常处置由相应项目单位负责落实。在深入研究不断掌握分布式光伏发电安全生产管理特点的基础上，积极调研借鉴兄弟单位创新管理经验，优化公司集约化管理机制、平台，提升管理效能；在继承传统电力企业先进管理制度标准的基础上，构建分布式光伏运行、维护、检修和技术监督、安全监督等生产运营管理体系。

2.3 光伏电站消防安全管理

一是加强消防安全培训教育：安全培训教育工作至关重要，然而，大多数光伏电站员工消防安全培训教育敷衍应付，仅为应付检查。因此，改变消防安全培训教育方式方法至关重要，单位消防安全责任人与消防安全管理人应当发挥主观能动性，利用多种形式开展消防安全教育培训，针对本单位的情况，可结合安全会议同时开展，做到每次培训留痕，每次演练如实，同时也能够让长期工作人员熟悉消防安全设施、器材的摆放位置以及使用方法，使其能够对初期火灾进行控制。针对光伏电站员工人员流动性大的问题，可建立电子台账，将员工教育、培训演练课件、记录、照片和视频留存，对新入职员工进行线上培训，使其快速掌握场站消防安全应急处置措施[4]。

二是加强设备安全巡查、检查：首先硬件条件和设施方面的核心就是要检查电气设备的运行情况，包括项目使用的光伏电池组件需要测试报告，出厂报告供应商，单位资质，供应商需要出具相应的文件说明交流配电柜逆变器，直流配电柜等电器厂家，在国际标准上设计制造相关的这些设备，并且能够提供相应的文书或者产品资格认证，制造文件和产品说明书等组件和电气设备有更多的保障。系统建设期间可能存在许多的安全隐患，根据光伏电站验收标准需要符合相应的规定，消防设施通过国家强制验收以及分段阻燃电沟电缆沟槽进行防火封堵等措施，让整个的安全消防系统更加全面和完善。并网结构的光伏发电系统，应当并针对防火分区建设火灾自动报警系统，结合实际情况配备消防设施设备或建设微型消防站。

同时有关警示宣传工作也要及时到位，并网设备的名称编号应该符合相应的要求。分布式光伏电站的各建筑区域应按规范设置应急照明灯具和疏散指示标志，在各重点部位处设置铭牌，尤其是房屋结构电气设备的铭牌要完整清晰，配电箱会有相应的编号，外部防雷接地区有安全标识，防止因为人为的破坏而出现问题。户外高压设备应该设置防护栏，高压设备的外围应该尽量避免非专业人士靠近。人员疏散通道应该保持通畅，消防灭火通道设计应该更加合理，让该厂区处于正常的运转状态，在易燃易爆区域设有明显的防火消防标识和消防监控预警装置。

三是构建消防安全信息化管理系统：现如今，信息化程度不断加深，信息化应用于各个设备和项目当中，其中涵盖多种资料而且信息量大。个别场站建立资料管理信息系统，将电子台账、工程数据以及各类数据和资料上传从而让人们可以快速查询到相关的信息。通过有效的选择分析和计算让消防资料管理更加高效，通过与外界进行高效的联动节约大量的时间。全面提升电厂资料管理人员的工作效率，通过动态的信息变化来让消防安全建设更加有序合理[5]。

2.4 建立安全事故防范系统

在新能源光伏电站运行过程中，由于忽视消防安全管理，经常会发生一些安全问题，对光伏电站和人员造成严重威胁。因此，一定要建立合理有效的安全事故防范系统，进而可以在事故发生时，能够采取有效措施，快速解决。同时，对消防安全进行实时监测也是非常重要的，能够对光伏发电站各个环节进行全面的监控和控制，及时发现工作中出现的安全隐患，并且可以采用科学化的防范方法去应对。

在第三方消防检测系统中，主要是对站内整个消防设施的安全性负责，能够更加公平公正地对整体结构进行监测，更加真实和准确地对相关消防安全数据信息进行比对和整理，进而为后续的管理工作提供重要的参考数据，推动新能源光伏电站安全技术的可持续发展。在我国新能源光伏电站不断发展的背景下，健全的监督和管理制度是非常重要的。由于在光伏发电站中，消防安全始终缺乏一个完整的控制体系，导致相关技术人员无法按照标准规范施工，进而使管理人员在开展工作时存在一定的难度。

因此，企业一定要重视对消防安全管理机制的制定，能够使用到科学化的管理方式，采用更加专业和智能化的消防安全技术，结合实际的消防安全管理情况，不断对安全技术方案进行创新和优化，进而提升消防安全管理的质量和效率，减少新能源光伏电站在运行中发生危险事故的概率。

2.5 做好管理机制和系统部署

在新能源光伏发电站智能设备运行过程中，必须建立完善的管理机制，对其管理的系统结构也要不断创新和完善，进一步提高设备的使用效果。与此同时，在智能设备体系的结构中，可以从以下两方面进行考虑。

一是智能设备层，这种设备层在光伏发电站的运行和维护管理工作中非常重要，两者之间连接相当密切，也是国家在科学技术发展中较为关键性的一步。在对其进行建立时，需要使用新型的测量工艺，保证光伏电站中的设备参数都能顺利转化为数字信息，这种参数主要包括设备运行状态的数据、技术参数以及环境参数等数据信息，然后可以利用系统的自动识别功能，对其进行科学化地处理和传送。通过上一级别的决策层的指令，能够对发电站的运行或者维护的数据信息，进行精准分析和传输，进而使智能设备层的控制和管理工作更加完善，实现管理和控制工作的价值。

二是智能控制层，这种系统主要的作用是对光伏电站进行智能化的管理和控制，能够对运行中的各个环节和技术进行科学化的管理和完善。智能控制层也是应用到有关物理实体的行为，以及规则的模型，采用自动化控制技术，实现更加高级的算法，以此对系统进行诊断和模糊的控制和管理。同时，对于智能设备层收集到的相关数据和信息，通过智能监督层的指导，设计出对光伏电站安全运营的运行和维护管理的指导要点，进一步满足环境、经济指标和技术等需求。此外，通过这种智能化系统的建立，对其建立更加合理有效的控制管理体系，不断提升光伏电站的安全性，促进企业实现经济效益和社会效益。

3 结语

总而言之，安全防范措施在新能源光伏电站中占有重要地位，各个行业都要把“以人为本，安全第一”作为核心目标，不仅要保证光伏电站运行的质量和效率，也要确保运行效果的安全性和稳定性。另一方面，也要重视新能源材料的使用，能够在运行中节约能源和保护环境，推动我国整体经济的可持续发展。