化工园区分布式光伏发电全生命周期安全体系研究_谭涛.pdf

第 6 期2023 年 2 月江苏科技信息Jiangsu Science and Technology InformationNo.6February，2023作者简介:谭涛(1982)，男，山东潍坊人，高级人力资源师，硕士;研究方向:科技创新，安全管理。化工园区分布式光伏发电全生命周期安全体系研究谭涛(南京江北新材料科技园管理办公室，江苏 南京 211103)摘要:随着工业屋顶光伏应用越来越广，衍生安全问题也日趋严峻。在多起化工园区分布式光伏电站起火烧毁事件中，不仅有损坏厂区工艺装置的风险，还可能造成周围环境污染、财产损失与人身伤亡。为加强化工园区分布式光伏发电项目的安全管理，文章对项目各个阶段存在的安全风险进行了量化分析，提出基于全生命周期理念的分布式光伏发电项目的安全风险管理体系，以提高化工园区光伏项目的安全性，实现可持续健康发展。关键词:分布式光伏发电;化工园区;全生命周期;安全管理中图分类号:X959文献标志码:A0引言随着经济的快速发展，社会对电能的需求量不断增加，传统供电方式难以支撑，新能源发电在电力行业发展中得到了较为广泛的应用1。光伏发电具有环保低碳、噪声低、适用范围广、环境破坏小等优点，而其中分布式光伏发电项目更因不占用土地资源而备受青睐，使其在发电项目开发中，得到了较好的推广和应用2。近年来，分布式光伏发电在工业企业、工业园区的应用得到了快速发展，同时也暴露出了安全隐患。据初步统计，20112018 年光伏行业发生48 起事故，火灾29 起，占比60.4%;自然灾害 8 起，占比 16.7%;爆炸、坍塌及人为因素均为 3 起，均占比6.3%3。化工园区对于分布式光伏发电项目建设的需求日益增大，由于化工园区自身的危险性，将分布式光伏发电项目的风险等级扩大，为提高化工园区分布式光伏发电项目的安全性，应当开展全生命周期安全管理。1分布式光伏发电项目安全管理研究现状针对光伏发电项目存在的安全问题，赵锋锋4 对分布式光伏发电项目主要存在的脚手架工程危险点、屋面高处坠落危险点、触电危险点和火灾危险点 4 个方面进行危险点分析，并提出相应的预控措施;高成5 对分布式光伏发电项目建设过程中存在的安全问题进行了汇总，并提出了相关安全管控措施;毛宏举6 对分布式光伏发电站的消防安全问题运用 AHP熵权法构建综合评价模型，定量研究和定性研究相结合，全面揭示影响分布式光伏系统安全的风险指标。各学者对分布式光伏发电项目的研究主要是开展安全风险辨识，对于安全管理体系建设方面的研究尚有所欠缺。2分布式光伏电站全生命周期风险特征分析分布式光伏电站的全生命周期即为决策立项到分布式光伏电站完全退出运行的整个过程，可分为 4个阶段:选址踏勘阶段、施工建设阶段、运营阶段、退出拆除阶段(见图 1)。图 1分布式光伏电站全生命周期化工园区的分布式光伏发电项目存在的风险主要包括自然环境风险、技术风险和政策风险，具体分析如表 1 所示。针对项目施工情况进行分析，运用一种量化风险耦合效应和表达风险因素重要性的方法，快速筛选导致事故发生的关键因素:用 Ucinet 软件7 绘制复杂网络项目风险图描述项目安全风险，中介中心度是一个16第 6 期2023 年 2 月江苏科技信息应用技术No.6February，2023表 1分布式光伏项目全生命周期的风险因素风险维度次级风险维度一级风险因素二级风险因素自然环境风险地理环境气象厂区选址厂区总布置厂区气象屋顶类型厂区坐标并网点电气设备安装位置空气地面温湿度日照资料技术风险设计技术风险建设技术风险运行技术风险技术方案设计风险设备安装调试风险建设期调度风险人员施工安全风险设备组件运维风险方案可行性人员资质资料与数据可靠性作业人员资质技术支持保障线缆铺设车辆调度管理调度方案施工人员素质人员安全设施高处作业电气安装位置电气设备故障光伏组件质量政策风险产业政策原材料制造投资废旧回收服务以经过某个节点的最短路径数目反映节点重要性的指标，它是指网络中经过某点并连接两点的最短路径占这两点的最短路径线总数之比，能够用于揭示网络中具有连接桥作用的节点，从而发现网络连接中的关键点或脆弱点，即关键风险因素。