中建“光伏能源”专项技术交流（2023年）

“光伏能源”专项技术交流汇报人：王金辉2023年12月中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司光伏发电介绍开发流程与光伏造价深能疏勒光储一体化项目光伏项目常用标准规范2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布，中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。发展光伏产业是实现“双碳”目标的重要步骤和重要支撑，光伏产业已成为名副其我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。1.1光伏行业发展趋势我国在“碳中和”成为全球命题的背景下，于2021年开启双碳元年。自21世纪初至今，我国的光伏行业共经历了起步、发展、衰退、回暖四个阶段后，进入了稳步增长期，目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。预计到2030年，中国光伏年新增装机规模将有望突破600GW。2001年中国推出”光明工程计划”等，通过光伏发电解决偏远山区用乡工程”启动，正式拉开分布式发电的序幕这一阶段我国对于分布式光伏项目的补贴基本为初始投资补贴。发展期衰退期发展期2003-2009年，政府部门开始加大对西部太通过《可再生能源法》,为光伏在国内的发展英定了坚实基础。范工程正式启动中国在这一阶段成为全球最大的组件生产国。中国光伏产业低水平的产能规划过剩，产业发起了围剿式的“双反“政2012-2018年组件和电池出口量大幅下降，中国光伏产业陷入全产业亏损的局面，回归国内市2013年国家明确将事前补贴正式转为度电补2013-2017年，中国连续五年光伏发电新增装机容量世界排名第一。年光伏发电有关事项的通知》,对行业进行优化洗牌。2020年12月21日，国新办发布《新时代的中国能源发展》白皮书，标志着光伏行业进入全面平价时代。发布时间发布部门政策性质委收利用加快重点领域产品设备更新改造的指导意见》国家发展改革委办公厅、国设光伏产业园区。推动高效环保型及耐候性光伏功能材料技术工业和信息化部高质量发展的实施方案》完善光伏建筑一体化应用技术体系，壮大光伏电力生产型消费者群体。国家能源局体化。优先依托存量煤电项目推动风光火(大新能源电力打捆规模。国家能源局《2021年能源工作指导意风电、光伏发电量占全社会用电量的比重达到11%左右，风电和光伏发电量的占比提升还将进一步加速。工信部(2021年)》对于可再生能源企业通过九大措施加大金融光伏发电系统分为两类：独立光伏发电系统、并网光伏发电系统。光伏汇流箱是在光伏发电系统中，保证光伏组件有序连接和汇流的接线装置。它是一种配电箱，其中装有直流断路器，其主要作用是将系统中多个串联的光伏阵列进行汇流并联为单个直流输出。可以减少因故障造成停电的范围。光伏逆变器：将光伏板直流电变换为交流电的装置。独立光伏发电系统井网光伏发电系统储能系统员载储能是指通过介质或设备把量存储起来，在需要时再释放的过程。传统的储能技术按照类型来分主要分为机械储能、电化学储能、化学储能、电磁储能。热储能等。目前应用较多的是机械储能和电化学储能。2023年7月20日后核准或备的单独开发的风电、集中式光伏项目，原则上按照不低于装机容量10%、储能时长2小时以上配置新型储能，目前储能建投1~1.8元/Wh。由于储能造价高，新疆鼓励各类投资主体在负荷密集接入、大规模新能源汇集、大容量直流馈入、调峰调频困难和电压支撑能力不足的关键电网节点，建设服务一定区域的集中式共享储能。新疆鼓励可再生能源发电企业通过串建、合建、购买调峰和储能能力等方式，开展市场化并网新能源项目建设。