新形势下国家光伏储能实证实验平台本质安全建设的挑战与对策研究

摘要：随着“双碳”战略的深入推进，我国新能源产业迎来高速发展期。国家光伏储能实证实验平台作为全球首个大型户外实证实验基地，其本质安全建设对保障行业高质量发展具有重大意义。本文基于新型电力系统构建和电力市场改革背景，结合国家电投集团新能源产业安全管理实践与国家光伏、储能实证实验平台（大庆基地）运行数据，深入分析了实证平台面临的本质安全建设面临的问题与挑战。研究认为，当前主要问题和挑战包括：多技术路线集成风险、高纬度极端环境影响、承包商管理短板及标准化缺失等。针对这些问题和挑战，本文从构建集约化集控运维体系、强化技术标准引领与数字化转型、建立环境适应性安全防控机制、创新承包商“N+X”管控模式等方面出发，为提升国家光伏储能实证实验平台本质安全水平提供理论支撑和实践路径。

关键词；光伏储能；实证实验平台；本质安全；科技兴安；数字化转型；安全管理

在碳达峰、碳中和目标引领下，我国新能源产业实现了跨越式发展。新形势下，平台本质安全建设面临着前所未有的挑战：一方面，光伏储能技术迭代迅速，新型设备、新材料、新工艺不断涌现，安全风险随之变化；另一方面，极端天气事件频发、电力市场改革深化、网络安全威胁增加等外部因素也给安全运行带来不确定性。本文将围绕国家光伏储能实证实验平台本质安全建设面临的挑战展开深入分析，并提出系统性的对策建议，为推动行业本质安全水平提升提供参考。

    一、本质安全建设的背景与战略意义

随着光伏储能产业规模的快速扩张，安全问题日益成为制约行业健康发展的瓶颈。近年来，党中央、国务院对加强安全生产工作作出了一系列新部署，明确提出了“提升企业本质安全水平”的要求。国资委2024年发布《中央企业安全生产监督管理办法》，要求中央企业要在提高企业本质安全水平上树标杆。国家能源局关于“四个安全”治理理念为光伏、储能产业安全发展提供了根本遵循。国家电投集团综合提出“建设世界一流光伏产业”“一分钱提质增效行动”“省为整体”“生产管控优化”“智慧场站建设”“效率决定用工、效率调整薪酬”等一系列管理举措。这一系列的工作举措在新能源场站的落实落地，涉及组织变革、生产模式革新等，需坚持系统思维，统筹推进本质安全型企业建设，按照企业本质安全“人、物、环、管”四要素，发挥管理创新、制度创新、技术创新驱动作用，从党管安全、“三基”建设、承包商管理、技术筑安、科技兴安、质量强安、现场标准化、体系建设等八个方面不断夯实“专业化、标准化、数智化” 管理，推动内部系统有效运作和持续改进，使各种风险因素始终处于受控状态，逐步向本质安全管理模式转变，持续提升本质化安全管理水平，为集团公司高质量发展提供安全基础保障。

二、实证平台本质安全建设面临的主要挑战

国家光伏、储能实证实验平台作为新技术、新产品、新方案的实验场，面临着更为复杂的安全风险：一是实证设备来源于不同厂家，技术路线不一、设备类型多样，设备安全性差异较大；二是运行环境复杂多变，实证实验平台位于黑龙江省大庆市，地处典型高纬度、寒温带地区，低温、冰雪等极端气候条件对设备安全性能提出严峻考验；三是系统集成复杂度高，“光伏+储能”系统的协同运行涉及多能互补、智能控制等关键技术，系统级安全风险突出。这些特点决定了实证实验平台本质安全建设的重要性和紧迫性。作为国家级实证实验平台，其安全标准理应高于普通电站，成为行业安全管理的“示范窗口”和“标准策源地”。通过构建高标准本质安全体系，平台不仅能够保障自身安全运行，还能为行业提供可复制、可推广的安全管理模式和技术标准，推动整个产业链安全水平提升。

