光伏發(fā)電安全與應(yīng)對措施

1、2012015 5年年7 7月月3030日日光伏電站安全隱患與防范措施解析光伏電站安全隱患與防范措施解析生產(chǎn)技術(shù)部生產(chǎn)技術(shù)部目 錄光伏電站安全隱患解析光伏發(fā)電高速發(fā)展下的安全隱患一二三光伏電站安全隱患防范措施四總 結(jié) 近幾年，我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，自2013年7月15日，國務(wù)院發(fā)布促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見以來，國家多部門紛紛出臺政策、意見，鼓勵支持光伏發(fā)電項目。在國家政策如此利好的大環(huán)境下，多個省份陸續(xù)出臺各種政策，旨在貫徹落實國務(wù)院精神，推動光伏發(fā)電的建設(shè)和發(fā)展。但是，這個光鮮的光伏電站建設(shè)潮下面隱藏的是頻現(xiàn)的電站質(zhì)量問題。近年來，國內(nèi)外均陸續(xù)報道了不少光伏電站的安全事故，其中多為

2、各種原因引起的火災(zāi)、雷擊、觸電等，其中，比較多的案例是光伏電站起火。一、光伏發(fā)電高速發(fā)展下的安全隱患 2012年7月，位于德國德國某地的光伏電站起火，起火點發(fā)生在屋頂光伏組件的匯流箱處； 2013年8月，天津某生態(tài)城服務(wù)中心的屋頂電站項目發(fā)生火災(zāi)，雖然消防部門初步確認，起火原因為天氣過熱，引發(fā)樓頂防水層和光伏組件自燃； 2015年5月，位于美國亞利桑那州的蘋果公司數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)，目前起火原因尚未明確。 一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患圖圖1 蘋果公司屋頂光伏電站火災(zāi)現(xiàn)場蘋果公司屋頂光伏電站火災(zāi)現(xiàn)場 一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患案例1：2014年8月，武漢某屋頂光伏電站發(fā)生著火，彩鋼瓦

3、屋頂被燒穿了幾個大洞，廠房內(nèi)設(shè)備燒毀若干，損失慘重。最終分析原因為：由于施工或其他原因?qū)е履硡R流箱線纜對地絕緣降低，在環(huán)流、漏電流的影響下進一步加劇，最終引起絕緣失效，線槽中的正負極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生。 一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患案例2：2014年5月，某山地光伏電站發(fā)生著火，當?shù)亓謽I(yè)部門立即責(zé)令停止并網(wǎng)發(fā)電，進行全面風(fēng)險評估，持續(xù)時間三個月，造成了數(shù)百萬的損失。最終分析原因為：由于某匯流箱電纜在施工時被拖拽磨損，在運行一段時間后絕緣失效，正負極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生。 一、光伏發(fā)電的高速發(fā)展下的安全隱患案例3：2014年8月，某平原光伏電站早上

4、6點左右發(fā)生火災(zāi)，造成部分組件及匯流箱燒毀，造成極大的損失。最終分析原因為：由于早上氣溫較低，組件運行在較低氣溫的環(huán)境下時，輸出電壓較大，匯流箱內(nèi)部平衡器件在高壓的情況下被擊穿，正負極短路，并導(dǎo)致器件通過電流過大，進而引發(fā)火災(zāi)。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 光伏電站安全風(fēng)險因素按照風(fēng)險源主要分為光伏現(xiàn)場自然因素風(fēng)險，光伏電站技術(shù)風(fēng)險，安裝風(fēng)險，安全風(fēng)險及材料風(fēng)險五大方面。 1.現(xiàn)場自然因素風(fēng)險現(xiàn)場自然因素風(fēng)險 光伏電站現(xiàn)場自然因素風(fēng)險主要包括暴風(fēng)和雷擊、結(jié)冰、暴雪和冰雹、沙塵、巖石滾落、地質(zhì)滑坡、地震、洪水和動物啃咬破壞等眾多方面。因光伏電站選址一般為荒山荒地、廢棄魚塘、荒漠灘