光伏(Photovoltaic,简称PV)是一种将太阳光转化为电能的技术。其基本部件是光伏电池，也称为太阳能电池。光伏电池是一种半导体器件，能将光能转化为电能。光伏电池的工作原理是光生电效应。当光线照射在光伏电池表面时，会激发电池内部的电子和空穴，使它们分离并移动，形成电流。光伏电池的输出电压和电流取决于光照强度和光谱分布。光伏电池的种类有很多，常见的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化太阳能电池等。每种光伏电池的效率、成本、稳定性等都有所不同。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。国家利用荒漠，集中建设大型光伏电站，发电直接并入公共电网，接入高压输电系统供给远距离负荷。中式大型并网光伏电站一般是国家级电站主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，一般由国央企能源投资公司投资建设，项目均为国家发改委审核、国家能源局批复主要基于建筑物表面，就近解决用户的用电问题，通过并网实现供电差额的补偿与外送。就是各家各户利用屋顶进行光伏发电，供用户自己使用，多余的电量并入公共电网。(商用分布式+户用分布式)商用屋顶光伏应用户用屋顶光伏应用从字面上可简单理解为包含了电源、电网、用户、储能四方面要素的综合解决方案。根据发改委和国家能源局2021年2月印发的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》,源网荷储一体化指的是“通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源，以先进技术突破和体制机制创新为支撑，探索构建源网荷储高度融合的新型电力系统发展路径。”“源网荷储一体化”要求充分发挥负荷侧的调节能力，实现就地就近、灵活坚强发展。冰蓄冷储能电站根据不同的地质条件，光伏支架基础有多种形式。按荷载传递形式分，光伏支架基础主要有扩展式基础、桩基础和植筋锚杆基础等。支架基础选型时，既要与支架形式相匹配，满足其所承受的荷载条件和使用要求，又要考虑地质情况、水文条件。由于光伏电站一般有并网时间节点要求，建设工期较短，基础选型还应考虑施工工艺的快捷性与方便性，并兼顾经济指标和环保要求。扩展式基础桩基础固定支架：指没有跟踪功能的支架，它的结构相对简单。在安装后，需要根据季节和光照情况人工调整方向。由于它不能自动调整光伏组件的朝向，跟踪支架：能够自动跟踪太阳光线方向的承载装置，其结构相对复杂。它能够随着太阳角度的变化自动调整光伏组件的朝向，从而显著提高发电效跟踪支架主要应用于集中式电站，因为它可以更有效地利用太阳能资源，提升3.组件介绍光伏组件主要部件为太阳能电池片，将电池片串联后进行封装形成太阳能光伏组件。光伏组件主要包括电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、硅胶、接线盒等九大核心背板3.组件介绍螺栓连接开发流程与光伏造价中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司1.前期踏勘阶段2.前期手续办理阶段进展(如测绘、地勘等资料)司、林业等部门的审核意见门申请并提交材4.当地市级电网出具接入和消纳初步意见或集体签订土地租用协议8.取得备案证，向省/市级发改部门提交资料布的项目清单10.项目可行性研究报告11.基础信息登记表、节能登记表、招投标方案12.申请备案的请示15.项目建设实施阶段14.项目施工图阶段15.