新能源工程建设中安全风险评估体系的构建与应用
余建
中电建新能源集团股份有限公司西南分公司
摘要: 随着全球对清洁能源的需求不断增长,新能源工程建设规模日益扩大。然而,新能源工程建设面临诸多安全风险,构建科学合理的安全风险评估体系并有效应用对于保障工程建设顺利进行、减少事故损失至关重要。本文深入分析新能源工程建设中的安全风险因素,阐述安全风险评估体系的构建原则与方法,探讨其在工程建设各阶段的应用,并提出相应的保障措施,旨在为新能源工程建设安全管理提供理论支持与实践指导。
关键词:新能源工程;安全风险评估;评估体系构建;应用实践
一、引言
新能源工程包括太阳能发电、风力发电、水力发电(新型小水电)、生物质能发电等多种类型,其在应对能源危机和环境问题方面具有不可替代的作用。但新能源工程建设环境复杂、技术要求高、涉及专业多,使得建设过程中存在大量安全风险。例如,风力发电场建设中的风机安装高处作业风险、太阳能电站建设中的电气系统调试风险等。构建完善的安全风险评估体系并合理应用,能够提前识别风险、评估风险严重程度,进而采取针对性的风险控制措施,提高新能源工程建设的安全性和可靠性。
二、新能源工程建设安全风险因素分析
(一)自然环境因素
新能源工程多处于自然环境较为特殊的区域。如风力发电场常建于沿海或山区等风力资源丰富但气候多变之地,易遭受强风、暴雨、雷击等自然灾害影响。强风可能导致风机叶片损坏、塔筒倒塌;雷击可能引发电气设备故障甚至火灾。太阳能电站多在空旷地区,也面临风沙侵蚀、高温暴晒等问题,高温可能使光伏组件性能下降,风沙可能磨损设备表面,影响发电效率和设备寿命。
(二)技术工艺因素
新能源工程涉及多种先进技术工艺。在风力发电中,风机制造与安装技术要求极高,大型风机叶片的制造工艺若存在缺陷,可能在运行中出现断裂事故。同时,风机的控制系统、传动系统等技术复杂,一旦控制算法失误或传动部件故障,会导致风机飞车等严重事故。太阳能发电方面,光伏电池的转换效率提升技术、储能系统的充放电控制技术等仍在不断发展完善,技术不成熟或工艺不稳定可能导致能量转换效率低、储能系统过热起火等风险。
(三)人员管理因素
人员是新能源工程建设的核心要素。施工人员的专业技能水平参差不齐,部分人员可能未经过系统的新能源工程施工培训,对新技术、新设备操作不熟练,容易引发操作失误。例如,在电气设备安装过程中,因接线错误导致短路故障。管理人员的安全意识和管理能力也对工程安全有重要影响。若管理不到位,可能出现施工组织混乱、安全制度执行不严格、安全防护措施落实不到位等情况,增加安全事故发生的概率。
(四)设备材料因素
新能源工程建设需要大量的专用设备和材料。设备的质量可靠性直接关系到工程安全。如风力发电机的质量若不过关,其关键部件在运行过程中可能出现疲劳损坏、磨损过快等问题。太阳能光伏组件若存在质量缺陷,可能发生热斑效应,引发火灾。材料方面,如风力发电塔架建设使用的钢材质量不符合要求,其强度和韧性不足,在承受风力载荷时容易发生变形甚至断裂。
三、新能源工程建设安全风险评估体系构建
(一)构建原则
1. 科学性原则
评估体系应基于科学的风险理论和方法,准确反映新能源工程建设中的安全风险特征和规律。指标选取应具有科学依据,评估模型应经过严谨的推导和验证,确保评估结果的准确性和可靠性。
2. 系统性原则
新能源工程建设是一个复杂的系统工程,评估体系要全面涵盖工程建设的各个环节、各个方面的安全风险因素,从自然环境、技术工艺、人员管理、设备材料等多维度构建指标体系,体现系统的整体性和关联性。
3. 可操作性原则
评估体系的指标应易于获取和量化,评估方法应简便易行,便于工程建设中的实际应用。数据来源应明确,计算过程应清晰,能够在工程实践中方便地进行风险评估操作,为安全管理决策提供及时有效的支持。
