光伏發(fā)電安全與應(yīng)對措施課件

2015年7月30日光伏電站安全隱患與防范措施解析

生產(chǎn)技術(shù)部2023/9/141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)2023/9/142

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(jìn)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(lì)支持光伏發(fā)電項(xiàng)目。在國家政策如此利好的大環(huán)境下，多個(gè)省份陸續(xù)出臺各種政策，旨在貫徹落實(shí)國務(wù)院精神，推動(dòng)光伏發(fā)電的建設(shè)和發(fā)展。但是，這個(gè)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(bào)道了不少光伏電站的安全事故，其中多為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2023/9/143

?2012年7月，位于德國某地的光伏電站起火，起火點(diǎn)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(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)，雖然消防部門初步確認(rèn)，起火原因?yàn)樘鞖膺^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1蘋果公司屋頂光伏電站火災(zāi)現(xiàn)場2023/9/144一、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，彩鋼瓦屋頂被燒穿了幾個(gè)大洞，廠房內(nèi)設(shè)備燒毀若干，損失慘重。最終分析原因?yàn)椋河捎谑┕せ蚱渌驅(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(jìn)一步加劇，最終引起絕緣失效，線槽中的正負(fù)極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生。2023/9/145一、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(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門立即責(zé)令停止并網(wǎng)發(fā)電，進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)評估，持續(xù)時(shí)間三個(gè)月，造成了數(shù)百萬的損失。最終分析原因?yàn)椋河捎谀硡R流箱電纜在施工時(shí)被拖拽磨損，在運(yùn)行一段時(shí)間后絕緣失效，正負(fù)極電纜出現(xiàn)短路、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生。2023/9/146一、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6點(diǎn)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?yàn)椋河捎谠缟蠚鉁剌^低，組件運(yùn)行在較低氣溫的環(huán)境下時(shí)，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(fù)極短路，并導(dǎo)致器件通過電流過大，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。2023/9/147二、光伏發(fā)電安全隱患解析

光伏電站安全風(fēng)險(xiǎn)因素按照風(fēng)險(xiǎn)源主要分為光伏現(xiàn)場自然因素風(fēng)險(xiǎn)，光伏電站技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，安裝風(fēng)險(xiǎn)，安全風(fēng)險(xiǎn)及材料風(fēng)險(xiǎn)五大方面。

1.現(xiàn)場自然因素風(fēng)險(xiǎn)

光伏電站現(xiàn)場自然因素風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)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。2023/9/148二、光伏發(fā)電安全隱患解析

自然風(fēng)險(xiǎn)如下圖所示：2023/9/149二、光伏發(fā)電安全隱患解析

2.技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

造成光伏電站安全隱患的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要包括電站設(shè)計(jì)缺陷，設(shè)備故障，電站系統(tǒng)衰減、設(shè)備老化、維護(hù)及修理技術(shù)失誤等方面。設(shè)計(jì)缺陷、技術(shù)方案和設(shè)備故障是造成電站安全風(fēng)險(xiǎn)極其重要的原因。

錯(cuò)誤估計(jì)風(fēng)載造成的電站事故

2023/9/1410二、光伏發(fā)電安全隱患解析

2.技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)過電壓導(dǎo)致的設(shè)備及器件損壞

錯(cuò)誤估計(jì)山體遮擋

設(shè)備老化引起火災(zāi)

2023/9/1411二、光伏發(fā)電安全隱患解析

3.安裝風(fēng)險(xiǎn)由安裝造成的光伏電站風(fēng)險(xiǎn)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。2023/9/1412二、光伏發(fā)電安全隱患解析

4.安全風(fēng)險(xiǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)主要包括人為造成的電擊、電弧、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，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(xiǎn)。2023/9/1413二、光伏發(fā)電安全隱患解析

5.材料風(fēng)險(xiǎn)

材料安全風(fēng)險(xiǎn)主要包括光伏電站各種構(gòu)成材料的選購風(fēng)險(xiǎn)及運(yùn)行損壞風(fēng)險(xiǎn)

2023/9/1414二、光伏發(fā)電安全隱患解析

根據(jù)多年電站運(yùn)行事故發(fā)生頻率進(jìn)行評估，以上多種風(fēng)險(xiǎn)因素中暴風(fēng)、雪壓、動(dòng)物啃咬破壞、冰雹等現(xiàn)場自然因素造成的風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)約為16%，火災(zāi)造成的風(fēng)險(xiǎn)約8%，玻璃材料造成的風(fēng)險(xiǎn)達(dá)7%。2023/9/1416三、光伏電站安全隱患防范措施面對以上各種風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)，進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，從光伏電站調(diào)研階段，設(shè)計(jì)階段，建設(shè)施工階段和后期運(yùn)維階段采取相應(yīng)措施來進(jìn)行規(guī)避，以便保障光伏電站的安全無故障運(yùn)行。

1.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)避的風(fēng)險(xiǎn)主要為項(xiàng)目選址地的自然因素風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)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(jìn)行精準(zhǔn)評估。具體措施為：

