互补光伏系统

互补光伏系统（精选三篇）

互补光伏系统 篇1

我国云南地区存在很多由小型水电站, 且多为径流式水电站, 其发电量受季节影响严重, 用电缺口大, 由于水电在在电网中比例很大, 使得当地电网频率波动较大, 电能质量较差。但云南地区光照资源普遍较丰富, 因此利用光伏与当地水轮发电机组成互补发电系统, 能够有效缓解上述问题。目前, 对光-水互补发电的研究相对较少, 主要集中在以抽水蓄能和光伏为对象, 对光水联合发电系统进行研究。在从提高能量利用率的角度研究上水库库容、水源和光伏电站装机容量问题。本文主要研究了光伏与径流式水电构成互补发电系统的控制策略的研究。

2 经典下垂控制及改进

对水光互补运行模式的简单理解就是, 在满足电力系统负荷需求的前提下, 水电站跟踪光伏电站的出力变化, 在光伏电站出力较大时, 减小水电站的出力;在光伏电站出力较小时, 增大水电站的出力。通过水电站与光伏电站的互补运行, 达到提高光伏电站的电能质量、促进光伏电站所发电力电量被系统消纳的目的。在实际中, 水电机组控制过程一般为几分钟至十几分钟, 调节过程较光伏变化过程慢, 因此在互补系统中加入储能部分。

经典下垂控制主要包括三个环节:功率计算, 低通滤波以及下垂控制。功率计算首先将q轴电压成分Uq设置为零, d轴电压成分Ud等于的振幅电压, d轴和q轴电流分量的id, iq成为有功和无功电流分量。则有功功率为P=ud·id, 无功功率为Q=ud·iq。低通滤波环节一般为角截止频率ωc=tc-1的低通滤波器, 其可以消除可能的谐波。

加入滤波环节后使得频率控制系统与经典的旋转发电机相似。在电力系统电气设备中, 逆变器不像旋转电机具有惯性环节, 但在仿真中可以用下垂控制进行控制。逆变器单元利用下垂系数Kp和Kq确定有功功率和无功功率。当不同功率逆变器单元并列时, 通常有利于根据逆变器额定值和最大可接受的频率偏差荦f和电压偏差最大荦u来选择下垂系数。

经典的下垂控制通常属于电压源控制型, 一般不需要跟踪系统电压, 适用于孤立系统多个逆变器并联运行, 因此, 经典下垂控制属于开环均流控制, 没有反馈环节, 无指定参考值, 这种控制方式并不适用于并网运行, 对电能质量影响较大。经典的下垂控制主要通过调整下垂系数, 调整各个逆变器的有功出力与无功出力。通常控制器中只含有比例环节, 属于有差调节, 只能通过下垂系数控制光伏与储能等逆变器型电源的出力分配, 故传统的下垂控制无法与水电机组的调速系统配合, 不能解决逆变器型电源与同步机电源的出力分配问题。

本文中, 对经典下垂控制进行了改进, 以解决上述问题。下垂控制一般为单环控制, 通常为电压控制或者频率控制。具有结构简单、鲁棒性好, 易于实现的优点, 也存在精度不足, 输出不稳定以及谐波抑制能力较差的缺点。这里采用双环控制对下垂控制进行改进, 外环为电压环, 内环为电流环。内环将下垂控制原有的比例环节替代为比例积分环节, 通过外环结算得到储能逆变器的有功功率及无功功率的参考值, 替代后, 属于无差调节, 可以实现并网功率的无差控制。外环则采采用锁相环跟踪并网点系统频率得到并网点频率, 与额定频率进行比较, 通过PI环节计算后, 得到内环有功功率的参考值。通过电压测量环节得到并网点电压, 与系统额定电压进行比较, 通过PI环节计算后得到内环无功功率的参考值。改进下垂控制示意图1所示。

水电机组等同步机主要通过AGC进行出力的分配, 而在改进外环控制中, 通过调节外环中的比例积分环节调整积分系数, 当调节积分系数为零时, 仅剩比例环节, 此时比例系数可以视为同步机调差系数, 同步机调差系数为整定值, 固定不变, 因此可以通过调节外环控制中的比例系数使得系统中的各个机组出力重新分配, 达到协调同步机和逆变器型电源的出力的目的。

