山地光伏电站施工控制要点分析
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摘要：在地理位置比较复杂的环境下建设的光伏电站，例如山地丘陵等起伏不平、具有凹凸以及朝向不同等复杂的地形被称为山地光伏电站。其具有的特点是面积不规则，地形分散，设计难度较大，在建成本高以及发电效率较低等。本文从通渭县40兆瓦光伏电站施工建设过程中的材料运输管理、支架基础施工、输电线路以及场区排水布置等设计施工方面进行深入的分析，对山地光伏电站施工进行探讨并提出相关的措施。
关键词：山地;光伏电站;施工控制要点;分析
1、通渭县40兆瓦山地光伏电站特点
在山地丘陵等复杂地形情况下建设的光伏电站其场地大部分沙化、荒漠化以及石漠化等现象比较突出，地形地面凹凸不平，朝向各异并一小部分还具有水冲沟，在这样不利的地质环境条件下建设光伏电站可以利用的面积大小不等且分散;
这在一定程度上加大了建设施工难度和施工成本，然而其土地利用成本相对较低，便于管理，对周边的生活扰动较少，在土地利用率上很高等优势。40兆瓦光伏电站建设于甘肃定西市通渭县的榜罗镇境内，其地理位置处于温带半湿润半干旱性季风气候，该地区的区域的构造相对比较稳定，电站光伏场区一半位于川地，一半位于山地。川地区域坐北朝南，无遮阴的要求，且当地日照年辐照量有5852.8MJ/m2（水平面）（NASA数据），年均有效日照时数约为1888h（倾斜面，NASA数据）。
山地地区地势为梯田状和常规山地，周边沟坎较多，落差较大，项目用地不是很工整。所选区域坐北朝南，无遮阴的要求，且当地日照年辐照量有5852.8MJ/m2（水平面）（NASA数据），年均有效日照时数约为1888h（倾斜面，NASA数据）。
2、山地光伏电站施工控制要点分析
2.1材料的运输与管理
通渭县40兆瓦山地光伏进场道路毗邻县道，故以县道和乡道为主，但是大部门为山路，道路坡抖弯急，路况比较差，大多材料设备都不能通过大型运输车辆运输到场区，只能采用中小型货车转运到达场区。可用于布置光伏组件的资源有限并因水土保护等因素的影响，同时根据对地表破坏减少的原则，光伏区域检修通道以及施工便道修筑相对较少，造成光伏支架组件等材料只能靠人工搬运进行，这给材料运输带来很大的难度。
同时，光伏电站物资数量巨大，以通渭县40兆瓦光伏电站为例，光伏组件、支架、电缆线、钢筋、水泥、砂石料等物资总量超过4万吨，而通常情况下施工周期则为6个月，这样下来每天平局得数十次进行往返倒运材料，这将导致运输量大任务重，管理难度增加，安全风险相对较高。所以为了确保材料的运输以及高效的管理，应该对工期进行科学合理的安排，对材料的储存场地进行规划，完善修建道路以及加强协调管理等。
2.2光伏支架基础施工
通渭县40兆瓦光伏电站场址位于通渭县文树乡文树村境内，地面高程1803～1850m，地形部分原为梯田农耕用地，现今经平整地势较为平坦，还有一部分依然是山地梯田和原山地场区，按照场区所在的地质资料拟建场地抗震设防烈度为8度，且地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.45s，根据单体拟建建（构）筑物结构荷载特征及地基土主要物理力学性质，故采用桩基础方案，对于小型的箱式变压器等设备基础可以局部地基处理来满足设计要求。
在平整后的弄耕用地施工时，考虑该光伏电站为农光互补电站，为发电的同时便于农田耕作，结合当地地质条件，故桩基础采用4m长预制管桩，设计为单排桩基础，预制管桩外漏高度为2m。山地施工时，地貌都是地形复杂的荒地，还不能进行农田的耕种，为了对施工成本节约以及水土的保持保护，故山地采用双排混凝土灌注桩基础，桩基外露地面高度为20cm。
2.3光伏电站设备选型
山地光伏电站最重要的设备选型则是逆变器，同时还必须注意其组件的选择以及汇流箱、箱变和可调支架等。现阶段主要有A组串式逆变器、B山地型集中式逆变器、C常规集中式逆变器、D集散式逆变器这四种逆变器，其各自具体的特点则是：
