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摘要：“光伏+高速公路”模式的提出对响应“双碳”目标和优化能源结构具有重要意义，由于高速公路场景复杂、车流量大，该模式对安全性要求更高，尤其要考虑高速枢纽等特殊场所的安全需求以及光伏系统眩光对行车安全的影响，构建“高速公路+光伏”安全评估模型。本文以长株高速分布式光伏项目为对象，从人员-设备-环境-管理四个维度，结合交通场景特点构建安全评价指标模型，运用层次分析法确定各指标因素的权重及排序，将模糊综合评价法应用于各指标因素的安全评价。结果表明长株高速分布式光伏项目的综合安全状况较好，其中眩光安全性为较好及以上隶属度达0.7，对行车安全性影响较小。本研究旨在填补我国目前关于高速公路光伏项目安全评估的空白，推进光伏项目在高速公路的广泛应用，助力绿色高速公路建设，助力“双碳”目标的稳步实现。

关键词：安全评估; 模糊综合层次法; 高速光伏项目; 评价指标

1引言

“双碳”目标提出促使光伏行业迅速发展，光伏发电项目的装机容量不断增加，同时建设形式也呈现出多样化的趋势。“光伏+高速公路”模式鼓励在服务区、边坡等公路沿线合理布局光伏发电设施，并将其与市电等进行并网发电。但与常规分布式光伏项目相比，该模式面临着独特的安全挑战。高速公路车流量大、行车速度快，光伏发电设施不仅要与行车道、桥梁等基础设施紧密结合，确保道路正常运行和交通安全，还要应对复杂的交通场景，如大面积用地限制、地质地形不均匀以及高速行驶车辆带来的潜在风险。此外，光伏系统产生的眩光、电磁辐射等问题，也可能对驾驶员视线和行车安全产生影响。因此，在实施“光伏+高速公路”模式时，需要建立更加完善的安全评估系统，充分考虑交通和能源设施之间的相互关系，确保光伏发电设施与高速公路基础设施的协同安全运行。

本文提出应用模糊综合层次法，基于人员-设备-环境-管理四方面不安全因素，考虑高速枢纽等更复杂、车辆多的场所对光伏系统安全性的影响以及光伏项目对高速枢纽的行车安全的影响，构建“高速公路+光伏”安全评估模型。将其应用于长株高速黄花枢纽分布式项目安全评估，旨在填补多能耦合安全评估空白，推进光伏项目与高速公路结合的广泛应用。

2 高速公路+光伏项目安全运行层次分析研究

2.1技术路线

本文拟采取的研究技术路线如图1所示。首先，结合相关指标筛选和评价体系构建的原则，构建安全评估指标体系。然后，将层次分析法运用到高速公路分布式光伏系统的安全评价的研究中，将各项指标因素按特征联系，确定各因素层次并构建一级指标和二级指标判断矩阵，通过各个层级评价指标的相对重要性比较，确定各指标因素对“光伏+高速公路”安全评估的权重，并对其进行CR一致性检验。接着，利用模糊综合评价法根据模糊数学的隶属度理论将定性评价转化为定量评价，确定和指标因素的安全水平；最后，将层次分析法与模糊综合分析法相结合构建安全评估模型并应用于评估长株高速黄花枢纽分布式项目安全水平，提出相应的安全对策。

2.2 评价指标体系建立

为构建一个综合、有效的高速公路分布式光伏安全评价体系，需遵循系统性原则、目的性原则、科学性原则、可操作性原则、突出性原则、可比性原则和定性定量相结合原则。相关原则之间的关系如图2所示。高速公路光伏系统安全评估过程中，需全面分析反映系统安全水平的指标项，分清主次，重点突出可能造成重大安全事故的危险源和不安全因素，确保均可通过量化计算的方式得到指标的数据信息，真实反映出长株高速黄花枢纽分布式项目安全水平。

考虑到长株高速黄花枢纽分布式项目特性，在评价指标建立时需考虑以下几点因素。1、人员因素。评估时需考虑运维管理人员的专业素质及应急救援能力。2、设备因素。评估时应充分考虑了其磁辐射和眩光的影响。光伏设备反射出的眩光是指光源投射到物体上后反射至眼睛的光线，此种眩光可能会给驾驶员带来轻微的精神涣散或不适感，进而导致视觉疲劳，从而影响行车安全。3、环境因素。需考虑到匝道内部地块存在较高的落差，光伏组件所占用的空地可能会影响匝道内的排水情况。如果排水不畅，可能导致积水堆积，增加了道路湿滑的风险，进而影响到车辆的安全行驶。此外，水冲刷也可能会对匝道路面造成损坏，进一步影响道路的使用寿命和行车安全。4、管理因素。需综合考虑隐患排查治理和应急预案等情况，包括交通事故撞击后产生的安全风险，即是否有针对碰撞光伏后电极外漏的火灾风险、光伏玻璃碎片对司乘人员的二次伤害等风险因素的隐患排查与应急预案。因此，基于“人-机-环-管”的不安全模型，结合实地考察并广泛征求相关领域专家意见，构建出高速公路分布式光伏系统的安全评估指标体系层次图（如图3所示）。人员因素、设备设施因素、环境因素、管理因素构成了高速公路分布式光伏系统安全评价指标体系的4个一级指标，各一级指标下分别设有二级指标，共14个，如表1所示。