3 仿真验证

在Matlab/Simlink中搭建仿真系统模型, 光伏系统容量6MW, 水电机组12MW, 储能系统4MW, 在5S时光伏出力突然降低50%, 采用改进的下垂控制系统的各部分机组出力及系统频率图如图2所示。

仿真结果图可以看出, 当光伏出力出现剧烈下降后, 改进的下垂控制能够快速跟踪并网点频率及电压的变化, 有效得平抑输出波动。维持互补发电系统的频率在49HZ以上。

4 结论

本文在Matlab/Simlink仿真软件中搭建了光水互补发电系统的模型, 通过改进下垂控制进行控制, 仿真验证了控制方法能够较好得抑制光伏出力波动, 维持系统频率稳定, 证明本文提出的改进控制方法有较好的应用价值。

参考文献

[1]刘杨华, 吴政球, 涂有庆, 等.分布式发电及其并网技术综述[J].电网技术, 2008, 32 (15) :71-75.

[2]Yang H X, Wei Z, Lin L.Optimal sizing method for stand-alone hybrid solar-wind system with LPSP technology by using genetic algorithm[J].Solar Energy 2008, 82 (8) :354-367.

[3]徐林, 阮新波, 张步涵, 等.风光蓄互补发电系统容量的改进优化配置方法[J].中国电机工程学报, 2012, 32 (25) :88-98.

互补光伏系统 篇2

实

在海南藏族自治州共和县以南的国道旁，一排排电池组件发出蔚蓝的光耀。这里是海南藏族自治州太阳能生态光伏发电园区，黄河水电公司以长远发展的战略目光审时度势，在这里建设了黄河水电公司共和光伏产业园,建成了全球最大的水光互补850 兆瓦并网光伏电站（一期320兆瓦、二期530兆瓦），此项目填补了国际大规模水光互补关键技术应用的空白，为我国清洁能源提供了互补的新型发展模式。为打造特色优势产业，加快把青海清洁绿色能源通过特高压电力输送通道输送至祖国东部，实现互惠互利，共同发展奠定了坚实的基础。清洁能源 优势互补

众所周知，龙羊峡水电站是黄河上游运行多年具有多年调节性能的大型综合利用枢纽工程，库容大，补偿能力强。总库容247亿立方米，调节库容为194亿立方米，运行调度上采用“以水定电，以电调水”的方式，具有为光伏电站进行补偿调节的库容和调度运行的优越条件。光伏电站具有随机性、间歇性和周期性的特点，当晚上不发电或白天云层飘过时，光伏电站不发电或出力减小，水电站通过自动调节系统迅速提高发电能力，弥补光伏电站的缺额；当光伏电站发电时，水电站需调整出力，让出负荷由光伏发电供电，使电源平稳均衡的送给电网，另外，光伏电站和水电站并为一个电源通过水电站送出，可提高送出线路的利用率和经济性，龙羊峡水电站送出线路年利用小时可由原来的4621小时提高到5019小时。水光互补遵循水量平衡的原则，最大优势就在于不弃水、不弃光，水电对光电进行日内补偿，合理、最大的利用光伏发电量。水光互补并网光伏发电是水力资源与太阳能资源客观上存在互补性，龙羊峡水库为水光互补提供有力保障，光伏电站接入龙羊峡水电站，以水光互补方式协调运行，统一送出，可充分利用龙羊峡水库水资源，提高水的利用率。

龙羊峡水光互补850兆瓦并网光伏电站是目前全球最大水光互补光伏电站，电站的建设规模和运行模式开创了我国水光互补光伏电站的先河，并且关键应用技术填补了国际大规模水光互补关键技术应用的空白，为我国清洁能源提供了互补的新型发展模式。电站的建成运行，不仅能改善当地的能源结构，还可增加可再生能源的比例，为今后开发水光互补能源建设奠定了基础，也将为黄河上游水电、光电开发方式产生较大的引领示范效益，也为我国清洁能源发展提供新的路线方向。克服困难 迎难而上

