石化企业对光伏电站运维管理的思考与实践

黄万东

摘 要：为实现绿色发展和“净零排放”的目标，近些年来国内外不少能源化工企业进入光伏发电领域。如何做好光伏电站的运行维护，成为石化企业不得不思考的重要课题。本文从分布式光伏电站消防安全、作业安全、环保管理等方面进行思考，通过识别在光伏电站运维期的关键因素，提供解决措施的实践供同行们参考。

关键词：石化企业;光伏电站;运维管理;消防安全

在新时代绿色发展大背景下，能源的洁净化已经成为一种不可逆转的趋势。国内外不少化工能源企业提出了“净零排放”的目标，并且不少企业已经在自用厂房和合作伙伴厂房建设光伏电站，获取清洁能源。因此，进入全新领域的石化企业，如何更好的开展光伏电站的运行维护，这成为我们不得不思考的重要课题。本文从分布式光伏电站消防安全、作业安全、环保管理等方面进行思考，通过识别光伏电站运维期的关键因素，提供实践的解决措施供同行们参考。

1 石化企业建设运营光伏电站的模式

分布式光伏发电为采用太阳能光伏组件，通过光生伏打效应将太阳能直接转换为电能。电力的输出一般为自发自用余电上网模式。

当前石化企业在自有物业房顶建设分布式电站，一般在非危险仓库或者一般仓库屋顶进行建设，也有在加油站、加油船上建设。此外，还有直接对外投资在合作伙伴厂房屋顶建设分布式光伏电站并持有运营以及探索建设大型地面电站。

而不管在自有物业还是合作伙伴工业厂房屋顶建设光伏电站，鉴于自发自用模式，用电方最为关注安全稳定的电能供给。因此，如何安稳长满优的运行好光伏电站，确保运行期间人员安全、环境友好，是值得研究的课题。

2 分布式光伏电站防火防爆措施探讨

部分石化企业在自有物业建设分布式光伏时，在要求防爆的场所IEC Zone 2 区域也布置了太阳能光伏组件。此外，由于光伏电站的火灾一般为E类火灾，在消防员灭火时要切断所有电源，但是光伏阵列是一个能产生高压电的隐形电源，它的直流侧高压是断开不了的。这给消防员带来很大的触电风险。因此，采取措施預防火灾的发生意义重大。

2.1 消除人的不安全行为引起的火灾。

在光伏电站火灾事故中，如何控制点火源非常关键。首先要控制人的不安全行为，不专业的检修和误操作使光伏电站系统出现短路、接触不良、电弧、电火花等火源引起火灾。在连接光伏组件组串的MC4标准快速接头时，没有采用专用工具紧锁MC4接头，会失去防水效果。接头放置位置不合适也会引起短路起火。一般应把接头放在光伏组件北面的支架槽内，不得暴露在两个组件之间，防止下雨雨水入侵导致短路起火。

2.2 电气设备防火防爆的控制

首先，在防爆区域安装的光伏系统，特别是电缆封装部位、太阳能光伏组件必须达到防爆要求，取得认证。有研究认为，在光伏电站火灾中由直流电弧引起的占40%。在直流电源侧，有光伏组件、汇流箱、逆变器等等电气设备，整个电站的接头上万个。任何接头的松动都会引起直流电弧。因此，应使用合格电缆、阻燃电缆和其他合格的电气设备。

2.3 防止外部环境变化产生点火源引起火灾

在第三方合作伙伴厂房屋顶建设分布式光伏电站，屋顶的所有权和管理权为合作伙伴，在长达25年合作期期间，厂家可能还会继续使用厂房屋顶，在屋面堆放易燃易爆物品、开口排放高温烟气、工人对屋顶彩钢瓦进行打磨除锈喷漆甚至误操作电气设备等等。这些都会产生点火源引起火灾。

2.4 消防设施与防控措施

一般在石化企业自用物业建设分布式光伏电站时已按照石化企业要求配备消防设备设施。对于商业化的分布式光伏电站，要针对屋顶光伏组件及附属电气设备着火配备必要的灭火器。为方便人员发现初起火灾发生时，能及时拿到灭火器进行灭火。应在屋顶入口处以及在发生火灾风险等级高的设备附近摆放，并在醒目位置张贴标识。微观选址摆放时，尽量选择在阴凉遮阳处，实在不能避免长时间太阳直射时，则应加装遮阳板等防护设施，严禁不使用灭火箱直接让灭火器裸露在外。

