白映波 李東海 李 賓 凌 磊 茹陽陽

（1.國家電投鄉(xiāng)城縣興川新能源投資開發(fā)有限公司，四川省甘孜藏族自治州 627850；2.中國電建集團北京勘測設(shè)計研究院有限公司，北京 100024）

0 引言

甘孜基地光伏電站位于甘孜州鄉(xiāng)城縣境內(nèi)的頂貢大草原，是全球首個超高海拔光伏基地。作為大型光伏電站工程，甘孜基地光伏電站建設(shè)規(guī)模大、投資多、施工條件艱苦、施工環(huán)境惡劣，但施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高，施工質(zhì)量和進度管理存在極大的挑戰(zhàn)。同時，增加了工程建設(shè)管理難度，使用傳統(tǒng)管理手段進行光伏發(fā)電工程質(zhì)量管理已達不到當(dāng)前工程現(xiàn)場管理的要求。

為實現(xiàn)甘孜基地光伏電站工程智能化、規(guī)范化、精細(xì)化管理，創(chuàng)新采用數(shù)字化技術(shù)，借助BIM 技術(shù)與GIS 可視化展示對工程建設(shè)的質(zhì)量管理進行全面控制，改變傳統(tǒng)模式下施工質(zhì)量管理存在的管理人員職責(zé)不明確、管理流程混亂等問題，實現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)、融合發(fā)展、打造精品工程的目標(biāo)。本文主要基于數(shù)字化技術(shù)，探討工程質(zhì)量管理在甘孜基地光伏電站EPC 模式下的應(yīng)用。

1 數(shù)字化光伏電站工程質(zhì)量管理的必要性

高海拔光伏電站工程存在施工環(huán)境惡劣、施工周期短、地質(zhì)環(huán)境影響大等特點，且對施工質(zhì)量要求極高，其質(zhì)量管理具有控制要點多、施工質(zhì)量受人為因素影響較大、精度要求高等特點，因此質(zhì)量管理方面難度巨大。盡管國家層面出臺制度文件加大對質(zhì)量監(jiān)督的管理力度和執(zhí)法力度，專門成立了光伏工程質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)，在行業(yè)內(nèi)的資質(zhì)管理中加速構(gòu)建企業(yè)質(zhì)量管理信用體系，但是仍然存在一些施工企業(yè)質(zhì)量意識淡薄、操作流程不規(guī)范的問題，這也導(dǎo)致了光伏工程質(zhì)量問題頻發(fā)，甚至出現(xiàn)工程質(zhì)量事故的情況。不管是原材料造價還是施工過程管理不到位，都將對工程造成巨大的損失。因此，加強工程建設(shè)質(zhì)量全過程管理，既是光伏工程項目管理的重要組成部分，也是決定工程項目管理成敗的關(guān)鍵。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、可視化等前沿技術(shù)的高速發(fā)展，為實現(xiàn)高質(zhì)量管理，國內(nèi)大型復(fù)雜的工程項目紛紛借助數(shù)字化技術(shù)進行施工質(zhì)量管理且效果顯著。工程質(zhì)量管理作為光伏工程建設(shè)項目管理的關(guān)鍵一環(huán)，采用數(shù)字化技術(shù)，結(jié)合BIM 三維模型與規(guī)范化的質(zhì)量驗評流程進行掛接，精確地記錄光伏組件、逆變器等在施工過程中的各項數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)施工過程“電子化”質(zhì)量驗收，并且通過GIS 可視化對工程大數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從整體上對工程全過程質(zhì)量管理進行嚴(yán)格把控，提高工程質(zhì)量精細(xì)化管理的水平和能力。