2014年9月1日，龙羊峡水光互补二期530兆瓦并网光伏发电项目在黄河公司共和光伏产业园开建。水光互补二期530兆瓦并网光伏电站是黄河公司继龙羊峡水光互补一期320兆瓦并网光伏发电项目后建设的又一座全球最大水光互补并网光伏项目，电站占地面积11.24平方公里，无论建设规模，还是装机容量等都超过了当时全球最大的龙羊峡水光互补一期。

黄河公司要求水光互补二期在年底前首批300兆瓦子阵并网发电，只有这短短的四个月时间，而且马上就要进入冬季，给施工带来很多困难，新能源集成公司毅然接了这个军令状。新能源集成公司经反复研究，组织强有力的班子，开赴塔拉滩。开工前，公司多次召开会议，研究工程进度，认真分析和估算因气候变冷而带来的困难和工程进度中可能出现的问题，制定出了一套科学合理的施工方案，对工期进行倒排，细致到每天的工程量。开工后要求监理现场监督，重点部位实行旁站监理，利用晚上召开工程进度会，汇报当天的进度，研究第二天的工作，把有限的时间用到施工上。塔拉滩的冬天来得格外早，电站开工不久，天气就逐渐变冷，给土建工程带来了困难，如果土建工程在冷冻前完不成，就会拖进度的后腿。新能源集成公司共和项目部采取措施让施工单位尽可能的投入更多的人力和设备资源，突击基础桩、逆变器室基础、电缆沟开挖和浇筑工程，10月中旬，在全体建设者的共同努力下首批发电的300兆瓦子阵基础桩浇筑完成，随即进入紧张的机电安装阶段，同时升压站扩建工程也在紧锣密鼓的进行。冬天的天气变得很短，白天干活的时间只有7、8个小时，为了赶工期，他们把中午饭送到施工现场，遇到大风天气，尽管刺骨的寒冷，他们还是坚持工作。12月5日，电站通过过程质量验收。并网前调试的几天，更是夜以继日的工作，每天都在干12个小时以上，刺骨的寒风挡不住大家工作的热情。12月22日，通过质量监督验收；12月30日16时46分，首批160兆瓦发电单元并网发电，实现了首批发电的开门红，建设者们一鼓作气，2015年春节前，实现了300兆瓦并网投运。节后，建设者们又相聚塔拉滩，继续开展剩余工程的建设工作。2015年5月30日，阵列土建工程全部完工，机电安装工作全面铺开。此时，一边加紧剩余工程建设，一边开展消缺工作，截止2015年9月20日，530兆瓦全部并网发电，为新能源工程建设再添了一座丰碑。坚持标准 重视质量

没有规矩，不成方圆。规矩是啥？规矩就是标准。没有施工标准，就是蛮干，由于蛮干可能造成设备的隐裂和破损，整体施工质量和美观度不高，消缺工作量大大增加。新能源集成公司在工程建设过程中不断总结经验，逐步使施工过程纳入标准化管理，公司编制了《并网光伏电站施工工艺标准》，对工程建设过程中的每一道工序都有了详细的标准，从土建工程到设备装卸和运输，从机电安装到设备的存放堆码，都有详细的标准。经过实施施工工艺标准，施工质量有明显提高，美观度也有所增强，返工的机会大大减少，消缺工作量也大大减轻，更为关键的是，整体安装质量有很大提高。为了使施工工艺标准尽快在各施工现场普及，集成公司组织职工认真学习并进行培训，公司技术标准中心组织力量深入施工一线，反复向施工单位、监理单位宣贯《并网光伏电站施工工艺标准》。

员工们每天奔波在约12平方公里面积的施工现场，促进度，抓质量，保安全，从不放过每一个施工细节，严格按照设计施工，按照技术标准施工，使施工过程达到标准化、规范化、精细化的管理要求，确保施工质量和进度。通过实施施工工艺标准，龙羊峡水光互补二期发电项目在设备运输、装卸、支架、组件安装、设备堆码等方面都有了很大改善。首先，支架、组件安装质量和进度有大幅提升，；其次，杜绝了运输、装卸和堆码设备过程中的损坏现象；最后，支架、组件安装、线路布置等横平竖直，外观整体形象有很大提高，消缺工作量大大减轻，发出倡议注活力 工程建设显实效

