深观察 | 光伏扶贫:莫让“输血式扶贫”成为“贫血”项目

近日,一则“中纪委通报:甘肃光伏扶贫推进不力 县发改局长被免职”的消息被公示。通报指出:2016年8月16日,镇原县收到省级部门下达该县的光伏扶贫项目资金1156万元,因项目推进不力,省级下达专项资金闲置1年4个月;2017年3月17日,省级部门下达该县易地扶贫搬迁规模1170户5122人、资金2.96亿元,当年年底考核时,项目主体工程完工率仅64%,项目投资完成率仅19%;2017年12月20日,该县上报当年计划建设的23个易地扶贫搬迁集中安置点全部开工,经核查实际只开工6个,剩余17个未开工建设,存在虚报进度、弄虚作假的情况。对上述问题,县发改局局长贾纯强负有直接领导责任。2018年8月,贾纯强受到党内严重警告处分,并被免去县发改局局长职务。

同样,在2016年,某业内人士承接了东北某省的一个村级光伏扶贫项目,在冻土期结束后发现抢630几乎不可能,究其原因,其中掺杂了各种错综复杂的链条关系,项目推进慢、采购慢加上抢装潮导致的产品供应短缺,很难保证按时并网。

上述案例仅仅是光伏行业的一个缩影,而在现象背后,光伏扶贫背后到底有哪些痛点和难点?

光伏扶贫在争议中前行

2016年,光伏电站与“扶贫”结合之后,便由一项清洁电力工程变成了国计民生项目,自此,在政策的大力支持下,光伏扶贫在争议中逐渐发展。

对于电力投资商而言,一方面,地面光伏电站指标风险加大,倒逼其寻找政策支持力度大的光伏电站模式;而另一方面,光伏扶贫电站单体容量小,集中式电站比例较少,分布较为分散,商业模式不明确等也加大了此类光伏电站模式的风险,间接加大了电力投资商的风险把控以及多维度分析的能力预期。

截至2017年底,已纳入国家光伏扶贫补助目录项目553.8万千瓦,覆盖贫困户96.5万户。自光伏扶贫开展三年以来,光伏扶贫取得了稳定带动群众增收脱贫、有效保护生态环境、积极推动能源领域供给侧改革“一举多得”的效果。作为民生工程,光伏扶贫项目开启了扶贫开发由“输血式扶贫”向“精准扶贫”的转变。

光伏扶贫电站自身存在分散、工期紧张、地形复杂、农村电网承载力差的缺点,成为了设计的“痛点”,但同时设计和施工中出现选型、选址、施工质量等问题,成为了运行的“痛点”,发电量达不到收益,最终成为了“贫血”项目。

如何解决这些问题?南京东送电力科技有限公司电气室主任刘哨在“第三届光伏发电工程及验收研讨会”讲解了光伏扶贫项目中存在的问题和设计难点,同时对于设计中的难点进行了解析。

扶贫项目的分类

光伏扶贫项目以往有三种类型,户用光伏发电扶贫、村级光伏电站扶贫和地面集中光伏电站扶贫。今年3月26日,国家能源局、国务院扶贫办印发《光伏扶贫电站管理办法》,其中第五条规定光伏扶贫电站原则上应在建档立卡贫困村按照村级电站方式建设。根据当地实际情况,确有必要并经充分论证可以联建方式建设村级电站。所以今后光伏扶贫只有村级电站一种方式,光伏扶贫电站不再进行集中式电站,不能打着光伏扶贫名义要规模、建集中式电站。所以以下内容主要针对村级扶贫电站进行讲解。

光伏扶贫的“若干问题”

光伏們去年曾发过《未来三年村级光伏扶贫规模或将一并下达——中国光伏扶贫发展的现状与走向》一文,在鉴衡认证一份关于光伏扶贫项目的调研报告中指出了目前光伏扶贫存在的若干问题,时至今日,这些问题依然在村级扶贫项目中发生。