2 基于數(shù)字化技術(shù)的工程質(zhì)量管理模式

甘孜基地光伏電站作為全球首個超高海拔光伏基地，采用設(shè)計施工總承包（EPC）模式的大型光伏電站項目，是踐行“雙碳目標(biāo)”的新能源行業(yè)標(biāo)桿工程，開創(chuàng)了超高海拔光伏電站建設(shè)模式的時代先河，是我國新常態(tài)下新能源開發(fā)理念和方式的重大創(chuàng)新[1]。為滿足 EPC 模式下超高海拔光伏電站的建設(shè)管理需求，甘孜基地光伏電站項目工程管理部利用數(shù)字化技術(shù)、三維BIM 技術(shù)及GIS 可視化研發(fā)了光伏數(shù)字化建管系統(tǒng)，并且首創(chuàng)了一套適用于光伏項目EPC 總承包模式的質(zhì)量管理模塊[2]。該模塊涵蓋了線下表單電子化轉(zhuǎn)換、建立表單庫及標(biāo)準(zhǔn)庫在線配置質(zhì)量驗評流程、移動端表單填報及上傳現(xiàn)場驗收影像資料、現(xiàn)場“無紙化”質(zhì)量驗評、電子表單PDF 格式輸出及打印歸檔、電子表單掛接質(zhì)量BIM 模型展示、基于GIS 可視化進行質(zhì)量巡檢問題追蹤處理等功能，極大地提高了各子陣質(zhì)量驗評的工作效率，規(guī)范了質(zhì)量驗評的流程。

甘孜基地光伏電站數(shù)字化建管系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊總體架構(gòu)包括“一平臺+一App”，現(xiàn)場質(zhì)量管理采用“線上+線下”驗收的模式，側(cè)重于系統(tǒng)平臺電子驗評表單的填報和驗評流程申請與現(xiàn)場質(zhì)量App 端采集質(zhì)量驗評影像資料和上傳相結(jié)合[3]，規(guī)范了光伏現(xiàn)場質(zhì)量驗評的流程，大大縮短了驗評申請?zhí)峤环答伒臅r間，結(jié)合移動端現(xiàn)場驗評，節(jié)省了大量的紙質(zhì)驗評資料，實現(xiàn)了驗評結(jié)果的及時反饋，提高了質(zhì)量驗評效率。數(shù)字化建管平臺質(zhì)量管理模塊功能如圖1、圖2 所示。

圖1 數(shù)字化平臺質(zhì)量驗收流程及功能

圖2 質(zhì)量巡檢閉環(huán)管理

2.1 基于BIM 技術(shù)的質(zhì)量驗收管理

基于BIM 技術(shù)的質(zhì)量驗收管理主要包括建立健全的工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)庫、制作電子化質(zhì)量驗收表單、表單線上流轉(zhuǎn)、結(jié)合移動端進行質(zhì)量評定。實現(xiàn)光伏發(fā)電工程質(zhì)量驗評標(biāo)準(zhǔn)化、高效化管理。

2.1.1 工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)庫

工程質(zhì)量驗評標(biāo)準(zhǔn)庫是數(shù)字化系統(tǒng)質(zhì)量驗評的基礎(chǔ)，結(jié)合光伏項目質(zhì)量驗收規(guī)范，對光伏本體工程、升壓站工程及送出工程相關(guān)工程劃分進行定制化配置，建立檢驗批、分項工程、分部工程、單位工程質(zhì)量驗評標(biāo)準(zhǔn)庫，研發(fā)試驗檢測模塊，輔助工程質(zhì)量驗評。

2.1.2 線上工程質(zhì)量驗收流程

對于光伏EPC 項目來說，工程質(zhì)量驗收往往具有一定滯后性，為解決這類問題，數(shù)字化系統(tǒng)將繁瑣的線下質(zhì)量驗收流程提到線上，極大地縮短了驗收流程審批的時間，使質(zhì)量驗收流程更規(guī)范、流程運行更便捷[4]。根據(jù)EPC項目的特點，以檢驗批質(zhì)量驗收為例，在進行質(zhì)量驗收時，由施工單位線上調(diào)取質(zhì)量驗收申請表單，發(fā)起質(zhì)量驗收申請，由總包單位進行審核，由監(jiān)理單位批準(zhǔn)后開始進行質(zhì)量驗收工作；接收到消息推送后，施工單位調(diào)取質(zhì)量驗收表單庫進行自檢，報送總包單位進行復(fù)檢，最后報送監(jiān)理單位進行終檢，以最高的效率完成線上質(zhì)量驗收工作。

2.1.3 質(zhì)量評定

Web 端質(zhì)量評定是查看移動端質(zhì)量驗評上傳的電子驗評表單、附件資料及現(xiàn)場影像資料的門戶，也是場區(qū)上傳監(jiān)測、測量等資料、材料和發(fā)起填報質(zhì)量驗評流程的平臺。場區(qū)內(nèi)質(zhì)量驗評完成自檢、復(fù)檢工作后，上傳對應(yīng)的附件資料及影像資料，由監(jiān)理單位攜帶移動端設(shè)備進行現(xiàn)場終檢，完成驗評資料的最終評定。