龙羊峡水光互补二期光伏项目到12月初，离并网发电的日子不远，由于受气候等因素的影响，工程进度有所滞后。为推进工程进度，新能源集成公司在共和项目部召开了公司“年底大冲刺，确保大目标”誓师动员大会，公司领导和各部门相关人员、参建单位等约百余人参加了动员大会。

动员大会上，宣读了集成公司《年底大冲刺，确保大目标倡议书》，总经理在大会做了动员讲话说：“今年剩余的时间很有限，而我们面临的工作任务还相当艰巨，任务繁重，困难重重，我们要发扬„特别能吃苦，特别能战斗‟的创业精神，以高度的责任感、紧迫感做好本职工作，提高认识、统一思想，鼓足干劲，振奋精神以良好的精神状态，饱满的工作热情，积极投入到„年底大冲刺，确保大目标 ‟活动之中。”《倡议书》要求全员年底之前放弃休假日，加班加点，打破常规工作机制，发扬协作精神，齐心协力，干群一条心，心往一处想，劲往一处使，确保冲刺目标任务的全面完成。动员讲话分析了公司所面临的各种困难和有利资源，将工程建设任务从年底分时段向前推进，将工程建设任务细化到具体时间，分段进度，明确责任，责任到人。为了在活动中取得实质性的进展，还对与工程建设相关联的各个环节进行了明确分工和布置，全力以扑为工程建设服务。

通过“年底大冲刺，确保大目标”誓师动员和倡议，振奋了全体员工的精神，把重心转移到大冲刺上来。经过全体员工的共同努力，12月30日，实现了首批160兆瓦子阵成功并网发电的目标。优化设计 重视环保

光伏发电本身就是一项清洁能源的工程，龙羊峡水光互补二期并网光伏发电项目的建成投产，每年可向电网提供清洁电能8.24亿千瓦时，若按照火电煤耗（标准煤）320克/kwh计算，每年可节约标准煤27.3万吨，相应每年可减少多种大气污染物的排放，其中减少二氧化碳约82.1万吨，一氧化碳约69.3吨，二氧化氮约3156吨，粉尘约3571.2吨。

环境保护工作是光伏电站工程建设的重要组成部分之一。龙羊峡水光互补530兆瓦并网光伏电站建设在共和县以南的塔拉滩，这里属荒漠草滩，但是为了环境保护工作，新能源集成公司在施工中坚持以不破坏植被为前提，开展工程建设。在工程建设中，通过设计优化，将子阵之间的电缆进行架空，减少了开挖。对所有开挖后的电缆沟、逆变器室、升压站等周围的表皮在来年开春，适时进行补种当家草种，使植被恢复到原来的状态。在土建工程过程中产生的建筑垃圾，工程建设分公司与当地的垃圾处理厂签订了垃圾处理合同，随时由垃圾处理厂前来处理，单项工程完工后，由垃圾处理厂全部处理干净。在工程建设施工过程中坚持工程建设和环境保护同步进行，尽量避免对环境的影响。领导关怀 增强斗志