还要预防雷电。要按照要求对防雷设施定期检测，每年至少一次，涉及防爆区域每年不少于2次。

3 运维作业安全风险及防控措施

无论光伏电站还是其他电站，运行维护期间防范人员触电都为重点，众多文献进行了研究。本文重点对防控高处坠落进行探讨。标准化工业厂房屋顶一般为混凝土结构或彩钢瓦，离地面高度地面几米至几十米。因此，高处坠落风险居高。

高处坠落的风险识别与防控。高处坠落较多发生在攀爬及在屋面作业过程中。一般工业厂房会设置钢直爬梯通往屋面，执行《固定式钢梯及平台安全要求》（GB4053.1-2009）的直爬梯，与电力行业标准《变电站建筑结构设计技术规程》（DL/T5457-2012）相比，要求强制设置护笼，攀登高度大于10m时采用多段梯，梯段水平交错布置，并设梯间平台，安全防护设施标准更高。但运维人员要从无护笼的便利中转变思维与行为，不能再随身携带过大的工具，且应将工具放入合格的工具包，防止工具跌落对地面人员造成物体打击伤害，应到达屋面后采用其他方式传递大件工具（清洗光伏组件的工具等）到作业面。

屋面作业时，注意防止临边作业坠落。预防在屋面的彩钢瓦薄弱环节处产生塌陷导致人员坠落。一般屋面会设置采光带，常见的采光带材质为PVC，不抗老化。从本质安全的角度出发应更换为抗老化的采光带，另外还可在屋面的采光带处设置安全防护网。定期对彩钢瓦进行检查，不能两人同时踩踏在一块瓦面上，同时作业时要有合理间隔，降低单体瓦面的载荷。

按照《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》（总局30号令）要求，经常在屋顶进行巡检和组件的清洗作业的运维人员，要经高处作业特殊培训并取得相应资格证书。凡患有未控制的高血压、恐高症等不适于高处作业疾患的人员，不得从事高处作业。

4 探讨分布式光伏电站的环保管理

4.1 施工期环保管理

施工期间，主要存在环境危害因素为固体废弃物、噪音、扬尘、废水。运输车辆进场时带来的扬尘，在施工安装期间切割、搬运引起的噪音，这些都随着施工的结束自然消散。在环保验收时重点核实施工时当地周围环境造成的破坏有无按照规定进行恢复。施工时废水排放是否合规，是否对周边环境造成污染，相关污渍是否清除干净;施工产生的废渣废料（光伏组件包装物、电缆废气边角料等）是否妥善处理，是否按要求进行打包回收;施工时临时物料（水泥、沙石等）堆放场地，退场后是否按要求清理干净;电缆铺设破坏的植被是否恢复等等都要核实敦促承包商整改到位。

此外，还要注意各类电气设备可能产生的不良环境影响，重点核实采购质量是否可靠。如核查光伏组件是否符合环保条件（电池表面涂有防反射涂层，封装玻璃表面经过特殊处理）无光污染产生;变压器、逆变器是否符合标准，运行中是否产生不正常噪声污染。最后，要严格执行环保“三同时”管理规定，清洗组件后的废水排放设施要与主体工程配套衔接，同时竣工。总之，通过检查和整改能为正式运维营造清洁环保的基础。

4.2 运维期环保管理

正常运维期，会产生一般固体废物和生活垃圾，清洗太阳能组件时产生一般废水，更换电池也会产生危险废物（废旧电池）。因此，维修过程中对产生的一般固体废物合理进行分类并及时处理;在清洗组件时采用清洁环保的清洗剂，产生的废水引流至相应的排水系统中排放;要规划好垃圾桶的摆放位置，按照当地政府要求进行垃圾分类;不间断电源电池如若有膨胀变形及漏液现象，需及时更换，废电池交由专业公司处理，不可随意处置造成环境污染。

上述生产运维过程中的环境保护措施，要制定工作程序形成操作规程，监督员工执行到位。

5 结语

总之，石化企业不管是自用光伏电站还是对外投资的光伏电站，在运维时都要确保安全稳定的电能供给。要重点从消防安全、作业运维时防止高处坠落、光伏电站环保管理等方面夯实光伏电站运维的基础，不断提高光伏系统发电效率，促进绿色低碳洁净能源的发展。