2.1.4 BIM 模型關(guān)聯(lián)及展示

建立精細(xì)化的場區(qū)BIM 模型，實現(xiàn)光伏場區(qū)漫游、測量、掛接資料等功能，為質(zhì)量BIM 進行數(shù)據(jù)支撐，系統(tǒng)可在工程不同的施工階段將質(zhì)量驗收表單與對應(yīng)的子陣BIM 模型進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)質(zhì)量BIM 可視化展示各子陣質(zhì)量驗收記錄及驗收資料，可在線預(yù)覽和下載[5-7]。另外，在質(zhì)量BIM 界面可將各標(biāo)段的質(zhì)量驗收結(jié)果進行統(tǒng)計，包括質(zhì)量評定統(tǒng)計、優(yōu)良率變化趨勢及總體優(yōu)良率等詳細(xì)質(zhì)量評定信息。質(zhì)量BIM 模型關(guān)聯(lián)與展示如圖3 所示。

圖3 質(zhì)量BIM關(guān)聯(lián)與展示

2.2 基于GIS 可視化的工程質(zhì)量巡檢

基于GIS 可視化技術(shù)，現(xiàn)場工程設(shè)置巡檢部位庫、指定巡檢線路、巡檢人發(fā)起巡檢記錄、整改人整改后進行問題整改反饋，形成質(zhì)量巡檢問題整改的閉環(huán)管理。質(zhì)量巡檢可視化主要以坐標(biāo)為紐帶，關(guān)聯(lián)巡檢過程中記錄的各標(biāo)段巡檢問題，用特殊樣式標(biāo)記在工程地圖上。同時，以列表形式展示問題詳情、整改情況及整改前后的對比照片，以直觀統(tǒng)計圖形式統(tǒng)計問題數(shù)量、占比等信息，方便現(xiàn)場管理人員快速掌握巡檢情況。質(zhì)量巡檢可視化如圖4 所示。

圖4 質(zhì)量巡檢可視化

3 數(shù)字化質(zhì)量管理在光伏電站工程建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 項目概況

甘孜基地光伏電站項目場址位于四川省甘孜藏族自治州鄉(xiāng)城縣正斗鄉(xiāng)正斗壩子，場區(qū)大部分為中度退化草場，場區(qū)地勢開闊，地形平坦，場內(nèi)海拔高度3920 ～4280m，屬于山地地貌。場址區(qū)中心坐標(biāo)為北緯29°9′40″、東經(jīng)99°21′00″，總面積約7.2km2。場址區(qū)有已建光伏進場道路，交通較為便利，具備較好的場地和運輸條件。工程選用電池組件支架形式有平單軸、固定支架、季調(diào)支架、柔性支架等多種支架類型；組件形式有P-PERC、N-TOPCon、N-HIT、N-IBC、單玻/雙玻、大硅片、半片、三分片、疊瓦等形式。為更好地開展甘孜基地光伏電站質(zhì)量管理工作，運用智能化、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、BIM 等技術(shù)，建設(shè)一套技術(shù)領(lǐng)先、管理標(biāo)準(zhǔn)的光伏電站智能質(zhì)量管理平臺，涵蓋工程建設(shè)期的施工質(zhì)量管理，推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

3.2 甘孜光伏電站質(zhì)量驗收

3.2.1 建立質(zhì)量驗評表單庫

質(zhì)量驗評表單的電子化是甘孜基地光伏電站數(shù)字化質(zhì)量管理的基礎(chǔ)工作。根據(jù)現(xiàn)場參建單位提供的單位工程、分部工程、分項工程及檢驗工程共計164 份紙質(zhì)質(zhì)量驗評表單進行電子化研發(fā)，研發(fā)的電子化表單根據(jù)原始紙質(zhì)表單1:1 內(nèi)置在數(shù)字化管理系統(tǒng)內(nèi)，表單內(nèi)容及格式與原表單保持一致。

