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文檔簡介
*****風(fēng)電場工程預(yù)可行性研究報(bào)告發(fā)證機(jī)關(guān):xx證書等級:甲級證書編號:xx目錄TOC\o"1-1"\h\z1概述 12建設(shè)的必要性 103項(xiàng)目任務(wù)和規(guī)模 114風(fēng)電場場址選擇 145風(fēng)能資源 156工程地質(zhì) 397機(jī)型選擇和發(fā)電量估算 418電氣 559土建工程 8010施工組織設(shè)計(jì) 8011環(huán)境影響預(yù)評價(jià) 8012投資估算 8013財(cái)務(wù)效益初步評價(jià) 8014結(jié)論、存在問題及建議 801概述1.1概述福建省地處我國東南沿海,省內(nèi)水利資源較為豐富,但常規(guī)能源資源中,煤炭資源貧乏,石油、天然氣尚未發(fā)現(xiàn),屬南方缺能省份之一。福建省沿海屬于全國風(fēng)能最豐富的地區(qū)之一,可供風(fēng)力發(fā)電的場址較多,發(fā)展風(fēng)電擁有得天獨(dú)厚的自然優(yōu)勢。大規(guī)模開發(fā)本省的風(fēng)能資源,有利于減少對省外一次能源輸入的依賴,并滿足能源于環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要求,實(shí)現(xiàn)能源資源的合理開發(fā)利用和優(yōu)化配置。xx縣位于福建東部海域,與xx、xx、xx三市隔海為鄰。xx縣地處臺灣海峽、海壇海峽間,由126個(gè)島嶼組成,主島海壇島娘宮與福清市東南突出部的小山東相隔僅3.5km;北接長樂海域,與白犬列島相望,南連興化水道,與南日群島對峙。全縣陸地面積371.91km2(含海涂面積62.92km2),海域面積2164km2,主島海壇島南北長29km,東西寬19km,面積267.13km2,為福建第一大島、全國第五大島。下轄潭城、蘇澳、北厝、流水、澳前、平原、敖東7鎮(zhèn);嶼頭、大練、白青、蘆洋、南海、中樓、嵐城、東庠8鄉(xiāng)???cè)丝诩s38.61萬。境內(nèi)交通以8條縣鄉(xiāng)公路為主干線形成全縣的公路交通網(wǎng)。改革開發(fā)以來,xx縣堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展,實(shí)施品牌帶動戰(zhàn)略,按照“突破基礎(chǔ)設(shè)施瓶頸,打造特色縣域經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展思路,致力于發(fā)揮海島資源和地理?xiàng)l件的優(yōu)勢,充分利用中央支持海西發(fā)展、兩岸經(jīng)濟(jì)交流合作出現(xiàn)重要的歷史性機(jī)遇和海峽大橋等重大交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目付諸實(shí)施等千載難逢的機(jī)遇,利用對臺區(qū)位優(yōu)勢和海島自然資源優(yōu)勢,全面加快交通設(shè)施以及環(huán)保、市政、水電供應(yīng)等基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè),改善城鄉(xiāng)發(fā)展基礎(chǔ)條件,發(fā)揮固定資產(chǎn)投資對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的拉動作用,夯實(shí)對臺經(jīng)貿(mào)交流先行先試的基礎(chǔ),構(gòu)建對臺開放通道,發(fā)展以海島風(fēng)光為特色的休閑旅游產(chǎn)業(yè),發(fā)揮資源優(yōu)勢,大力發(fā)展風(fēng)力、潮汐發(fā)電等清潔新能源產(chǎn)業(yè),使全縣的國民經(jīng)濟(jì)有了長足發(fā)展,綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力逐步增強(qiáng)。xx電網(wǎng)xx年全社會用電量1.70億kWh,最高負(fù)荷39.6MW,分別較上年增長21.4%和16.5%。根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃,預(yù)測xx縣電網(wǎng)最高負(fù)荷和用電量的年均增長率分別為:xx年16.5%、28.5%;“十二五”期間12.1%、13.6%。xx縣境內(nèi)主要依靠省網(wǎng)供電。充分利用境內(nèi)豐富的風(fēng)能資源,建設(shè)風(fēng)電場作為電網(wǎng)的補(bǔ)充電源,直接向當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電,有利于減輕省網(wǎng)的潮流輸送并降低網(wǎng)損,適應(yīng)區(qū)域負(fù)荷發(fā)展的需要,對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展也將產(chǎn)生積極的作用。*****風(fēng)電場位于福建省xx縣海壇島西北面蘇澳鎮(zhèn)和平原鎮(zhèn)的丘陵地帶,主要有貓頭墘山、塢眉山、虎頭山、石仔山、金母山、南營面山、龍頭山,涉及貓頭墘、忠門、龍頭、紅旗、紅衛(wèi)等村莊。每年秋冬季節(jié),西伯利亞及蒙古高壓氣流南下穿過臺灣海峽時(shí),受臺灣海峽兩側(cè)收縮作用而壓縮加速,風(fēng)力較大,風(fēng)能資源豐富,根據(jù)福建省氣象局編制的《福建省風(fēng)能資源評價(jià)報(bào)告》區(qū)劃,該地區(qū)屬于風(fēng)能資源豐富區(qū)。該場址范圍內(nèi)設(shè)立了一座70m測風(fēng)塔進(jìn)行風(fēng)速觀測,現(xiàn)已取得了一整年的觀測資料,數(shù)據(jù)顯示該風(fēng)電場經(jīng)協(xié)商福建投資開發(fā)總公司(中閩),中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司委托福建省電力勘測設(shè)計(jì)院,依據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范及相關(guān)文件,開展福建省*****風(fēng)電場預(yù)可行性研究設(shè)計(jì)工作,并于2009年1月完成本報(bào)告編制。