5、涂等地形復(fù)雜且偏僻無人的區(qū)域，故受以上自然因素影響造成的安全事故不易避免。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 自然風(fēng)險如下圖所示：自然風(fēng)險如下圖所示：二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 2. 技術(shù)風(fēng)險技術(shù)風(fēng)險 造成光伏電站安全隱患的技術(shù)風(fēng)險主要包括電站設(shè)計缺陷，設(shè)備故障，電站系統(tǒng)衰減、設(shè)備老化、維護及修理技術(shù)失誤等方面。設(shè)計缺陷、技術(shù)方案和設(shè)備故障是造成電站安全風(fēng)險極其重要的原因。 錯誤估計風(fēng)載造成的電站事故錯誤估計風(fēng)載造成的電站事故 二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 2. 技術(shù)風(fēng)險技術(shù)風(fēng)險過電壓導(dǎo)致的設(shè)備及器件損壞過電壓導(dǎo)致的設(shè)備及器件損壞 錯誤估計山體遮擋錯

6、誤估計山體遮擋 設(shè)備老化引起火災(zāi)設(shè)備老化引起火災(zāi) 二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 3. 安裝風(fēng)險安裝風(fēng)險 由安裝造成的光伏電站風(fēng)險主要是指在光伏電站建設(shè)施工階段，非規(guī)范化的施工造成各種電站安全隱患。二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 4. 安全風(fēng)險安全風(fēng)險 安全風(fēng)險主要包括人為造成的電擊、電弧、火災(zāi)風(fēng)險，人為盜竊、人為破壞以及操作人員誤操作造成的電站及人身安全危險。 二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 5. 材料風(fēng)險材料風(fēng)險 材料安全風(fēng)險主要包括光伏電站各種構(gòu)成材料的選購風(fēng)險及運行損壞風(fēng)險 二、光伏發(fā)電安全隱患解析光伏發(fā)電安全隱患解析 根據(jù)多年電站運行事故發(fā)生

7、頻率進行評估，以上多種風(fēng)險因素中暴風(fēng)、雪壓、動物啃咬破壞、冰雹等現(xiàn)場自然因素造成的風(fēng)險約占19%，過電壓和技術(shù)性故障因素約占5%，人為損壞造、盜竊和人為誤操作造成的安全風(fēng)險約為16%，火災(zāi)造成的風(fēng)險約8%，玻璃材料造成的風(fēng)險達7%。 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 面對以上各種風(fēng)險因素，我們應(yīng)積極應(yīng)對并避免以上各種因素帶來的光伏電站安全隱患，規(guī)劃初期就充分考慮各種風(fēng)險，進行整體設(shè)計，從光伏電站調(diào)研階段，設(shè)計階段，建設(shè)施工階段和后期運維階段采取相應(yīng)措施來進行規(guī)避，以便保障光伏電站的安全無故障運行。1.光伏電站前期調(diào)研階段光伏電站前期調(diào)研階段 光伏電站前期調(diào)研階段能規(guī)避的

8、風(fēng)險主要為項目選址地的自然因素風(fēng)險。項目選址之初，需要對場址的土壤、氣象、環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等因素進行精準評估。具體措施為：1）咨詢當?shù)貧庀笳荆毫私鈭龅氐臍庀髷?shù)據(jù)，請具有專業(yè)資質(zhì)的可研或氣象機構(gòu)對各種不利氣候條件進行專業(yè)分析，避免此種因素帶來的電站風(fēng)險。尤其對冰雹、最大及平均風(fēng)速、降雨量 、積雪厚度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的收集。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 2）站址考察及做好地勘報告：項目選址之初，需要找專業(yè)地勘機構(gòu)做好項目選址地的地勘調(diào)查，了解項目地點的地質(zhì)條件和構(gòu)造穩(wěn)定性情況。根據(jù)項目地點的地質(zhì)和構(gòu)造、歷年降雨量、地震、洪災(zāi)和泥石流滑坡等的發(fā)生情況，電站選址盡量避開河堤、滑坡、