3.2.2 在線配置驗評表單

系統(tǒng)內(nèi)研發(fā)的每張電子表單自動生成獨一無二的二維碼，并建立完善的工程劃分表，根據(jù)每個表單適用的工程類別進行區(qū)分，以便現(xiàn)場管理人員調(diào)取相應(yīng)的質(zhì)量驗評表單進行配置。表單配置是甘孜基地數(shù)字化質(zhì)量驗評流程的第一步，在系統(tǒng)中對各工程質(zhì)量驗收所需的質(zhì)量驗評表單進行人工配置后，即可在Web 及App 端進行線上填報和下載。

3.2.3 質(zhì)量評定

甘孜基地光伏電站數(shù)字化質(zhì)量管理系統(tǒng)是國內(nèi)第一個將光伏工程從樁基基礎(chǔ)到組件、電纜橋架、逆變器安裝，送出線路及升壓站建設(shè)全過程做到電子質(zhì)量驗評的系統(tǒng)，該系統(tǒng)將164 張表單全部研發(fā)至系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化質(zhì)量驗評，大大提高了質(zhì)量驗評環(huán)節(jié)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，提升了質(zhì)量驗評效率。以光伏發(fā)電系統(tǒng)土建工程檢驗批質(zhì)量驗評為例，系統(tǒng)質(zhì)量驗評為減少現(xiàn)場質(zhì)量驗收人員的工作量，自動獲取對應(yīng)的檢驗批工程基本信息，在需要進行文本輸入的表格內(nèi)設(shè)置模板，管理人員也可自行進行編輯，在需要簽字蓋章的區(qū)域通過各管理人員上傳的電子簽章進行輸入。按質(zhì)量驗收流程快速完成線上質(zhì)量驗收流程審批和現(xiàn)場質(zhì)量驗評工作。檢驗批質(zhì)量驗評流程如圖5 ～圖7 所示。

圖5 檢驗批質(zhì)量驗評表單配置

圖6 檢驗批報驗表

圖7 檢驗批質(zhì)量驗評

3.3 甘孜光伏電站質(zhì)量巡檢

甘孜基地光伏電站質(zhì)量巡檢采用智能巡檢模式，結(jié)合App 端進行使用，系統(tǒng)通過GIS 可視化手段展示各類質(zhì)量巡檢問題及巡檢整改情況，App 端質(zhì)量巡檢包括巡檢記錄、問題整改和巡檢線路3 個模塊，在數(shù)字化系統(tǒng)中內(nèi)置甘孜基地項目現(xiàn)場地圖，并設(shè)置各子陣、塔基、升壓站等區(qū)域邊界，現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督人員通過移動端定位功能在光伏場區(qū)內(nèi)進行質(zhì)量巡檢，將質(zhì)量巡檢問題進行上傳，要求整改負(fù)責(zé)人進行問題整改，整改負(fù)責(zé)人完成質(zhì)量問題整改后，進行線上反饋，完成質(zhì)量巡檢的閉環(huán)管理。同時，系統(tǒng)根據(jù)巡檢記錄的點位自動記憶巡檢點，多條巡檢點位組合生成巡檢線路，作為后續(xù)質(zhì)量巡檢的常用路線。巡檢記錄、問題整改記錄及巡檢線路如圖8 ～圖10 所示。

圖8 質(zhì)量巡檢記錄

圖9 問題整改反饋圖10 巡檢線路

4 結(jié)語

隨著數(shù)字化、BIM 技術(shù)的高速發(fā)展，將數(shù)字化技術(shù)作為一種輔助手段進行工程質(zhì)量管理已經(jīng)成為大型光伏發(fā)電項目質(zhì)量管理的必然趨勢。甘孜基地光伏電站項目工程建設(shè)質(zhì)量管理充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢，通過工程數(shù)據(jù)中心對質(zhì)量管理的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、整理，使工程質(zhì)量管理數(shù)據(jù)實現(xiàn)線上流轉(zhuǎn)，打破了傳統(tǒng)管理模式下的“數(shù)據(jù)孤島”，促進各參建單位之間的溝通協(xié)調(diào)，極大地提高了大型光伏項目現(xiàn)場的質(zhì)量管理水平，在EPC 模式光伏電站建設(shè)管理領(lǐng)域起示范作用，有助于數(shù)字化質(zhì)量管理模式在電力行業(yè)乃至其他行業(yè)推廣應(yīng)用。