计算公式如下:Cb=j kgjk(ni)/gjk(1)式中:gjk表示节点 j 和节点 k 之间存在所有最短路径的路径数;gjk(ni)表示节点对 j 和 k 最短路径经过 i 点的路径数。根据风险耦合矩阵与项目情况绘制风险系统网络图，分别如表2 与图2 所示。表2 利用风险耦合矩阵描述风险事件之间的物理、逻辑和空间耦合效应，“0”表示行事件对列事件的发生没有直接影响，“1”则表示有影响。图 2 中圆节点表示一级风险因素，方节点表示二级风险因素。箭头指向由圆节点指向方节点，表示方节点的风险因素是造成圆节点风险因素的子因素。表 2事故风险结构矩阵风险因素厂区选址厂区总布置厂区气象技术方案设计风险设备安装调试风险建设期调度风险人员施工安全风险设备组件运维风险产业政策厂区选址011101000厂区总布置000110000厂区气象000100110技术方案设计风险000011110设备安装调试风险000000110建设期调度风险000000110人员施工安全风险000000010设备组件运维风险000000000产业政策100111110注:表中“1”与“0”仅表示有无直接影响，不具实际数值意义。26第 6 期2023 年 2 月江苏科技信息应用技术No.6February，2023图 2项目安全风险系统网络用复杂网络分析方法中的中介中心度指标对该分布式光伏发电项目中风险因素的重要程度进行量化表达，按数值进行排序，数值越高越占据网络中的流通位置(见表 3)。表 3风险因素中介中心度风险因素中介中心度(无量纲数)人员资质62.000电气设备安装位置60.000光伏组件质量60.000电气设备故障60.000高处作业58.000人员安全设施58.000施工人员素质58.000资料与数据可靠性54.000方案可行性54.000车辆调度45.000管理调度方案45.000线缆铺设42.000技术支持保障42.000屋顶类型26.000厂区坐标26.000日照资料20.000空气地面温湿度20.000并网点16.000电气安装位置16.000原材料制造投资16.000废旧回收服务16.000其他0经统计，各类风险因素的中介中心度分布不均匀，风险因素中介中心度处于 0 62，平均中心度为40.667，80%的风险因素中介中心度60，因而存在少数对网络具有较大控制力的重要节点。这些节点是安全风险系统网络的主导风险因素，即关键节点。人员资质、电气设备安装位置、光伏组件质量和电气设备故障是项目进行中的几个关键节点。因此，做好项目中人员以及电气设备的管理为重中之重。3分布式光伏发电项目全生命周期的安全管理体系3.1选址踏勘阶段3.1.1选址合规性项目选址时，要综合分析区域内气象地质条件及所利用建筑物的建成年限、结构类型、承重荷载、风荷载、雪荷载、使用功能、周边环境、安全距离、消防救援能力等因素，有效规避自然灾害、火灾、爆炸、坍塌等安全风险。3.1.2建筑物危险性鉴定严禁利用危险性鉴定等级为 C 级、D 级的建筑物建设分布式光伏发电项目;利用 B 级建筑物建设分布式光伏发电项目的，要经过严格论证评估，并避让处于危险状态的结构构件。严禁利用火灾危险性类别为甲类、乙类的建筑物建设分布式光伏发电项目。3.1.3周围环境评估项目优先在用电负荷高、电网承载能力强的区域建设，降低大规模接入对电网运行安全的影响;同时需要远离排放具有腐蚀性的烟雾、水汽等环境，避免36第 6 期2023 年 2 月江苏科技信息应用技术No.6February，2023光伏组件受到腐蚀。3.2施工建设阶段3.2.1安全交底在项目建设过程中存在较多的危险因素，为降低作业过程中发生安全事故的可能性，在项目建设前向作业人员进行交底，使作业人员掌握现场的安全风险情况。3.2.2特殊作业管理在建设过程中可能涉及的动火作业、登高作业、临时用电等特殊作业，应严格落实作业票的各项要求，避免在作业过程中发生安全事故。