龙羊峡水光互补二期并网光伏发电项目工程规模浩大，工期紧，任务重，工程建设牵动着各级领导的心。集团公司、黄河公司领导曾多次到水光互补二期发电项目调研、检查指导工作。2015年元旦，公司董事长谢小平、工会主席孙蔚泓代表黄河公司前往水光互补一线工地看望和慰问工程建设者；1月9日，集团公司副总工程师、水电与新能源部主任胡建东一行到龙羊峡水光互补二期530兆瓦并网光伏电站调研；3月19日至20日，黄河公司在龙羊峡水光互补并网光伏电站、格尔木并网光伏电站召开了并网光伏电站质量管理现场会，公司副总经理杨存龙主持会议；4月2日，中电投集团公司水电与新能源生产部副主任徐树彪到共和光伏产业园龙羊峡水光互补并网光伏电站调研，检查指导工作；5月8日，黄河公司总经理李固旺到水光互补二期施工现场检查指导工作，并对一线工人表示慰问；7月28日至8月1日，国家能源局副局长刘琦，国家能源局新能源司副司长梁志鹏一行到青海调研无电人口用电及青海新能源发展情况。在青期间，刘琦前往玉树查看了无电地区光伏供电工程，到黄河公司格尔木560兆瓦光伏电站、龙羊峡水光互补850兆瓦光伏电站实地调研，对新能源建设和发展工作提出了要求；9月7日，国家电投董事长王炳华、总经理孟振平一行在黄河公司董事长谢小平、总经理李固旺的陪同下，到黄河公司龙羊峡水光互补光伏电站调研，对新能源建设和发展提出了要求，为工程建设指明了方向；9月15日，黄河公司工会主席孙蔚泓一行到共和产业园区龙羊峡水光互补光伏电站慰问生产一线干部职工，向他们表示深切的慰问，送去了慰问品。

各级领导的调研、检查指导为工程建设指明了方向，提出了具有建设性的建议，特别是领导的要求对工程建设起到了极大地促进作用，对工程建设的进度、质量、安全等都起到了积极地促进作用，领导的慰问是对工程建设者以极大地鼓舞和鞭策，更加坚定了搞好水光互补工程建设的信心。树立标杆 共同分享

龙羊峡水光互补二期发电项目是黄河公司继水光互补一期并网发电后建设的又一期全球最大的水光互补发电项目，工程浩大，装机容量、占地面积和科技创新都超越了一期，受到各级政府和国内同行业的关注。

工程开工后，就吸引省内外主流媒体前来采访报道，从不同角度对水光互补发电项目进行了全方位深度报道，大大提升了水光互补发电项目的知名度。2015年2月12日，阿拉伯联合酋长国全球铝业公司总经理兼首席执行官阿卜杜拉•卡班（Abdulla Kalban）等一行5人到黄河公司龙羊峡水光互补光伏电站参观考察；3月16日，中电投西藏分公司山南公司生产与工程建设部主任王健等一行三人，到龙羊峡水光互补光伏电站参观考察； 4月1日至3日，新能源集成公司受邀代表黄河公司参加第七届国际清洁能源博览会，公司领导等参加了会议，同时，刘启栋参加了清洁能源高峰论坛。4月21日，省劳动竞赛委员会、省总工会在西宁发电分公司施工现场举办了题为“当好主力军 建功„十二五‟岗位做贡献 建设新青海”全省重点工程重点项目建设青海高原工人先锋号授旗仪式,新能源集成公司共和项目部荣获青海高原“工人先锋号”旗帜；5月1日，技术标准中心刘启栋被授予“全国劳动模范”称号，进京受奖； 7月28日，雅砻江流域水电开发有限公司董事长陈云华、总经理祁宁春一行到龙羊峡水光互补并网光伏电站调研考察；8月27日，青海省公安消防总队后勤部长郭廷武大校一行到黄河公司龙羊峡水光互补光伏电站参观；8月27日，国家开发银行行长郑之杰在公司董事长谢小平的陪同下，到公司龙羊峡水光互补850兆瓦并网光伏电站考察调研；9月21日，集团公司光伏项目开发建设经验交流现场会在龙羊峡水光互补电站举行，集团公司相关二级单位分管领导、新能源工程建设管理部门负责人约80余人参加了交流会。

国内外同行业的调研和考察，对水光互补项目给予高度评价，水光互补发电项目工程形象大幅提升，同时，对工程建设也提出了更高的要求，新能源集成公司把形象提升作为工程建设的动力，严格要求工程质量，同时把工程建设形象和管理经验分享给大家，实现无形资源共享。互赢互利 支持地方经济

盐光互补项目光伏支架桩基础选型 篇3

我国沿海清洁的可再生能源资源丰富。光伏发电替代燃煤发电每年可节约大量标准煤, 大量减少向大气中排放粉尘, CO2, SO2, CO, 碳氢化合物, 灰渣等污染物, 节能与环境效益十分显著。