1.多技术路线集成带来的系统性风险

国家光伏储能实证实验平台按统筹规划、分期实施原则，2021年布置实证实验方案161种，2022年布置实证实验方案109种，2023年布置实证实验方案110种，2024年计划布置实验方案约130种，2025年计划布置实验方案约130种。实证实验平台汇集了多种技术路线和设备类型，这种多样性在促进技术创新的同时，也带来了复杂的安全挑战。

这种多技术、多设备、多厂家的集成环境，极易产生“木桶效应”，即系统整体安全性取决于最薄弱环节。具体表现在：不同设备之间的兼容性问题可能引发连锁反应。例如，某型号逆变器与特定类型组件的匹配不当，可能导致系统效率下降甚至设备损坏。设备接口标准化不足增加了系统复杂度。各厂家设备通信协议、数据格式不统一，给集中监控和统一管理带来困难，可能遗漏安全隐患。

2.特殊地理环境带来的极端气候挑战

大庆实证平台位于黑龙江省大庆市大同区（北纬46°10′17″，东经124°54′20″），属于高纬度寒温带气候，年平均温度仅4.93°C，极端最低温度达-29.0°C，最高温度39°C。这种特殊气候条件对设备安全运行提出了严峻挑战。低温环境对设备性能影响显著。实证数据显示，25°C以下环境温度时长占比达到84.58%，低温会导致材料脆化、润滑剂凝固、电池性能下降等问题。特别是对储能系统，低温会大幅降低锂电池的活性，影响其充放电性能甚至引发安全问题。此外，大庆基地冬季积雪严重，雪地背面辐照占比高达50%～60%，虽提升了发电收益，但也增加了设备绝缘、防潮等安全风险。高纬度地区还带来特殊的光照条件。数据显示，该地区早晚时刻太阳可直接照射到组件背面，日累计照射时长最大为4.52小时，日累计辐照量占背面总辐照量最大为21.58%。这种特殊光照条件可能导致设备局部过热，加速材料老化，引发安全隐患。

3.承包商管理短板与人员安全素养不足

根据集团事故统计分析，承包商管理仍是制约集团公司安全发展的最大短板，国内新能源事故中承包商事故占比高达75%。实证平台建设与运维涉及大量承包商单位和人员，如何有效管控承包商安全风险成为重大挑战。

首先，承包商水平参差不齐，安全管理能力差异大。实证平台技术含量高，要求承包商具备相应的技术能力和安全素养，但现实中许多承包商人员素质普遍较低，缺乏新能源项目工程和生产技术经验，特别是对新型设备、新技术的安全风险认识不足。其次，承包商人员变更频繁、流动性大，安全培训难以取得真正的效果。再次，承包商与业主的安全管理体系存在“两张皮”现象，安全标准、管理要求未能有效承接和穿透。此外，平台运维人员安全技能不足也是重要挑战。实证平台技术复杂，要求运维人员不仅熟悉传统电力安全知识，还需掌握不同厂家光伏、储能新技术安全特性，以及大数据、物联网等智能运维技能。目前既懂技术又懂安全的复合型人才严重短缺。

4.标准化建设滞后

实证实验平台作为新生事物，国家、行业相关安全标准和管理规范尚不完善，带来一系列安全隐患。一方面，技术标准滞后于技术发展。许多新技术、新设备缺乏权威的安全标准和测试规范，只能参考传统电力标准或厂家自行制定的标准，适用性存在不足。另一方面，安全管理标准不统一。新能源设备尚未形成统一的安全生产标准化管理机制，各自为政，增加了管理复杂度。