项目建设实施阶段(万元)(万元)(万元)其他费用(万元)(万元)(元/W)001.1光伏组件1.2支架3控制保护设备及安装工程3(万元)其他费用(万元)(万元)(元/W)1发电场工程场地平整支架基础光伏区场地围栏光伏厂区内道路2220kV升压站建筑工程3水土保持工程(万元)(元/W)一1w】=【直流侧1.315w】1钻孔、下钢筋笼、灌注桩、预埋件安装212混凝土、钢筋土方开挖、回填路床开挖、级配碎石、磨耗层五围墙及大门基础、围栏安装六支架安装支架制作八2.2光伏造价1、深能统革勒2000MW光储一体化项目光伏发(元/W)管理费中国建筑第四工程局有限公司2、商务及合约管理关健点光伏项目与常规房建项目在合同条款方面具有其独特的特点。清单计价模式采用人材机管利规税全费用综合单价，不同于房建项目采用部分费用综合单价。投标阶段为模拟清单，与后期分阶段下发的图纸相比，存在大量清单项目特征描述不符、清单漏项、工程量增减比例超过15%,最终结算时争议多。业主为项目尽快投产，对工期设定6个重要里程碑节点经行考核，最高考核金额50万元，每逾期一天按照可研发电量赔偿发电损失，最高考核金额为合同总价的10%对场区及场外防洪施工，水土保持工程施工和环境保护工程等措施费用不单独列项，综合考虑在综合单价内，对总包方经验要求高，报价风险大。施工地点偏远，分供、分包成本高，对项目管理人员前瞻性、计划性等综合素质要求高。2、商务及合约管理关健点新疆市场光伏劳务分包计价模式通常采用每瓦包干模式计价(例：0.246元/瓦),与房建项目标准层建筑面积平米包干模式类似。小结优点缺点本项目投标阶段，事业部多次组织考察、学习光伏项目管理经验，开展成本摸排。本项目为单价合同，清单工程量为预估量，业主为降低建设成本，同样在进行成本优化，收入存在不确定性。经项目与事业部多次沟通确定本项目最终以分部分项清单工程量计价模式进行招标。本项目划分三个劳务标段：C1标段11个方阵【45.20MW】;C2标段14个方阵【57.53MW】;C3标段32个方阵【131.50MW】;深能疏勒光储一体化项目工程案例分享为50万千瓦，分为A(西北电建)、B(中建二局)、C(中建四局)本标段57个光伏子阵，交流侧容量总计178.125兆瓦(直流侧232.2兆瓦),设计容配比1.315。采用灌注桩基础，单晶硅双面组件，传统固定式支架安装系统。共57个光伏子阵，桩基础165300根，占2023年3月15日开工—12月30日竣工中国建筑第四工程局有限公司升压站标段1、总体施工工艺流程箱变安装电气测试及调试3.2施工工艺流程及关键技术中国建筑第四工程局有限公司为下陷性盐碱地，根据地勘报告常年地下水位位于3、施工部署本工程根据施工队伍施工能力划分为3个施工段，由3个施工队伍同时施工，施工段之间采用平行施工，施工段内采用流水施工。因现场地质较差，材料无法运输至工作面，需道路先行施工，现场施工临时道路与厂区内检修道路“永临结合”,道路全长为12.5公根据项目施工特点将项目划分为土建施工、安装施工、电气施工三个主要单位工程进行施工部署。土建施工：道路施工、场地平整、桩基础施工、围栏施工、箱变基础施工。安装施工：光伏支架安装、光伏组件安装、逆变器安装。电气施工：电缆沟开挖、电缆敷设、电气安装、电气试验及调试。号道路施工C号道路1号道路三区域区2号道路一域网-26PV-27一道路道路号路CHINACONSTRUCTIONFOURTHENGINEERINGDIVICHINACONSTRUCTIONFOURTHENGINEERINGDIVI道路施工：道路共计6条，先施工道路。场地平整：第一、第二施工区由西向东施工，第三施工区域由C4号道路分成东西两侧同时施工。桩基础施工：每个施工区域在场地平整完成4个子阵后插入，施工顺序与场地平整相同。围栏施工：可与桩基础平行施工。施工顺序见右图。