西北大型并网光伏电站工程建设要点

雷咸道，王 鹏，帅争峰，李大伟，孙建军，杨 辉

(中国三峡新能源(集团)股份有限公司青海分公司，青海 西宁 810000)

截至2021年6月底，全国可再生能源发电装机达到9.71亿kW。其中，水电装机3.78亿kW、风电装机2.92亿kW、光伏发电装机2.68亿kW、生物质发电装机3 319万kW[1]。国内大型并网光伏电站建设迅猛，在短时间内装机容量得到了极大的增长，但因为缺乏整体的统筹规划，使得很多电站的工程质量和系统效率存在些许问题。结合目前已建成的光伏电站及发现存在的问题，总结分析了并网光伏电站土建及安装调试工程要点[2]。并网光伏电站的施工流程可归纳为：电站规划布置→基础轴线定位及测量放线→支架基础施工→逆变器室施工→箱变基础施工(箱逆变一体预制舱)→光伏电站设备安装→支架安装→光伏组件安装→电缆敷设布线连接→光伏系统调试→并网发电[3]。

1 土建工程

1)临建及上墙制度。要求施工单位在工程项目部要悬挂“五牌一图”。监理办公室要有各种管理制度及总监、专业监理工程师、监理员等工作职责，业主项目部有组织机构和岗位职责。

2)场内道路。由于光伏电站面积大，支架组件布置密集、数量多，故光伏电站的道路建设要先行施工，否则会影响电站建设的进度。不管土建施工环节，大量的材料运输、周转，重型工程车辆行驶，还是在支架、组件的存放、倒运，设备的运输，均需要道路的通畅作为保证。光伏场区碎石碾压的场内道路见图1。

图1 场内道路图

3)设备运输保管。通盘考虑，材料设备堆放保管场地一般布置在场区空闲区域，且要考虑离安装现场远近、道路通畅、地面平整，排水畅通、库房整沽、安全、通风。尽量减少或避免设备的二次搬运。

4)土建支架基础施工。光伏支架基础主要有微孔浇筑桩、螺旋钢桩、独立基础、条形基础等形式，施工工艺要求熟悉图纸，根据现场地质确定施工机具及方案；精确测放控制点、主控制线，然后放每个桩位线，选择符合要求的打孔或开挖方式，确保两个相邻基坑(孔)无偏差，深度达到设计要求；钻孔、开挖过程中即时清土、浇水、防止土回灌，严格控制每个方阵的标高，确保钢筋规格、型号、间距准确、绑扎牢固。浇筑时模具要绑扎牢靠，无缝隙，垂直度偏差小于5 mm，测量预埋件(预埋螺栓)间距尺寸，符合设计要求。浇筑前检查孔内是否有浮土、杂物。一定要分层浇筑、振捣。重点控制外漏部分，拆模后，有蜂窝形状需修补。基础养护期过后，验收时取样进行拉拔试验。施工现场光伏组件支架混凝土灌注桩基础及取样拉拔试验见图2。

图2 支架基础及拉拔实验图

支架基础施工时，由于场地面积大，做好土地平整和测量放线工作。用全站仪从控制点测放出域的主控线及高程，做好标记段保护，用经纬仪及卷尺测量开挖线．以轴线为单位采用机械挖掘，基槽清理完后，再复核测放基础线。

5)逆变器室施工(或箱逆变一体预制舱)。根据图纸和现场地质确定施工机具及方案，精准放线、再按照放线位置进行开挖，深度符合要求。混凝土符合设计标号，严格按照配合比进行配比；承重砖体砌时需泡水；按照图纸设计敷设承重钢筋，严禁错放，漏放；接地体焊接连接涂刷防腐漆，搭接面满足规范要求；地圈梁、构造柱钢筋绑扎牢靠，模版装钉牢靠，接地体提前预埋或焊接在钢筋上。预留窗户、门、检修箱、电气线管等；防水工程使用合格防水材料，防水工程结束需做防水试验；室内二次接地施工按照图纸设计进行接地体敷设，接地体与预埋接地引线焊接，搭接面满足规范要求[4]；室内、室外装潢施工涂刷均匀，产品质量严格把关。逆变器基础要结合电气设备布置图，按照基础尺寸图进行施工，基础上平面要平整，整体平面在一个标高上。

6)箱变基础。严格按照图纸尺寸放线；定位放线严格按照放线位置进行开挖，深度符合图纸要求；垫层混凝土符合设计标号，严格按照配合比进行配比，用测量仪打出标高，确保一个阵列为一个标高；钢筋绑扎牢靠规范，无松动；浇筑时模具要固定牢靠，无缝隙，垂直度偏差小于5 mm；混凝土浇筑按照设计标号进行浇筑；拆模后，有蜂窝麻面需修补，土方回填时应检查回填土含水量，分层夯实，应现场试验检测合格。成型拆模后的箱变基础见图3。

图3 箱变基础图

7)场内围栏。测量放线→钢筋笼绑扎、安装→制作模具安装模具→尺寸测量→混凝土浇筑→拆模→选型、选材→围栏安装。

2 安装及调试工程

2.1 支架安装

支架安装前应做相应检查，去除毛边，毛刺，焊接废渣物等。支架的安装关键点在于支架尺寸与基础之间的尺寸吻合。支架与基础的连接一般采用与预埋件螺栓连接或与预埋件焊接连接。螺栓连接时对螺栓预埋的准确度要求较高。如螺栓预埋的位置不对，则造成支架立柱无法与预埋螺栓连接上。支架立柱与螺栓连接后，可通过螺栓、螺帽对立柱上下调整，以达到对支架安装光伏组件整体平面的调整：焊接连接时，则对基础表面的水平高度偏差要求较高。如果偏差过太，则造成安装光伏组件的平面会起伏不平。焊接处要做防腐处理。支架安装合格后即可安装光伏组件，故支架安装前应协同土建专业办理交接手续，土建移交电气，验收合格后方可进行支架安装。安装调试完成后的光伏组件支架见图4。