三、实证平台本质安全体系建设对策

1.建立设备全生命周期安全管理体系

针对多设备、多厂家的复杂环境，建立从设备选型、安装调试、运行维护到退役处置的全生命周期安全管理体系。在设备选型阶段，严格安全准入标准，优先选择安全记录良好、技术成熟度高的设备。大庆实证数据表明，N型TOPCon组件发电量最高，分别较IBC、PERC高0.5%、2.24%，而某厂家HJT组件因正面焊带故障，运行温度较高，运行电流下降，发电量偏低。这类实证数据应为设备选型提供重要参考。在安装调试阶段，制定严格的安装质量标准和验收程序，确保设备安装符合安全要求。在运行维护阶段，利用大数据分析技术，对设备运行状态进行实时监测和趋势分析，提前发现潜在安全隐患。在退役处置阶段，制定安全环保的处置方案，特别是对储能电池的梯次利用和回收处理，防范二次污染和安全风险。充分利用实证平台数据资源丰富的优势，推进数字化转型，整合现有安全生产管理系统，实现数据统一采集、集中存储、综合分析、联动响应。

2.构建“环境适应为重”的精准防控体系

针对大庆实证平台高纬度、寒温带的特殊环境，构建环境适应性的安全防控体系。开展环境风险评估，识别特殊环境条件对设备安全运行的影响。针对低温环境，制定防寒防冻专项措施，对关键设备增加保温措施，选用低温型材料和润滑剂。针对积雪影响，优化组件和支架设计，提高抗雪灾能力，同时考虑积雪清理的安全便捷性。针对高纬度特殊光照条件，研究其对设备安全的影响机制并制定相应对策。开发适用于低温环境的火灾探测和灭火系统，常规水系灭火系统在低温下可能冻结失效，需采用防冻型灭火介质；开发冰雪环境下专用防滑、防坠落装备，提高现场作业安全性。针对平台高纬度特点，基于实证平台历史数据，训练智能预警模型，建立环境适应性安全预警模型，考虑温度、积雪、光照等特殊因素对安全的影响。实证数据显示，冬季雪天时，双面组件背面辐照占比高，温度低，实测功率最高时高于设计功率6%，实际运行出现限功率现象。这类特殊运行状态的安全风险应纳入预警模型。推广智能巡检、无人机检测等智慧技术应用。利用无人机进行光伏组件热斑检测，避免人工巡检的安全风险；采用智能机器人进行设备内部检查和高空作业，减少人员暴露于危险环境的机会。

3.创新“N+X”管控模式

针对承包商事故高发问题，严格落实集团公司《承包商安全管理办法》《承包商安全管理工作指引》等文件要求，构建“N+X”生产运维承包商管控体系。充分利用现有安全生产管理人员，培养出“N”个自有骨干员工，作为安全管理的核心力量；同步市场化选聘“X”个光伏现场值班员、一般运维人员等非关键岗位，满足生产运维需要。建立承包商分级分类管理制度，根据承包商安全绩效实施差异化管控。同时针对实证平台技术含量高的特点，建立实证平台专用安全培训体系，涵盖各类设备安全特性、特殊风险防控、应急处置等内容。

四、结论与展望

本文基于新型电力系统建设背景，分析了国家光伏储能实证实验平台本质安全建设面临的主要挑战，并提出了系统性的对策建议。研究认为，实证实验平台本质安全建设需要重点关注多技术路线集成风险、特殊环境挑战、承包商管理短板和标准化滞后等问题，通过建立设备全生命周期安全管理体系、构建“环境适应为重”的精准防控体系、创新“N+X”管控模式、培育实证平台特色安全标准体系的系统化解决方案，全面提升本质安全水平，为推动新能源产业安全发展作出积极贡献。

参考文献

1.《国家电力投资集团有限公司本质安全型企业建设工作方案（2024年）》

2.《国家电力投资集团有限公司本质安全型企业科技兴安应用场景和实施途径研究》

3.《中国华能集团有限公司新能源集控中心建设方案》

4.《国家能源投资集团有限责任公司“一区域一集控”项目建设方案》