太阳能光伏发电的主要缺点之一就是占用土地面积大, 因此充分利用盐碱地等各种不适宜耕种的土地、发展农光互补、渔光互补、盐光互补就是各能源建设单位重点考虑的方向。盐光互补项目即光伏电站建成后, 光伏板通过吸收太阳能发电, 板下及板间继续用海水晒盐, 发电和晒盐两不误。开发建设广东某海边盐光互补光伏电站项目, 不仅可以有效利用当地丰富的太阳能资源和有限的土地资源, 对开发沿海废弃盐场及其盐碱地也起到示范作用。

但是由于场地土对结构腐蚀严重, 光伏支架桩型的选择受到限制。

2 光伏支架基础形式

目前国内地面光伏支架常见的基础形式主要有以下几种:1) 微型钢筋混凝土灌注桩基础;2) 预制混凝土管桩基础;3) 预制混凝土方桩基础;4) 钢制螺旋桩基础;5) 预制条形基础;6) 现浇独立基础;7) 现浇条形基础。

根据场地情况和施工进度要求, 本项目可选用前三种基础形式。

1) 微型钢筋混凝土灌注桩。该方案采用微型机械成孔设备, 施工速度较快, 工艺简单, 无土方开挖及回填, 工程造价低, 工期短, 被广泛采用。本工程位于沿海滩涂地区, 表层土主要为细砂、粉质粘土及淤泥, 地下水位高, 采用微型混凝土灌注桩, 存在成孔困难, 混凝土浇筑难以密实等风险, 不建议大面积采用。但根据岩土工程勘测报告, 部分区域硬塑粉质粘土 (标准贯入击数80) 埋藏较浅 (2 m以下) , 预制桩打入困难, 在采取引孔等措施后仍无法达到设计要求的长度时可局部采用微型钢筋混凝土灌注桩方案 (见图1) 。

2) 预制混凝土管桩基础。管桩一般在预制厂用离心法生产, 混凝土致密, 强度高, 具有施工速度快, 工艺简单, 无土方开挖及回填, 工期较短的优点。缺点在于管桩壁厚较薄, 在强腐蚀环境下不宜使用 (见图2) 。

3) 预制混凝土方桩基础。混凝土预制实心方桩断面一般呈方形, 能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快。与预制混凝土管桩相比, 造价偏高, 施打困难。实心方桩混凝土保护层厚度可以较大, 有利于防腐蚀, 在本项目盐光互补区, 土层对混凝土具有强腐蚀性, 不适宜在采用管桩的情况下使用 (见图3) 。

3 场地岩土工程条件

光伏电站站址位于广东省某海边, 距离海岸最近处约500 m, 站址微地貌为海岸堆积阶地地貌, 地形起伏不大, 地势平坦开阔, 场地由海边滩涂、泻湖、旱地、林地、水产养殖场、盐田、水渠等组成, 地表多见玄武岩块石。

4 盐田水及场地土腐蚀性分析

光伏电站处于盐田范围内, 地表土长期被浓缩海水浸润形成盐碱地, 勘测采取了1组盐田水, 以及根据场地条件选取了3组土样做易溶盐试验, 根据盐田水腐蚀性分析成果, 以及土的易溶盐试验成果, 结合临近工程经验, 进行了水、土腐蚀性分析评价, 其结果见表1, 表2。

场地盐田水对混凝土结构具强腐蚀性, 腐蚀介质为SO42-, Mg2+;对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下及干湿交替条件下均具强腐蚀性, 腐蚀介质为Cl-。

盐碱地中的表土对混凝土结构具强腐蚀性, 腐蚀介质为SO42-;对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性, 腐蚀介质为Cl-;对钢结构具强腐蚀性, 腐蚀介质为视电阻率。

从以上结论可以看出, 腐蚀性最严重的地方在盐田区表层土, 由于浓缩海水沉积的盐类浓度极高, 对结构腐蚀性较大。盐田水和场地土的性质决定了结构设计必须考虑防腐蚀问题。