4. 动态性原则
新能源工程建设过程中,安全风险因素是不断变化的。评估体系应能够适应这种动态变化,及时更新指标体系和评估模型,反映不同建设阶段、不同环境条件下的安全风险变化情况,确保评估结果的时效性。
(二)评估指标体系
1. 自然环境风险指标
包括自然灾害发生频率(如年平均强风天数、年平均雷击次数等)、环境恶劣程度(如极端温度范围、风沙强度等)。
2. 技术工艺风险指标
涵盖技术成熟度(如新技术应用比例、工艺稳定性系数等)、设备可靠性(如设备故障率、设备平均无故障运行时间等)。
3. 人员管理风险指标
有人员专业技能水平(如施工人员技能证书比例、培训时长等)、安全管理制度执行情况(如安全检查违规次数比例、安全措施落实率等)。
(三)评估方法选择
可采用层次分析法(AHP)与模糊综合评价法相结合的方式。首先利用层次分析法确定各评估指标的权重,通过构建判断矩阵,计算各指标相对重要性程度。然后运用模糊综合评价法,将定性评价转化为定量评价,对新能源工程建设的安全风险进行综合评估。模糊综合评价法能够较好地处理多因素、模糊性和不确定性问题,与新能源工程建设安全风险评估的特点相契合。
四、安全风险评估体系在新能源工程建设中的应用
(一)工程规划阶段
在新能源工程规划选址时,利用评估体系对不同候选地点的自然环境风险进行评估。例如,对比不同山区的风力资源和地质灾害风险,选择风力资源丰富且自然灾害风险相对较低的区域建设风电场。同时,对规划采用的技术工艺进行初步风险评估,分析其在当地环境和工程条件下的可行性和风险程度,为技术选型提供依据。
(二)工程设计阶段
根据评估体系,在设计过程中对不同设计方案的技术工艺风险进行深入评估。如在太阳能电站设计中,评估不同光伏阵列布局方案对发电效率和电气安全的影响,考虑阴影遮挡、电缆敷设等因素的风险。同时,结合设备材料风险评估,选择合适的设备型号和材料规格,确保设计方案在满足工程功能需求的同时,将安全风险控制在最低限度。
(三)工程施工阶段
1. 定期评估
在施工过程中定期(如每月或每季度)运用评估体系对工程整体安全风险进行评估。根据评估结果调整施工进度计划、优化施工组织方案。
2. 专项评估
针对施工中的关键工序和高风险作业环节,如风力发电场的风机吊装作业、太阳能电站的高压电气设备调试作业等进行专项安全风险评估。制定详细的风险控制措施,在作业前进行安全技术交底,确保施工人员清楚了解风险状况和应对方法。
(四)工程运维阶段
在新能源工程投入运行后,利用评估体系对运维过程中的安全风险进行持续评估。监测设备运行状态,分析设备材料风险变化情况,及时发现设备老化、性能下降等问题并安排维修或更换。同时,根据人员管理风险评估结果,加强运维人员的培训和管理,提高其应急处理能力,保障新能源工程长期稳定运行。
五、结论
新能源工程建设对于推动全球能源转型具有极为重要的意义,但其中的安全风险不容忽视。通过构建科学合理的安全风险评估体系,遵循科学、系统、可操作、动态性原则,建立涵盖自然环境、技术工艺、人员管理、设备材料等多维度的评估指标体系,并采用层次分析法与模糊综合评价法相结合的评估方法,将其应用于工程规划、设计、施工和运维等各阶段,同时采取数据收集与管理、人员培训与技术支持、制度建设与监督检查等保障措施,能够有效识别、评估和控制新能源工程建设中的安全风险,提高工程建设的安全性和可靠性,促进新能源产业的健康可持续发展。在未来的新能源工程建设中,应不断完善安全风险评估体系,适应新能源技术发展和工程建设环境变化,为新能源工程建设安全管理提供更有力的保障。
参考文献:
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