1）咨詢當(dāng)?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(jī)構(gòu)對各種不利氣候條件進(jìn)行專業(yè)分析，避免此種因素帶來的電站風(fēng)險(xiǎn)。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。2023/9/1417三、光伏電站安全隱患防范措施2）站址考察及做好地勘報(bào)告：項(xiàng)目選址之初，需要找專業(yè)地勘機(jī)構(gòu)做好項(xiàng)目選址地的地勘調(diào)查，了解項(xiàng)目地點(diǎn)的地質(zhì)條件和構(gòu)造穩(wěn)定性情況。根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)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、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(yán)重地區(qū)，并合理進(jìn)行防洪工程的設(shè)計(jì)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(jì)及施工過程中排水防汛工作。2.光伏電站設(shè)計(jì)階段

光伏電站設(shè)計(jì)階段著重需要選擇具有專業(yè)資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)單位，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的光伏電站系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，選擇國內(nèi)外一線品牌設(shè)備，并根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)實(shí)際情況，采取合理設(shè)計(jì)及措施避免光伏電站安全風(fēng)險(xiǎn)。2023/9/1418三、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：

①合理防雷設(shè)計(jì)：根據(jù)項(xiàng)目考察前期獲得的項(xiàng)目選址地點(diǎn)的氣象特征情況，結(jié)合場址雷電活動(dòng)規(guī)律以及防護(hù)目標(biāo)，詳細(xì)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。

②防風(fēng)防腐，散熱防塵：根據(jù)項(xiàng)目前期考察所得的項(xiàng)目選址地近年來的沙城暴次數(shù)，暴風(fēng)強(qiáng)風(fēng)次數(shù)及級別，合理設(shè)計(jì)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(shí)，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。

③其他自然安全因素應(yīng)對措施：

電站設(shè)計(jì)時(shí)需充分評估項(xiàng)目地點(diǎn)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(jìn)行設(shè)計(jì)，減少電站因冰雹，暴雪等自然災(zāi)害因素產(chǎn)生的危害。2023/9/1419三、光伏電站安全隱患防范措施

2）合理設(shè)計(jì)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(jìn)行電站地點(diǎn)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。

①結(jié)合實(shí)際地形，借助專業(yè)軟件，計(jì)算方陣間距，保證全年組件方陣無遮擋；

②針對山地電站，合理設(shè)計(jì)，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(jì)以便應(yīng)對光伏電站火災(zāi)隱患。

①合理設(shè)計(jì)布置線路路徑，降低線纜損耗，減少火災(zāi)隱患；

②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設(shè)備。直流電沒有過零點(diǎn)，開關(guān)元件在斷開故障電流時(shí)，電壓會(huì)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(jì)時(shí)對于電氣設(shè)備選型、線纜選型等設(shè)計(jì)工作需要重點(diǎn)考慮其直流性、阻燃性。在遵守各種設(shè)計(jì)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。2023/9/1420三、光伏電站安全隱患防范措施4）根據(jù)項(xiàng)目選擇地點(diǎn)的不同類型，合理設(shè)計(jì)光伏電站。如下圖所示：

2023/9/1421三、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(yán)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(yàn)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(yán)格審核施工建設(shè)中人、材、機(jī)的配置是否滿足施工質(zhì)量要求；

4）嚴(yán)格控制建設(shè)施工質(zhì)量，規(guī)范化及精細(xì)化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格正確且規(guī)范化施工是光伏電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵保障。

2023/9/1422三、光伏電站安全隱患防范措施規(guī)范施工案例2023/9/1423三、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(yán)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(yàn)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(yán)格審核施工建設(shè)中人、材、機(jī)的配置是否滿足施工質(zhì)量要求；

4）嚴(yán)格控制建設(shè)施工質(zhì)量，規(guī)范化及精細(xì)化施工。保證光伏電站各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格正確且規(guī)范化施工是光伏電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵保障。2023/9/1424三、光伏電站安全隱患防范措施

4.光伏電站運(yùn)維階段健全的光伏電站運(yùn)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(dòng)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(dá)到光伏電站的安全高效運(yùn)行。1）規(guī)范光伏電站的運(yùn)營和維護(hù)流程，建立定期巡檢制度并明確巡檢目的。

光伏電站運(yùn)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(shí)行光伏電站全面運(yùn)維管理，規(guī)范光伏電站的日常維護(hù)流程，是光伏電站必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2023/9/1425三、光伏電站安全隱患防范措施

①定期進(jìn)行組件清洗西北地區(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3%-5%2023/9/1426三、光伏電站安全隱患防范措施②去除植被遮擋2023/9/1427三、光伏電站安全隱患防范措施③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

④加強(qiáng)安防監(jiān)控措施，減少人為偷盜2023/9/1428三、光伏電站安全隱患防范措施

2）建立智能化運(yùn)維管理平臺，24小時(shí)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)用大數(shù)據(jù)運(yùn)維管理分析系統(tǒng)，通過綜合統(tǒng)計(jì)分析直觀展現(xiàn)電站發(fā)電量及運(yùn)行狀態(tài)，多維對比各電站核心數(shù)據(jù)指標(biāo)，實(shí)時(shí)掌握已建電站整體運(yùn)行水平。

3）設(shè)立專業(yè)運(yùn)維隊(duì)伍，要求專業(yè)運(yùn)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(jìn)行培訓(xùn)，提高運(yùn)維人員專業(yè)素質(zhì)和技能，避免運(yùn)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(jì)，建設(shè)及運(yùn)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(xiǎn)外，還可在電站建設(shè)期及電站運(yùn)營期為光伏電站購買多種保