3.2.3用电安全管理作业时规定佩戴绝缘手套、穿戴绝缘鞋和衣物、使用绝缘作业工具等劳保用品;负载情况下切勿断开电气连接;不应在雷雨、风雪等恶劣天气作业;保持接插头干燥与清洁;涉及临时用电作业的应严格按照特殊作业的程序执行。3.2.4应急管理项目建设过程中较易发生火灾、高处坠落事故，应编制相关应急处置措施，并向现场作业人员进行培训，在事故发生后第一时间采取应急处置措施，降低事故影响。3.3运营阶段3.3.1人员管理按照 中华人民共和国安全生产法 等一系列法律法规的有关规定，认真贯彻执行“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，进一步完善管理制度、加强队伍建设、强化考核机制。定期开展安全培训，提高运维、管理等人员的专业技能和安全意识，避免由于人员专业技能短缺、安全意识不足等原因造成事故。对人员专业资格有相关要求的岗位，严格落实岗位人员全部持证上岗。3.3.2电气设备管理光伏电气设备主要有主变、光伏组件、汇流箱、箱变等，是电站发电和安全生产的关键设备，故障概率及事故频次高。电气设备是电站发电和安全生产的关键设备，使用过程中会产生不同程度上的磨损、变形和损伤，设备的技术状态及性能会随着工作时间的增加而下降，进行维护检修后的设备故障率下降明显。应定期对光伏组件及电气设备进行维护保养。3.3.3日常管理检查工作人员是否规范操作、工作人员的安全设施是否到位、防护用具是否使用正确、工作人员是否具备专业资格等，对检查出的安全隐患进行闭环管理。3.3.4应急管理对项目存在的安全风险进行分析，制定相关应急处置措施，成立应急救援组织，配备应急物资，定期开展应急演练。3.3.5智能化系统管理可以通过物联网、互联网、移动互联网、大数据一体化设计，建立基于数据采集、数据存储、数据分析、数据展示的智能化电站生产运行管理系统，为光伏电站的安全性、智能性运维管理提供良好条件。3.4退出拆除阶段进行拆除作业的主要内容包括电气系统和光伏组件、支架拆除。拆除作业前断开电源;拆除时搭设脚手架防护网，拆除区边界设置安全警示;光伏组件、支架、电气系统的拆除需按照专项拆除方案进行。拆除作业过程中禁止带电操作;对涉及的动火、登高等特殊作业严格按照作业票程序进行，落实安全措施，避免发生安全事故。4结语在国家能源政策的大力扶持下，分布式光伏行业在工业企业、工业园区将得到迅速发展，同时分布式光伏建设的安全管理问题日益突出。本文对化工园区分布式光伏发电项目各个阶段存在的安全风险进行了分析，对其全生命周期的安全管理要点进行了总结，以期降低事故发生概率，最大可能发挥光伏发电项目的经济效益和社会效益。参考文献 1 吴候福并网光伏电站技术风险评价指标体系及其应用 D 广州:华南理工大学，2016 2 赵嘉菡，张炜熙光伏产业发展研究 基于生命周期理论 J 经济研究导刊，2020(32):3132 3 佚名盘点近些年全国光伏行业 45 起事故 EB/OL(20180805)20221124 https:/wenkubaidu com/view/5705950a4b2fb4daa58da0116c175f0e7cd119d9html 4 赵锋锋分布式光伏电站的消防安全评价研究 D 上海:上海应用技术大学，2019 5 高成分布式光伏发电项目建设中的安全管理研究 J 自动化应用，2017(1):12 6 毛宏举分布式光伏发电项目安全管理 J 电力安全技术，2016(1):13 7 吴思竹，张智雄网络中心度计算方法研究综述 J 图书情报工作，2010(18):107110(编辑姚鑫)46第 6 期2023 年 2 月江苏科技信息应用技术No.6February，2023esearch on the safety system for the full life cycle of distributed photovoltaic powergeneration proj