箱变基础施工：可与桩基础平行施工。光伏支架安装：每个施工区域在桩基础完成3个子阵后插入，施工顺序与桩基础施工顺序相同。光伏组件安装：每个施工区域在光伏支架完成1个子阵后插入。施工顺序与支架安装相同。逆变器安装：施工顺序与支架安装相同。与光伏组件安装平行施工。电缆沟开挖、电缆敷设：每个施工区域在支架安装完成6个子阵后插入。施工顺序与支架安装电气安装：每个施工区域在光伏组件安装、逆变器安装完成6个子阵后插入。电气试验及调试：子阵内试验及调试在电气安装完成5个子阵后插入。整体并网调试需所有工PV-55PV-55PV-56PV-57图栏施工施工区域围栏施工围栏施工PY-106PV-107+108旧伫施工号道围栏施工围栏施工各施工段内施工部署4、资原组织介绍项目经理根据项目施工组织，将工程部分为三个项目经理小组分别对应三个施工区域。建造总监为总负责人。商务总监建造总监技术总监因光伏项目工艺少且简单，危险源少，将项目商务总监建造总监技术总监预算预算工程师物资工程师技术电气技术员资料试验员施工施工区域一施工区域二项目团队共计15人(不含新学生),其中技术部3人，工程部9人(含质检、安全),商务部2人，项目经理1人。4、资原组织介绍备注1光伏专用打桩10人/组1人测孔、2人浇筑混凝土、1人插钢筋笼、2人校准预埋件标高轴线、1人振捣混凝土、2人安装地面以上双壁波纹管(模板)、1人收光抹面。2支架、组件-6人/组3光伏区围墙基础光伏专用打桩机10人/组4光伏区围墙安装-4人/组5电缆沟、接地沟开挖60型挖掘机-635KV电缆敷设吊车25t8人/组180m/人74mm²、6mm²光伏专用缆--6人/组1500m/人8光伏专用缆插头--1人/组4、资原组织介绍序号备注箱变基础60型挖掘机(基础开挖)12人/组5天/个4木工、4钢筋工、箱变安装10台6人/组逆变器安装--4人/组箱变内电缆头制作--3人/组通讯柜安装(含支架)--2人/组接地焊接1-2人/组支架、组件接地导线-1人/组检修路床开挖220推土机--检修道路施工50型铲车1台、土方运输车1台、30t压路机1台、15m³洒水车1台--5、原材料控制技术支架材料对于每一批原材料的到货，应进行严格的检验，包括外观、尺寸、化学成分、力学性能等方面的检测。现场堆放上盖下垫，防止雨水和盐碱地对支架材料造成腐光伏组件到货组件需确认车辆尾部的防震标签有无变红，变红须立即停止卸货，联5、原材料控制技术存放环境温度在5℃-35℃之间，湿度应该保持在40%-65%。通风良好，无腐蚀性气体。尽量存放在工作面附近，避免或减少二次搬运。箱变、逆变器进场后需做试验：箱变绝缘油或SF6气体试验、测量绕组连同套管的直流电阻、分接的电压比、三相接线组别等。储存在干燥、无尘、温度适宜的地方，室内温度应控制在0℃~40℃之间，避免暴雨、浸水和严重潮湿的环境。6、无人机测量技术本项目施工占地面积为300万平方米，项目前期2名测量员对现场进行原始地貌数据采集，2天才能完成一个光伏子阵，本项目一共有57个光伏子阵，若采用传统的RTK测量需要114天，项目总工期为200天，严重影响项目进度。始地貌数据采集，该无人机的最大起飞高度为5千米，最大水平飞行速度为23m/s,最大垂直起飞速递为6m/s,悬停垂直精度为1.5cm,飞行持续时间为55分钟，工作效率为每小时飞行面积120万平方米，本项目采用无人测量技术仅用3个半小时(包含换电池时间),大大节省了磁勒银光状项目施工内容：原论地脱高蓄据买天气：期15℃6、无人机测量技术通过无人机测量影像拼接可以生成高分辨率的地形图，再通过图EPS三维测图软件提取高程数据(根据实际情况能重复提取需要方格网数据，5m、10m、20m等方格网)。采用南方CASS对每个光伏子阵土方量进行计算，无人机测量原始数据点采集间距为10米，在运用软件进行单个光伏子阵的土方计算时，采用10米的方格进行计算。