9、洪澇災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)、地理構(gòu)造不穩(wěn)定地區(qū)以及土壤腐蝕嚴重地區(qū)，并合理進行防洪工程的設(shè)計及考量，做好水保工作，避開降雨及冰雪融水形成的地表徑流通道。特別是在灘涂、廢棄魚塘等建設(shè)的電站，需做好前期規(guī)劃設(shè)計及施工過程中排水防汛工作。 2. 光伏電站設(shè)計階段光伏電站設(shè)計階段 光伏電站設(shè)計階段著重需要選擇具有專業(yè)資質(zhì)和經(jīng)驗豐富的設(shè)計單位，進行優(yōu)質(zhì)的光伏電站系統(tǒng)方案設(shè)計，選擇國內(nèi)外一線品牌設(shè)備，并根據(jù)項目地點實際情況，采取合理設(shè)計及措施避免光伏電站安全風(fēng)險。三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 1）應(yīng)對現(xiàn)場自然安全因素采取的措施：）應(yīng)對現(xiàn)場自然安全因素采取的措施： 合理防雷設(shè)計：根據(jù)項目考

10、察前期獲得的項目選址地點的氣象特征情況，結(jié)合場址雷電活動規(guī)律以及防護目標，詳細研究防雷裝置的形式及其布置，制定合理的防雷方案，將站區(qū)內(nèi)光伏發(fā)電單元、升壓站、綜合樓等的防雷措施協(xié)調(diào)統(tǒng)一、全面規(guī)劃。 防風(fēng)防腐，散熱防塵：根據(jù)項目前期考察所得的項目選址地近年來的沙城暴次數(shù)，暴風(fēng)強風(fēng)次數(shù)及級別，合理設(shè)計支架的抗風(fēng)防腐、組串及設(shè)備的散熱防塵等預(yù)防措施。關(guān)鍵設(shè)備選型時，需要選擇耐風(fēng)沙、抗鹽霧、抗高溫高濕等惡劣環(huán)境的設(shè)備。 其他自然安全因素應(yīng)對措施： 電站設(shè)計時需充分評估項目地點的冰雹，雨雪發(fā)生情況及級別，合理地對組串排布及組串承壓情況進行設(shè)計，減少電站因冰雹，暴雪等自然災(zāi)害因素產(chǎn)生的危害。 三、三、光伏電

11、站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 2）合理設(shè)計減少電站組串之間的遮擋）合理設(shè)計減少電站組串之間的遮擋 采用專業(yè)三維遮擋分析軟件，進行電站地點及組串間距分析，規(guī)避電站周圍物體、地勢差異或電站組串之間因排布不合理造成的安全隱患。 結(jié)合實際地形，借助專業(yè)軟件，計算方陣間距，保證全年組件方陣無遮擋； 針對山地電站，合理設(shè)計，規(guī)避由于地勢差異而導(dǎo)致的同排方陣不同子陣高度差引起的遮擋。 3）合理設(shè)計以便應(yīng)對光伏電站火災(zāi)隱患。）合理設(shè)計以便應(yīng)對光伏電站火災(zāi)隱患。 合理設(shè)計布置線路路徑，降低線纜損耗，減少火災(zāi)隱患； 合理設(shè)備選型，防止由過電壓、電弧引起的電站安全隱患； 光伏電站存在大量直流電纜及直流

12、設(shè)備。直流電沒有過零點，開關(guān)元件在斷開故障電流時，電壓會一直存在，電弧持續(xù)燃燒，必須拉開足夠的弧長距離才能夠可靠熄弧。具有較高熱能的電弧使得電站存在火災(zāi)隱患， 因此光伏電站的特殊性要求前期設(shè)計時對于電氣設(shè)備選型、線纜選型等設(shè)計工作需要重點考慮其直流性、阻燃性。在遵守各種設(shè)計規(guī)范的前提下，合理設(shè)備選型并充分考慮光伏發(fā)電的特殊性是消除電站火災(zāi)隱患的關(guān)鍵。 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 4）根據(jù)項目選擇地點的不同類型，合理設(shè)計光伏電站。如下圖所示：）根據(jù)項目選擇地點的不同類型，合理設(shè)計光伏電站。如下圖所示： 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 3.

