光伏发电站雷电灾害风险评估研究

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1、光伏发电站雷电灾害风险评估研究　　摘要以海南州铸玛光能新能源有限公司共和30MWp并网光伏发电站为例，从光伏发电站的地理位置、重要性、实用性质以及发生雷电事故的可能性和后果等方面，依据有关标准进行分析和评估，得出了该场所由雷击可能导致损害的3种风险，从而提出了有效的防雷指导意见，为降低和减少雷击风险起到了一定作用。　　关键词光伏发电站；雷电灾害；雷击风险；评估方法　　中图分类号P429文献标识码A文章编号1007-5739（2016）13-0250-06　　雷击风险评估是防雷设计和施工工作之前最重要的环

2、节，必须同防雷设计一样作为业务工作来实行，这样才能使防雷工程建设立于科学基础之上，真正做到安全可靠、技术先进和经济合理。随着科学技术的不断发展，应紧密结合当地的实际情况，利用闪电预警资料，不断完善评估方法，最大限度地防止和减少雷电灾害给经济建设和人民生命财产带来的损失。　　1雷电灾害风险评估的主要内容和范围　　1.1主要内容　　主要包括大气雷电环境评价、雷电灾害风险评估、雷电灾害风险管理。　　1.2范围　　本评估范围为海南州铸玛光能新能源有限公司共和309MWp并网光伏发电项目因雷击光伏电池板、建筑物（

3、或其防雷装置）、雷电波经电源线路和弱电线路（电话线路、火灾自动报警线路、监控线路等）侵入室内、电源线路和弱电线路中感应雷电过电压（过电流）等造成的雷电灾害风险和由静电引起的灾害风险。　　230MWp光伏并网发电项目概况　　2.1项目地址　　该项目场址区位于青海省海南州共和县一塔拉光伏发电园区，光伏发电园区距共和县城以南约12km，G214国道东侧一塔拉荒漠化草原区。地理位置坐标分别为东经100.635767°，北纬36.176972°，场地平均海拔2876m。　　2.2项目概况　　海南州铸玛光能新能源有

4、限公司共和30MWp光伏并网发电项目，本期装机容量为30MWp，拟安装60套单套容量为500kW太阳能光伏逆变器，接入新建35kV开关站。根据当地电力系统接线，初步拟定本光伏电场的接入系统方式为：建设1座35kV开关站，根据本光伏电场规划容量，本期推荐采用分块发电、集中并网方案，将系统分成28个1MW的并网发电单元，每个并网发电单元经1台升压变压器升压到35kV，以3回35kV进线接入35kV开关站，从35kV开关站以1回35kV出线接入园区内的11号110kV汇集站并网。　　本项目太阳能组件采用固定式

5、36°倾角安装，共分为28个兆瓦级单元，分块发电，就地升压，集中并网。本工程新建建筑包括电控楼、综合楼。电控楼内设置高配电室、低压配电室，集控室综合楼内设置办公生活区，箱式逆变器内设置直流配电柜、逆变器和通信柜等。9　　本期主要建构筑物为综合楼、35kV配电室、逆变器室、组件支架及基础。　　3雷电灾害风险评估内容　　3.1雷电灾害风险评估方法　　根据GB/T21714.2―2008/IEC62305-2：2006雷电防护第2部分：风险管理的规定，将雷电灾害风险定义为由雷击导致的建筑物及公共设施的可能平均

6、年度损失。该评估方法属于功能指数法（相对值法）。在功能指数法中，通过评定各对象功能的重要程度，用功能指数来表示其功能程度的大小，然后将评价对象的功能指数与相对应的成本指数进行比较，得出该评价对象的价值指数，从而确定改进对象，并求出该对象的成本改进期望值[1-2]。　　3.2雷电灾害风险计算公式　　雷电灾害风险：RX=NX?PX?LX，其中，NX为雷击次数，PX为损害概率，LX为损失率。　　3.3建筑物风险分量组合　　项目及其附近有雷电发生时，潜在的可能产生的损害类型主要有人身伤亡损失风险：R1=RA+R

7、B+RU+RV（一般场所）；R1=RA+RB+RC+RM+RV+RW+RZ（易燃易爆场所）。服务损失风险：R2=RB+RC+RM+RV+RW+RZ。物理损失的风险：R3=RB+RV[3]。　　4雷电活动规律及雷电灾害因素辨识分析　　4.1人工观测雷暴日数　　4.1.19雷暴日数的年际变化。共和县的雷暴天气每年均有发生，但年际变化差异较大。统计资料表明：1960―2013年共和县年雷暴日数在21～74d。从图1可以看出：共和县年雷暴日数最多为74d（1964年），最少为21d（2009年）。　　4.1.2

8、人工观测雷暴日数的年代变化。从图1可以看出，自20世纪60年代以来，共和县年雷暴日数呈现出高低交替的趋势，60年代（1960―1969年）、70年代、80年代、90年代和21世纪00年代的平均年雷暴日数分别为55.4、42.5、41.8、37.7、31.9d，其平均人工观测雷暴日数呈现出每10年递减近5d的趋势。　　4.1.3人工观测雷暴日数的季节变化。根据气象学的常规季节划分，统计共和县春季（3―5月）、夏季（6―8月）、秋季（9―11月