2.3 应用层次分析法确定指标因素权重

采用层次分析法将系统安全评估的定性指标，通过评价体系分解、重要性判断和归一化处理，量化系统的“人-机-环-管”四大不安全因素。首先构建准则层判断矩阵，分析人员因素、设备设施因素环境因素和管理因素的权重，经计算可得最大特征根为4.0731，CR=0.0274＜0.1，满足一致性要求。分析可得，设备设施因素和人员因素在评估高速公路分布式光伏项目安全评估中所占比重较大。

3 高速公路光伏项目模糊综合评价研究

3.1 单隶属度确定

高速公路分布式光伏系统的安全评价指标通常为定性的，为了科学、方便地进行安全评价，采用调查问卷的方式。针对安全评价指标，使用模糊语言描述，例如“好，较好，一般，较差，差”评估安全状况，采取6名专家打分并采用比值法计算评价指标的隶属度将定性指标定量化。

关于高速公路光伏安全评价人员因素指标检查如表2所示，运维人员的专业技能水平分为学历和资质、运维与故障处理能力、工作经验和安全管理和规范遵循能力四方面进行考量。运维人员的应急救援能力则从救援技能和专业知识、团队合作能力、应急反应和决策能力与应急预案执行能力进行分析。安全意识主要考虑劳保用品佩戴和安全规章制度遵循等方面。

关于高速公路光伏安全评价设备因素指标检查，其中主要关注光伏系统眩光对行车安全的影响。

关于高速公路光伏安全评价环境因素和管理因素指标检查如表3和表4所示，排水设计主要从排水系统规划、设施完整性、监测与维护以及运行效果评估。光伏+高速应急预案评估则从完备性和详尽性、实用性和可操作性、应急演练与培训和预案的编制与更新四方面评估。

3.2 模糊综合评价

根据指标层权重和单隶属度可得高速公路光伏项目的综合评价结果。

根据最大隶属度原则，得出结论为：长株高速公路分布式光伏项目综合安全状况隶属于较好。

4 评价结果分析及安全对策

利用层次分析会和模糊综合法相结合构建“高速公路+光伏”安全评估模型，结果可知光伏设备设施因素对系统安全状况影响权重最大，而在长株高速公路分布式光伏项目安全状态评估中，设备设施因素安全度为较好及以上的隶属度可达0.79以上，但在设防护遮栏及屏蔽装置中稍显不足。光伏电池板通常由玻璃、硅等材料制成，高速公路上行驶的车辆可能会产生飞石、撞击或其他外力冲击，这可能导致光伏板破损或摧毁。设置设防护遮栏可以防止外部物体对光伏板的直接接触，减少损坏的风险。排水不畅问题可能导致道路沉降、坑洼甚至破裂，影响道路使用寿命和行车安全。通过及时检查和维修排水系统，可以防止这些问题的发生，保护道路基础设施的完整性和稳定性。定期监测和维护排水系统，也能够减少水患对光伏设备的影响，延长设备寿命，确保系统的可靠性和稳定性。

5 结论

“光伏+高速公路”模式为高速公路领域提供了可靠的能源供给方案，促进了生态环境保护和可持续发展，具有重要的战略和经济意义。长株高速作为重要交通枢纽，光伏项目的建设和运营需确保不影响交通秩序和道路安全。因此，结合长株高速光伏项目的实际情况，客观、合理地选择评价指标，构建高速公路和光伏多能耦合系统的安全评估体系。主要结论如下所示：

1）对高速公路光伏项目安全运行采用层次分析法进行分析，得出影响高速公路光伏项目安全运行的因素权重及排序，结果表明影响系统安全性因素中系统的防雷接地保护、运维人员的专业技能水平和电气设备可靠度影响权重较大，应注重确保防雷接地保护系统的有效性，提升运维人员的专业技能水平，并选用品质可靠的电气设备，以确保高速公路光伏项目的安全运行。2）运用模糊综合评价法对评价指标进行更详细的划分，采用比值法确定各评价指标的隶属度，并通过模糊计算，确定长株高速公路光伏项目的综合安全状况隶属度为较好。3）针对评价结果，结合长株高速光伏项目的实际情况，提出提高系统安全性的对策，可进一步设置屏蔽装置以消除眩光的影响，提高行车的可见性和安全性，以及加强对排水系统的监测与排查，保护道路基础设施的完整性和稳定性。