发电能力参差不齐,部分达不到收益要求

光伏扶贫项目按照建设地点多年平均辐照水平合理建设完成后,如果后期运维得当,并能正常上网,75%的电站可以实现预期的收益。但在第三方检测机构协同检查过程中发现,有些电站在特定情况下不能正常上网,这些影响发电性能的因素如下表所示:

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设计过于粗放

设计过于粗放,阵列间距设计不合理、站址选择不当,包括电站建设在低洼处,存在泥石流、滑坡风险等,以及阵列间距设计不合理,而设计问题在完工后很难整改。

关键设备、原辅材料选型依据不充分

组件和逆变器的规格型号种类繁多,质量参差不齐,如果使用山寨组件或逆变器,或选型不当,将不利于后期维护。建议加强管控产品出厂报告和产品到货检环节,保证产品质量。

施工质量参差不齐

施工质量影响发电性能及安全性能,防雷系统、过流、过压保护系统故障,严重情况将导致火灾事故。村级扶贫项目规模小、建设分散、交通不便,电站建成后又交给当地运维,所以为了解决这种问题,在施工选型上需要选择可靠性高的设备,以降低故障率,建议并网主要设备添加自动除杂功能,减少检修次数。

电网接入存在问题

电网接入过程中,有时会遇到电网承载能力弱、变压器容量低,电站建成后不具备并网条件,无法及时并网,并网前几个月的空白期也是一种损失。当电网电压波动大或者电网电能质量较差,会造成逆变器与电网不匹配易造成脱网,同样会影响发电量。如果并网点开关选配不合理,造成经常性跳闸,也会导致逆变器无法并网。

光伏扶贫项目建设用地难

光伏扶贫项目选址多利用村镇自有集体土地,土地多为沟壑交错、多种朝向或多种坡度坡面的荒地、山地等,村级扶贫项目分布较为分散,项目用地选址持续时间较长,地形地貌情况较多,导致设计方案多样,用地范围不断调整导致设计方案跟随现场调整,基本都需要多次调整排布方案,影响出图节奏。

扶贫项目设计现场勘测难

扶贫项目场地分布较为分散,交通不方便。若在有限的时间内踏勘完所有的扶贫地块,持续时间较长,且地形地貌复杂地块勘测难度也较大,且勘测容易遗漏。

扶贫项目设计资料收集难

施工队伍从选址到开工建设持续时间较短,施工队伍不能在设计要求的时间内提供红线图、地形图、地质勘察报告、接入方案或接入意见。往往会因为设计资料不全而导致设计返工情况频繁出现,严重的会影响设计方案出现颠覆致使项目施工出现返工废材等情况。

扶贫项目工期紧张

扶贫项目从单位中标到工程并网,时间往往会非常紧张,留给设计、工程、采购等部门的时间不够充分,会导致项目设计方案论证力度不足、设计优化力度不够,纰漏严重会导致部分项目出现返工情况或项目电站质量不高。特别是6月30日和12月31日这两个时间节点,时间更加紧迫。刘哨呼吁,光伏扶贫项目需要尽可能在时间节点前提前进行规划,为施工和设计增加时间,不仅可以保证精品化工程,也能保证扶贫电站的长期收益。

扶贫项目电网接入难

一般农村电网承载能力弱,变压器容量在200-300kW左右,接入条件不佳,往往会出现电站建成后不具备并网条件,无法及时并网;光伏场区工程建设速度较快,接入点位置不够明确,导致逆变器、汇流箱位置安装和电缆敷设路径选择难以确定;无电力接入方案,设计无依据,担心并网验收环节不满足要求。

光扶扶贫项目设计前期实地踏勘要点

项目前期的实地踏勘是设计阶段的“千里眼”,通过踏勘不仅可以规避建设和验收环节的问题,也可以规避一些不可控因素。光伏扶贫项目实地踏勘对地质条件和周边情况的踏勘上有六个关注点。