2.2 光伏组件安装

光伏组件的安装主要由搬运和固定光伏组件，以及组件连接接线组成。在组件搬运及保管的过程中一定要轻拿轻放，不得有强烈的冲击和振动，不得横置重压。组件安装要自下而上，逐块安装，并将组件紧固。组件安装必须做到横平竖直，保证光伏组件与支架结合面紧密，安装完成后倾角符合设计要求，同一方阵内的组件间距保持一致。快接头压接牢靠，对接牢靠，组件连接后开路电压和短路电流应符合设计要求。

2.3 汇流箱安装

汇流箱的作用是若干组串回路并联连接到汇流箱内，形成较大的直流电流，再连接到逆变器，转换成交流电源；汇流箱安装时，要考虑组件串联回路到汇流箱的距离。距离越远，损耗越大。故汇流箱安装时需考虑适当的位置，同时要考虑维修的方便。汇流箱内的防雷模块要保证可靠接地，接线要做到横平竖直，美观大方。每个进线口要用防火泥进行封堵，每个回路要做好标识。同时，汇流箱也要做好通讯监控。安装完成后的光伏汇流箱见图5。

图5 汇流箱安装图

2.4 逆变器安装

设备到场开箱检查，逆变器参数应符合图纸设计要求，开箱检查设备有无破损；按照施工需求及材料堆放区规划，进行材料堆放，设有明显名称标识，注意设备防水；在逆变器室门口搭设倒运平台，承重要达到设计要求；用起吊设备把逆变器吊至倒运平台，用大力士或加工好的钢管把逆变器运至槽钢基础上；按照图纸设计要求将逆变器固定在槽钢基础上，槽钢基础要明显，可靠接地；逆变器安装方向应符合设计要求，有明显编号标识；逆变器直流侧接线时必须确认汇流箱开关断，电缆端接前应对电缆绝缘测试，核相，端接结束后应做相应的防火封堵。

2.5 箱变安装

开箱检查箱变参数应符合要求，设备无破损。按照施工需求及材料堆放区规划，进行材料堆放，设有明显名称标识，注意设备防水；箱变基础及槽钢基础施工结束，具备箱变安装条件；用起吊设备把箱变吊至倒运平台槽钢基础上；按纸设计要求将箱变固定在槽钢基础上，槽钢基础要有明显，可靠接地，箱变接地点应有可靠接地；箱变安装方向应符合设计要求，箱体有明显编号标识；箱变电缆端接前应对电缆绝缘测试，核相，端接结束后应做相应的防火封堵。吊装就位完成后的箱式变压器见图6。

图6 箱变安装图

2.6 电缆沟和电缆敷设

电缆沟深度必须达到设计要求，高压电缆和通讯电缆分开敷设，间隔距离保持0.5 m；电缆敷设结束后按照图纸设计要求对其铺沙盖砖，铺沙要均匀，砖的间距要符合设计要求[5]。

2.7 接地施工

接地开挖深度必须达到设计要求(最好和电缆敷设同时施工，电缆沟与接地沟同一个沟即可)。按照图纸设计要求敷设焊接接地扁铁，打接地极，扁铁焊接搭接面为2倍的扁铁宽度，接地极间距符合设计要求；按照图纸设计，与支架接地，逆变器室内接地，箱变接地，配电室二次接地连接，搭接面符合规范要求；接地电阻测试复合设计要求。

2.8 调试与并网

1)逆变器调试。逆变器是光伏发电系统的核心设备，功能是将直流电转换成交流电。调试前要检查直流侧、交流侧的接线是否正确，测量直流侧电压是否正常，判断光伏组件的输出是否正常。逆变器调试现场设备如图7所示。

图7 逆变器调试图

2)电缆试验。低压电缆核相、绝缘测试→高压电缆耐压试验→直阻测试、核相→光缆通断测试。

3)箱变试验。名牌参数→变压器耐压→绝缘电阻→直流电阻→局部放电→组别测试→铁心绝缘测试。现场箱式变压器耐压测试数据如图8所示。

图8 箱变耐压测试图

4)升压站设备调试。一次设备调试→二次设备调试→四遥信号调试。

5)远动联调。通讯线缆敷设→接线回路检查→信号联调。

3 施工质量控制要点

1)组织召开设计联络会，关键工序必须要求进行技术交底，在接口和衔接施工环节要明确。严格落实“三级自检”，监理进行专验，特别是隐蔽工程的施工，关键施工节点及步骤，做好隐蔽工程验收工作和转序验收工作。

2)把关进场原材料，从源头上控制质量，委托有资质的检测单位，及时进行材料取样、送检等报验工作，提供设计配合比、试块强度、各种原材料出厂合格证、主要材料复试报告。

3)严格按照设计及规程要求施工，加强施工工艺控制，做好转序验收工作。

4 结 语

本文结合西北地区大型并网光伏电站建设工程实践，总结了场内道路、支架基础、箱变基础、逆变室等土建工程和支架安装、组件安装、汇流箱安装、箱变安装、逆变器安装及调试施工工艺和技术管理经验，分析大型并网光伏电站的建设难点和质量控制要点。为西北地区的光伏电站建设、验收奠定了施工工艺及工程建设管理的理论及实践基础。