BIM建三维地形模型的特征和变化，评估不同方案的土方量，优6、无人机测量技术通过对RTK采集原始数据进行处理，运用南方CASS软件两期方格网土方计算，以PV-103光伏子阵为例，计算土方量为13140.37立方米。通过对无人机采集的原始数据进行处理，运用南方CASS软件两期方格网土方计算，例如以PV-103光伏子阵为例，计算土方量为14313.11立方米。3.2施工工艺流程及关键技术6、无人机测量技术本光伏项目运用无人机测量技术，与传统的RTK测量技术相比较分析，无人机测量技术更适合与占地面积大、地形复杂、测量人员无法进行采集的地方，从采集的测量数据处理、工作效率、土方量的计算，有着比传统RTK测量技术明显优势。数据处理工作效率测设精度稀为不同密度的点，如中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司7、桩基础成孔工艺7、桩基础成孔工艺本工程桩基混凝土量占总量超90%;桩基础分为两个桩型(1.65m/2.05m),直径均为250mm;现场地质为盐碱地、沙丘，地下水位埋深为0.8m～3.8m。①成孔：采用打桩机钻孔，成孔后立即对孔口堆积体清理，避免孔口堆积土落入桩孔内。②下波纹管：成孔完成后立即下放波纹管，下放时波纹管中心线和桩孔中心线重合，波纹管口对准桩孔后缓慢下放。③插入钢筋笼：将成品钢筋笼(含预埋钢管)放入波纹管中。混凝土浇筑：直接浇筑至桩顶，浇筑时校正钢筋笼(含预埋钢管)。土浇筑至地面，浇筑时校正钢筋笼钢护筒拔出，最后浇筑地面以上①成孔：采用250mm直径钻杆打桩机钻孔，成孔后立即对孔口堆积体清理，避免孔口堆积土落入桩孔内。②浇筑底部混凝土：成孔完成后随即浇筑混凝土(桩全长的1/2)。③插入钢筋笼：底部混凝土完成④上部混凝土浇筑：先将混凝土浇筑至地面，浇筑时校正钢筋笼(含预埋钢管),最后浇筑地面以上250mm高桩头(桩头采用直径250mm的双壁波纹管做为模板)。方案一为本工程试桩时采用的成孔方式。正式施工时经过现场实验，总结出方案二和方案三。方案二适用于钻杆拔出桩孔后30秒内塌孔的地质，方案三适用于钻杆拔出桩孔后30s之后塌孔的地质。中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司3.2施工工艺流程及关键技术7、桩基础成孔工艺7、桩基础成孔工艺方案一经济性分析方案二、三1、双壁波纹管护筒计划用于易塌孔方阵，现场共57个阵列，经勘察，保守预估涉及阵列26个方阵，对应灌注桩7.54万根桩；2、经项目市场询价，DN250双壁波纹管到场价格21元/m(现金采购单价);3、分包报价23元/m(含二次搬运费),二次转运需要装载机配合，方阵内不具备4、若采用双壁波纹管成孔方案，成本较无措施费成本增加约320.83万元，因涉及金1、经现场观察记录，采用方案二增加费用发生于二次搬运机械1台及配合人工2工日，综合成本5元/m;(每个班组)2、通过现场观察记录，采用方案三仅需综合成本2元/m;(每个班组)3、现阶段方案二及方案三同步实施于现场，使用占比约2:8,涉及金额约36.27万中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司采用护筒施工工艺中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司3.2施工工艺流程及关键技术7、桩基础成孔工艺中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司8、桩基础质量控制要点钻孔灌注桩的桩数符合设计要求、桩位偏差不得大于直径的十分之一且小于等于安安该工程光伏子阵共计57个阵列，总桩数为16.53万根，前桩为总桩数的1/2,其中每个方阵一共2900根桩，施工过程中为便于区分进行对每个子阵进行编号，对于已施工但质量不合格的桩进行标记，方便后期整改。