在强腐蚀环境下, 采用预制桩能够满足规范要求, 预应力混凝土桩及灌注桩一般不能满足规范要求 (经试验论证除外) ;中、弱腐蚀条件下, PHC管桩、灌注桩、预制桩均可用;强腐蚀条件下, 必须选用PHC管桩时, 应经专家评审, 试验论证, 并采取可靠措施。

5 方案比较

5.1 方案类型

本工程光伏支架方案可考虑采用以下三种:

方案一:双立柱预制方桩 (实心) 方案。

1) 采用200×200的预制钢筋混凝土方桩。2) 防腐措施:同时采取桩身混凝土强度等级不低于C40、水灰比不应大于0.40、抗渗等级不应低于P10、钢筋保护层厚度不应小于45 mm、桩身混凝土应添加复合型防腐材料 (要求对氯离子、硫酸根离子等腐蚀性介质具有抗强腐蚀性效果) 、应对打入地面以下的桩段表面涂环氧沥青 (或聚氨酯沥青) 涂层 (厚度不小于500μm) 等多重防腐措施, 以提高结构防腐蚀性能与耐久性。

方案二:PHC预应力管桩单桩方案 (见图4) 。

1) 桩型选用预应力高强混凝土管桩PHC-300 (70) A-C80。2) PHC管桩方案防腐是重点, 应同时采取桩身混凝土抗渗等级不应低于P10、钢筋保护层厚度不应小于30 mm、桩身混凝土应添加复合型防腐材料 (要求对氯离子、硫酸根离子等腐蚀性介质具有抗强腐蚀性效果) 、应对打入地面以下的桩段表面涂环氧沥青 (或聚氨酯沥青) 涂层 (厚度不小于500μm) 等多重防腐措施, 以提高结构防腐蚀性能与耐久性。3) 由于采用管桩已超越规范要求, 所以需邀请专家, 组织管桩厂家、施工、监理、设计等相关单位人员召开专题会议, 共同解决管桩防腐问题。

方案三:灌注桩双桩方案 (见图5) 。

1) 双立柱光伏支架基础采用250钻孔灌注桩。2) 防腐措施:同时采取桩身混凝土强度等级不应低于C40、水灰比不应大于0.45、抗渗等级不应低于P8、钢筋保护层厚度不应小于55 mm、桩身混凝土应添加复合型防腐材料 (要求对氯离子、硫酸根离子等腐蚀性介质具有抗强腐蚀性效果) 等多重防腐措施, 以提高结构防腐蚀性能与耐久性。

5.2 方案比较

1) 腐蚀性条件。a.根据地勘报告, 盐碱地中的表土对混凝土结构具强腐蚀性, 其他土层为中腐蚀、弱腐蚀;b.光伏支架的使用年限为25年, 现行规范针对的普通建筑使用年限为50年。

2) 防腐蚀性能。根据现行规范, 只有预制方桩能满足场地腐蚀性要求, 管桩与灌注桩均不满足国家规范要求。

3) 施工进度。PHC管桩及预制方桩施工速度较快, 灌注桩较慢。

4) 经济性。以每块光伏板需七组支架计, 桩长相同, 各方案支架桩费用比例粗略估算:a.直径为300 mm的PHC管桩 (单桩) 7根, 综合单价约100元/m;若直径采用400 mm, 综合单价约135元/m;b.200×200的方桩 (双桩) 14根, 约120元/m;c.直径200 mm的灌注桩 (双桩) 14根, 根据土质情况不同, 造价在60元/m~100元/m。相同桩长的情况下, 方案二桩基成本是方案一的2.4倍, 方案三是方案一的1.2倍~2倍。

6 结论及建议

1) 整个场地表层基本都是盐碱地, 表层土对混凝土结构具强腐蚀性, 只有采用预制实心桩能够满足规范要求, 盐光互补区光伏支架建议采用双立柱预制方桩方案。

2) PHC管桩最经济, 考虑到光伏支架设计使用年限远低于常规建筑, 且其破坏造成的影响远小于普通建筑, 在采取一定的防腐措施, 经过专家论证的情况下, 将来不晒盐的其他区域可采用预应力高强混凝土管桩。

参考文献

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[2]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[3]蒋华庆, 贺广零.光伏电站设计技术[M].北京:中国电力出版社, 2014.