平原项目

对于地形地貌比较平坦的场地,需要知悉项目用地范围、周围遮挡情况、是否有树木、房屋、坟墓、文物、矿藏,为了后期正常接入电网,同时也需要研究电力送出路径、电网接入条件、村落变压器容量。

山地项目

对于山地项目,山体的走势应是东西走向,必须有向南的坡度。另外,周围有其他山体遮挡的不考虑,踏勘时按两山体距离高于山体高度3倍以上来粗略估计。山体坡度太大的一般不考虑,山体坡度大,施工机械难以上山作业,同时增加土建工作难度,项目造价会大大提高。

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基础地质条件

观察基本地质条件,从断层或断面估测土层的厚度及土层下面情况,后期地勘进一步对地质条件考察。

土地性质

踏勘时应关注光伏选址的土地性质,按照国家政策要求,基本农田、基本林地等不可用于光伏电站建设,同时不得压覆矿,涉军事、文物、保护区、水源地等环境敏感地。另外,光伏项目占地大,要核实可用土地的面积满足装机容量要求,扶贫场地不要是狭长或者其他特殊地形。

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大气质量

扶贫建设场址附近的大气质量也影响着未来电站的运行,是否有盐雾、雾霾、云层较厚等情况,也要通过相关设计软件,了解当地的气象数据。

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电网接入情况

首先需要了解扶贫项目附近中低压电网分布情况以及各村点变压器的容量情况及变压器位置分布情况。其次,了解当地电网接入政策,对村级扶贫电站的接入电压等级、接入方式与当地电网人员情况研究和分析。

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光伏项目设计方案解析及建议

对于地形地面较好的平原地带,光伏扶贫设计可以按照大型地面电站的设计要求和规范标准进行设计,但山地电站设计难度大、情况复杂,所以着重对山地地形的扶贫电站设计进行解析。

根据坡度和方向确定阵列倾角与方位角

阵列倾角、方位角是影响光伏电站发电量的关键因素之一,针对不同的地形选择适宜的阵列倾角和方位角至关重要,针对不同类型给出不同的倾角与方位角选择不同:

坡度为3%以下的缓坡或平坦地形时,方位角为0°,倾角取最佳倾角,同时为减少场平费用及保护环境,一般东西向相邻的方阵的基准标高会设置一定的差值。

正南、正北向坡时需区别对待,北坡在北纬30°-40°地区,建议坡度不超过5°-10°,其他情况一般尽量避免布置光伏方阵;南坡是有利坡形,可以减小阵列布置间距,提高单位面积的组件容量。组件应按照朝向正南、东西向水平布置,即方位角0°,倾角取最佳倾角。考虑到适用于山地项目施工的履带式液压打桩机打桩爬坡角度限值在25°-30°,应优先考虑坡度小于限值的区域。

正东、正西、东南及西南坡向的坡面,除考虑坡度小于25°-30°外,光伏阵列应南偏东或西一定角度(可选择10°-30°)布置,能够获得更高的发电量。

根据地形变换不同支架形式

山地主要特点是存在不同朝向的坡,且坡度变化较大,甚至部分区域存在较深的沟壑或山丘,因此,支架应尽量“化整为零”、“变刚为柔”,以提高复杂地形的适应性。对支架的选择上可以变长支架为短支架,或使用更具地形适应性的支架形式,如立柱高差可调节的单排桩支架、单桩固定支架、仰角可调式跟踪支架。对于柱间崎岖不平、跨度大的场景应使用预应力索支架。

综上,一边是支持力度空前强大的政策鼓励,而另一边却是光伏电站质量的不尽如人意。光伏扶贫同时肩负了扶贫与清洁能源发展两项国家大计,如若不在实施过程中进行严格的质量管控与监管,对于光伏扶贫的发展将产生巨大影响。

作者:yyl

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