缩略图

新能源工程建设中安全风险评估体系的构建与应用

作者

黄海帆

中电建新能源集团股份有限公司华中分公司

一、引言

新能源作为应对能源危机与环境问题的关键途径,涵盖太阳能、风能、水能、核能等诸多领域,其工程建设规模持续扩大。与传统能源工程相比,新能源工程具有技术新颖、施工环境复杂、设备集成度高等特点,这使得建设过程中的安全风险更具多样性与隐蔽性。一旦发生安全事故,不仅会造成人员伤亡、财产损失,还可能延误工期,影响新能源的稳定供应。因此,构建完善的安全风险评估体系并合理应用,成为新能源工程建设的核心任务之一。

二、新能源工程建设的特点及安全风险因素

(一)新能源工程建设特点

技术创新性强:如太阳能光伏电站中的高效电池技术、风力发电场的大容量风机制造技术等,不断迭代更新。施工人员需掌握前沿知识与技能,否则易因操作不当引发风险。

施工环境复杂:太阳能电站常建于荒漠、山地,风力发电场多在沿海、高原等风能资源丰富但自然条件恶劣地区,面临极端气候、地质灾害等威胁。

设备集成度高:新能源设备系统复杂,各组件关联性强,一个部件故障可能波及整个系统,且设备安装调试要求高精度、严标准。

(二)安全风险因素识别

1.自然环境风险:

气象灾害:强风、暴雨、暴雪、雷击等对在建工程结构、电气设备造成破坏,影响施工进度与人员安全。例如,强风可能吹倒风力发电机塔筒;雷击易损坏变电站电气设备。

地质灾害:山体滑坡、泥石流、地面塌陷等危及工程基础稳定性,在山地光伏电站建设中尤为突出,若选址不当,可能导致电站整体损毁。

2.技术工艺风险:

新技术不成熟:一些新兴新能源技术尚未经过长期工程实践检验,工艺缺陷可能引发安全问题,如新型储能电池的热失控风险。

技术衔接不畅:不同专业、不同阶段技术交接过程中,若沟通协调不足,会出现接口不匹配、系统兼容性差等隐患,影响工程整体性能与安全。

3.人员管理风险:

专业素质参差不齐:施工人员来源广泛,部分人员缺乏新能源工程专业培训,对复杂设备操作规范、安全注意事项了解不足。

安全意识淡薄:一些从业人员抱有侥幸心理,违规作业,如不佩戴安全帽、高空作业未系安全带等,为事故埋下伏笔。

4.设备材料风险:

设备质量缺陷:部分新能源设备生产厂家质量管控不严,设备到场后经检测存在零部件松动、绝缘性能不佳等问题,投入使用后易故障。

材料兼容性问题:工程建设涉及多种材料,若选材不当,材料间发生化学反应或物理性能冲突,会影响工程耐久性与安全性,如光伏组件密封材料与边框材料的适配性不佳。

三、新能源工程建设安全风险评估体系构建

(一)评估指标选取

自然环境指标:包括气象灾害发生频率、强度,地质条件稳定性评级,依据工程所在地历史气象数据、地质勘查报告量化取值。例如,将年平均大风日数、地震烈度等作为关键指标。

技术工艺指标:从新技术应用比例、技术成熟度评分、技术衔接顺畅度等维度考量,通过专家打分、行业案例对比等方式确定分值。如新技术应用比例超过 且无成熟应用案例,给予较高风险评级。

人员管理指标:涵盖施工人员专业资质持证率、安全培训时长与效果评估、违规作业频次等,定期统计分析施工现场数据获取。如安全培训后考核通过率低于 ,认定人员管理风险较大。

设备材料指标:设备抽检合格率、关键材料性能检测达标率、设备故障历史记录等作为核心指标,依据设备到货检验报告、材料第三方检测报告赋值。

(二)评估方法确定

层次分析法(AHP):构建递阶层次结构模型,将新能源工程安全风险目标层分解为自然环境、技术工艺、人员管理、设备材料等准则层,再细化为具体指标层。通过两两比较判断矩阵确定各层次元素相对权重,综合计算风险评价值。例如,邀请多位行业专家对各层元素重要性打分,经一致性检验后得出权重向量。

模糊综合评价法:考虑风险评估的模糊性,对各指标评估结果进行模糊化处理,建立模糊关系矩阵。结合 AHP 确定的权重,通过模糊合成运算得到工程整体安全风险的模糊评价结果,再去模糊化得出清晰风险等级,如低风险、较低风险、中等风险、较高风险、高风险五级划分。

(三)风险等级划分

依据评估结果数值范围,结合新能源工程事故损失程度、发生概率统计数据,划分风险等级。低风险:风险值小于 0.2,对工程影响极小,常规安全管理措施可应对;较低风险:0.2 - 0.4,需适当加强监控;中等风险:0.4 - 0.6,制定针对性管控措施,增加巡检频次;较高风险:0.6 - 0.8,停工整改部分环节,组织专家论证解决方案;高风险:大于 0.8,全面停工整顿,重新评估方案可行性。

(四)评估模型验证与优化

选取若干已建新能源工程案例,代入构建的评估模型进行回溯验证,对比模型评估结果与工程实际发生风险情况,分析偏差原因。如发现某类新能源工程因特殊施工工艺导致原模型指标权重不合理,及时调整优化,通过持续迭代使评估模型更贴合工程实际。

四、新能源工程建设安全风险评估体系的应用

(一)工程规划阶段

选址安全性评估:利用评估体系考量备选场地的自然环境风险,排除地质灾害频发、气象条件恶劣区域。例如,对山地风电项目,详细勘查山体坡度、岩石结构稳定性,结合当地气象资料评估雷击、强风风险,确保选址安全可靠,从源头降低风险。

技术方案可行性分析:依据技术工艺指标评估拟采用的新能源技术成熟度、与当地资源条件适配性,避免盲目选用新技术导致工程实施困难。如在低光照地区,审慎评估光伏技术转换效率能否满足效益要求,提前优化技术路线。

(二)工程施工阶段

实时风险监测:在施工现场布置气象监测站、地质位移传感器等设备,实时采集自然环境数据;通过人员定位系统、视频监控监督人员作业行为;利用设备故障诊断系统监测设备运行状态,将数据实时传输至风险评估平台,动态更新风险值。

风险预警与处置:设定风险预警阈值,当评估体系计算风险值达到预警线,如中等风险预警阈值 0.45,立即通过短信、广播等向施工各方发出预警,按照预先制定的风险处置预案,组织人员疏散、暂停危险作业、抢修设备等,确保施工安全。

五、结论

新能源工程建设安全风险评估体系的构建与应用是一项系统工程,通过精准识别风险因素、科学构建评估体系并贯穿工程全生命周期应用,能有效提升新能源工程建设的安全性与可靠性。随着新能源技术发展与工程实践深入,需持续优化评估体系,适应新挑战,为新能源产业可持续发展筑牢安全根基,助力全球能源转型与绿色发展目标实现。

未来研究可聚焦于跨学科融合优化评估方法,结合人工智能、大数据技术实现风险的智能预测与主动防控,进一步拓展评估体系在不同新能源细分领域、不同地域复杂工况下的通用性与精准性,推动新能源工程安全管理迈向更高水平。

参考文献:

[1] 马宏亮,张帆。新能源工程建设安全风险识别与分级管控体系构建 [J].工程管理学报,2023 (02): 33 - 38.

[2] 赵晓峰,刘悦。基于大数据的新能源工程建设安全风险动态评估方法 [J].太阳能学报,2023 (05): 121 - 126.