A组串式逆变器（常见40kw）
改组逆变器相较于其他的具有更高的发电量，其单台容量小适用于山地电站。根据该逆变器的容量通常建议使用小型山地光伏电站，如果应用于大型山地电站则需要上千台，这样就会导致系统谐波震荡，以及存在安全风险。
B山地型集中式逆变器（500-630kw）
该类型的逆变器具有多组MPPT的逆变器设计，适合用于大型山地电站，针对山丘电站而开发的机型，其优势是经济性、稳定性以及电网友好性等，同时还可以布置组件规模控制在125kw，使其在设计施工可行性和发电的高效性上都可以兼具。
C常规集中式逆變器
该逆变器只有1-2路MPPT且适合于常规的地形比较平坦的场区，很容易受到各种各样的复杂情况的影响，造成在MPPT跟踪曲线上出现多个波峰，这对系统的使用寿命以及发电量都有很大的影响。
D集散式逆变器（500-630kw）
该逆变器加强对系统交直流端口电压的提升以及线损降低来传输损耗，同时采取多路的MPPT技术来减少对组件的失配损失，对发电量进行提高，然而现阶段因该逆变器在稳定性、故障率以及维护成本等方面相对较高，并不是山地逆变器的最佳选择。
在本次通渭县40兆瓦光伏电站中，根据电站发电单元矩阵划分设计特点，此项目则选用的为50kw容量的组串式逆变器，其体积较小便于运输和安装以及后期的维护保养。
2.4 山地光伏电站35kW输电线路的设计与施工
建设于山地光伏的电站由于地表起伏、朝向各异以及还有部分中小型水冲沟等，在这样不利的地质条件下，给35kW输电线路的设计和施工带来极大的困难，且成本较高。通渭县40兆瓦光伏电站在项目初始阶段，经对项目施工所在地以及国家电网变电站的实地考察后，经与有关设计院沟通，提出了相关设计变更意见如下： 1.输电线路架空敷设
原35kV输电线路为两条，均接入对端110kV四新升压站，经与设计院沟通变更为一条35kV输电线路，该输电线路为单塔双回路线路，此次变更节约了线路施工1/4成本，约300万左右，也减少了线路方面征地面积和征拆工作量。
2.电缆直埋方案
在通渭山地光伏电站施工过程中，场区两条35kV输电线路于输电线路1号塔之间有一条35kV引洮工程的输电线路经过，按照国网甘肃省电力公司要求，故我方连接该线路采用的是直埋电缆方案，埋设深度符合国家电力工程施工质量要求，一方面便于施工，另一方面便于后期维修保养。
2.5场区排水布置与施工
通渭山地光伏电站场地由于地势起伏，其地质条件为湿陷性黄土，同时存在自然冲沟较多，以及道路和光伏陈列施工的原因，这样就会造成雨水汇流和自然渗透，因此，在水土流失减少以及安全隐患降低方面的措施上就有必要进行科学合理的对场区的排水布置和施工。通渭山地光伏电站则是利用天然冲沟和场内道路排水边沟形成综合排水系统作为排水布置的原则，同时还以疏导引排为主，在坡顶山腰等部位设置合适的截水沟辅助引流。还得考虑接地、电缆、桥架等施工事形成的沟坎对水流的影响。
3、施工注意事项
3.1山地光伏电场在施工前一定要结合实际地形地貌和地质条件选择合理的设计，在光伏组件设计布置时注意要避开山地阴面和沟壑位置，让光伏组件能够充分的利用太阳能資源。
3.2 在山坡进行光伏组件基础施工时，尽量保持原地形地貌，减少水土流失、降低安全隐患。
3.3 在山地进行施工时，因地形复杂，水保环保等因素，因此必须对施工的技术方案进行科学合理的选择，确保安全施工。
3.4 在山地光伏电场场区集电线路施工时，选择合适的电缆敷设设计和施工方案。高压电缆敷设长度大于500m时，注意增设电缆检查井。
3.5 山地光伏电场在送电试运营前对场区电气设备和集电线路进行仔细的电气试验检测，防止送电时安全事故的产生，导致没有必要的损失。
4、结论
综上所述，通过通渭县40兆瓦山地光伏电站的建设可以得出：建设位于地形地貌等复杂的地质条件的山体上的光伏电站更为困难，其勘测、设计、设备选型和施工方案相对于平地建设光伏电站有了更高的要求。
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