桩基础施工时需注意单个支架间的纵向桩间距，横向间距，支架与支架间的纵向距离，横向距离。浇筑混凝土时需特别注意桩基础预埋钢管内混凝土上返高度不得高于插入立柱后，柱底桩基础使用的混凝土强度、水泥重量、水灰比、最大氯离子质量、最大碱含量，抗渗等桩基础达到龄期后采用静载荷试验确定单桩水平承载力和竖向抗压、抗承载力特征值，并对桩身完整性进行检测，抗压、抗拔承载力检测数量为在同地质条件下不少于1‰,且不少许6根，完整性检测数量为同一地质条件下不少于总桩数的2%,且不少于10根。3.2施工工艺流程及关键技术9、支架及组件安装工艺1后立柱抱箍中国建筑第四工程局有限公司组件(光伏板)支架安装交底为避免在光伏支架安装过程出现错误，项目邀请支架厂家对项目、分包管理人员进行光伏支架安装技术交底。交底内容包含支架施工图说明、支架安装流程及安装说明、安全注意事光伏支架试拼装由厂家指导现场安装作业人员完成2组光伏支架试拼装，主要了解工厂制做的支架是否满足现场安装要求，试拼装过程中厂家技术人员收集问题、施工人员建议，为大批量制作支架构件提供支持。技术复核依据现场技术交底，对现场各施工标段正在安装的光伏支架进行技术复核，技术复核主要对支架立柱垂直度、轴线偏差、标高偏差、螺栓紧固度、支架倾斜角度。中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司9、支架及组件安装工艺支架安装施工工艺将支架前后立柱、斜梁、前后斜撑、密封胶圈按图纸要求在地面组装完成。将斜梁螺栓、抱箍固定、密封胶圈安装完成，同时保证抱箍距将檩条在地面连接完成、整体安装在斜梁上，调平后将檩条连接件螺栓上紧。将组装好的立柱、斜梁、斜撑安装在基础调整完成后，将固定立柱的三个顶丝打紧，严禁使用锈蚀螺栓。檩条安装完成后，测量组件螺栓安装孔对角距离，校准檩条平斜梁前端下沿离地面不小于0.5米，同组水平拉线找平，同时调整支架方位角为正南正北零度，倾斜角度为34±1度。南侧第一排檩条，从西至东檩条分布为1-2-3-4-5,第二排檩条分布为5-4-3-2-1,组件调整完成后，对立柱打孔，安装对穿螺丝，保证力矩满足3.2施工工艺流程及关键技术9、支架及组件安装工艺组件安装施工工艺两人搬运组件，严禁一人搬运。工装架应先固定在箱边再拆箱，同时用纸片将工装架和组件隔开。组件拆箱工装架应先固定在箱边再拆箱，同时用纸片将工装架和组件隔开。组件拆箱发现破损应留存影像资料报告给建设单位。沿线及间距对齐后，紧固螺栓。严禁暴力敲击、磕碰组件、严禁将破损组件安装到支架。同组组件水平或斜平；同组组件水平或斜平；一组安装完成后，调整组件边沿水平；控制组件下沿离地面不小于0.5m。与预埋件距离为10cm。中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司10、电气工程箱变施工(含基础)基础验槽基础钢筋绑扎基础模板支设基础防腐基础回填设备安装、围栏钢踏步接地系统接地系统光伏系统的接地主要包括组件侧、逆变器侧和箱变侧；其中，组件侧接地主要将组件的铝合金边框与支架进行连接；逆变器的接地主要通过接地线与支架可靠连接；支架通过与扁铁焊接与接地主网连接；箱变的接地，主要是中国建筑第四工程局有限公司中国建筑第四工程局有限公司成组串电缆施工逆变器成组串本工程每组支架安装52块光伏板，每26块组件连接为1串接入逆变器其中1个入口，每28串接入1台入1台196kW型组串式逆变器；10台300kW+1台196逆变器成组串接入一台3125kVA箱变。逆变器中国建筑第四工程局有限