13、光伏電站施工建設(shè)階段光伏電站施工建設(shè)階段 光伏電站建設(shè)過程中涉及的作業(yè)面較廣，施工人員較多，故在施工建設(shè)階段必須嚴格控制施工質(zhì)量，規(guī)范化施工，并建立完善的工程監(jiān)管制度和管理體系，以便減少及規(guī)避由于人為因素造成的光伏電站的安全隱患。 1）選擇經(jīng)驗豐富的施工建設(shè)及監(jiān)理單位； 2）業(yè)主與監(jiān)理聯(lián)合監(jiān)督施工建設(shè)； 3）嚴格審核施工建設(shè)中人、材、機的配置是否滿足施工質(zhì)量要求； 4）嚴格控制建設(shè)施工質(zhì)量，規(guī)范化及精細化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴格正確且規(guī)范化施工是光伏電站安全運行的關(guān)鍵保障。 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施規(guī)范施工案例規(guī)范施工案例 三、三、光伏電站安全隱患防范措施

14、光伏電站安全隱患防范措施 3. 光伏電站施工建設(shè)階段光伏電站施工建設(shè)階段 光伏電站建設(shè)過程中涉及的作業(yè)面較廣，施工人員較多，故在施工建設(shè)階段必須嚴格控制施工質(zhì)量，規(guī)范化施工，并建立完善的工程監(jiān)管制度和管理體系，以便減少及規(guī)避由于人為因素造成的光伏電站的安全隱患。 1）選擇經(jīng)驗豐富的施工建設(shè)及監(jiān)理單位； 2）業(yè)主與監(jiān)理聯(lián)合監(jiān)督施工建設(shè)； 3）嚴格審核施工建設(shè)中人、材、機的配置是否滿足施工質(zhì)量要求； 4）嚴格控制建設(shè)施工質(zhì)量，規(guī)范化及精細化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴格正確且規(guī)范化施工是光伏電站安全運行的關(guān)鍵保障。 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 4. 光伏電站運維階段光

15、伏電站運維階段 健全的光伏電站運維管理體系能有效預(yù)防和減少光伏電站由于后期設(shè)備老化，腐蝕、動物啃食破壞、人為損壞、偷盜、自然災(zāi)害破壞等造成的電站安全隱患，確保電站設(shè)備和人員的安全，以便達到光伏電站的安全高效運行。 1）規(guī)范光伏電站的運營和維護流程，建立定期巡檢制度并明確巡檢目的。）規(guī)范光伏電站的運營和維護流程，建立定期巡檢制度并明確巡檢目的。光伏電站運行過程中由于各種因素帶來的設(shè)備故障都不可避免的造成光伏電站的各種安全隱患。因此實行光伏電站全面運維管理，規(guī)范光伏電站的日常維護流程，是光伏電站必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 定期進行組件清洗 西北地

16、區(qū)通過組件清洗，單塊功率平均提升西北地區(qū)通過組件清洗，單塊功率平均提升9.64%，一般地區(qū)亦可平均提升，一般地區(qū)亦可平均提升3%-5%三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 去除植被遮擋三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 巡檢光伏電站設(shè)備老化，支架腐蝕、線纜脫落以及組件損壞等情況 加強安防監(jiān)控措施，減少人為偷盜 三、三、光伏電站安全隱患防范措施光伏電站安全隱患防范措施 2）建立智能化運維管理平臺，）建立智能化運維管理平臺，24小時運行狀態(tài)實時監(jiān)測小時運行狀態(tài)實時監(jiān)測 運用大數(shù)據(jù)運維管理分析系統(tǒng)，通過綜合統(tǒng)計分析直觀展現(xiàn)電站發(fā)電量及運行狀態(tài)，多維對比各電站核心數(shù)據(jù)指標，實時掌握已建電站整體運行水平。 3）設(shè)立專業(yè)運維隊伍，要求專業(yè)運維人員持證上崗）設(shè)立專業(yè)運維隊伍，要求專業(yè)運維人員持證上崗 定期對專業(yè)技術(shù)人員和電站操作人員進行培訓(xùn)，提高運維人員專業(yè)素質(zhì)和技能，避免運維過程中由于人員誤操作造成的安全隱患。除在電站前期考察，設(shè)計，建設(shè)及運維階段采取的以上措施來預(yù)防并規(guī)避光伏電站安全風(fēng)險外，還可在電站建設(shè)期及電