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)(1)中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司與我院簽訂的預(yù)可行性研究勘測設(shè)計(jì)合同(2)《福建省風(fēng)電場工程前期工作管理辦法》(閩發(fā)改交能〔2005〕603號文)(3)《關(guān)于福建省風(fēng)電前期工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》(閩發(fā)改交能〔2006〕1112號)(4)《國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目前期工作管理辦法及有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知》(發(fā)改能源〔2003〕1403號)(5)《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于印發(fā)風(fēng)電場工程前期工作有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知》(發(fā)改能源〔2005〕899號)(6)《福建省風(fēng)電場工程規(guī)劃報(bào)告》(2006年5月)(7)《福建省風(fēng)能資源評價(jià)報(bào)告》(2005年8月)(8)《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》(GB/T18710-2002)(9)風(fēng)電標(biāo)委〔xx〕0001號文“關(guān)于發(fā)布《風(fēng)電場工程可行性研究報(bào)告設(shè)計(jì)概算編制辦法及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》(xx年版)和《風(fēng)電場工程概算定額》(xx年版)的通知?!保?0)《電力工程建設(shè)概算定額》(國家經(jīng)貿(mào)委2002〔15〕號文)(11)《風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》(DL/T5383-xx)(12)《風(fēng)力發(fā)電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T5384-xx)(13)《風(fēng)電場工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》(試行)(FD002-xx)(14)《風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定》(試行)(FD003-xx)1.3研究內(nèi)容本報(bào)告研究內(nèi)容包括:初步研究分析風(fēng)電場場址選擇、項(xiàng)目任務(wù)和規(guī)模、風(fēng)力資源評估、場址工程地質(zhì)初步評價(jià)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組初步選型及布置、風(fēng)電場年發(fā)電量測算、風(fēng)電場接入系統(tǒng)方案、電氣主接線、電氣二次方案、風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)及其它建(構(gòu))筑物工程量估算、交通運(yùn)輸與風(fēng)電場總平面布置、施工組織、環(huán)境影響預(yù)測評價(jià)、項(xiàng)目投資估算以及財(cái)務(wù)評價(jià)等。1.4主要研究成果1.4.1項(xiàng)目任務(wù)是使用風(fēng)能資源來生產(chǎn)可再生能源電力,并將生產(chǎn)出的電量通過購電協(xié)議(PPA)的形式銷售給下屬華東電網(wǎng)的福建省電網(wǎng)。根據(jù)風(fēng)電場址的風(fēng)資源條件和規(guī)劃建設(shè)條件,*****風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模30MW。風(fēng)電場設(shè)想以單回110kV出線就近接入規(guī)劃的110kV前進(jìn)變,送電線路長度約20km,導(dǎo)線截面選擇為185mm2。1.4.2刪除!原版本測風(fēng)數(shù)據(jù)不滿1年,才參照福清澤岐的數(shù)據(jù)。貓頭墘風(fēng)電場觀測期年平均風(fēng)速較多年風(fēng)速略大。主導(dǎo)風(fēng)向NNE、NE,風(fēng)向相對穩(wěn)定,月平均風(fēng)速變化幅度小,屬風(fēng)能資源豐富區(qū)。評估代表年離地70m高處的平均風(fēng)速為8.92m/s,計(jì)算年平均風(fēng)功率密度為748W/m2,有效風(fēng)時(shí)為7522h,全年有效風(fēng)能密度為6303kWh/m刪除!原版本測風(fēng)數(shù)據(jù)不滿1年,才參照福清澤岐的數(shù)據(jù)。1.4.3場址區(qū)域位于閩東火山斷坳帶內(nèi),無全新活動斷裂通過,屬區(qū)域穩(wěn)定區(qū),適宜建設(shè)風(fēng)電場。場地地層結(jié)構(gòu)從上而下大致為:①粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土;②全~強(qiáng)風(fēng)化黑云母二長花崗巖;③中風(fēng)化黑云母二長花崗巖等。1.4.4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擬選用變槳距、變速恒頻技術(shù),單機(jī)容量為0.85MW~2MW級,葉輪直徑約52~80m,本階段暫以2MW級風(fēng)力發(fā)電機(jī)分別為設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行風(fēng)電場布置和發(fā)電量的比較和計(jì)算。風(fēng)電場按布置15臺2MW風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),測算年發(fā)電量約82.133GWh,發(fā)電利用小時(shí)數(shù)2738;年上網(wǎng)電量78.85GWh,等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)2628,容量系數(shù)0.297。1.4.5風(fēng)電場設(shè)一臺31.5MVA(15×2MW風(fēng)機(jī))主變,設(shè)想以單回110kV出線就近接入規(guī)劃的110kV前進(jìn)變。風(fēng)電場內(nèi)擬采用一機(jī)一變,集電線路電壓等級根據(jù)風(fēng)電機(jī)組出口電壓及機(jī)組布置情況設(shè)計(jì),確定為10kV輸送電壓,推薦采用架空線與電纜敷設(shè)相結(jié)合的方式。風(fēng)電場采用兩套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),一套隨風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配套的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng);一套升壓站用的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。完成對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和升壓站電氣設(shè)備的控制、監(jiān)視、測量。*****風(fēng)電場將由福州地調(diào)調(diào)度管理。1.4.6本階段風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式均可按天然地基考慮,以①~③層作持力層。由于風(fēng)機(jī)均布置于山坡段,上下側(cè)多存在巖土邊坡,需采取放、護(hù)坡措施。每臺風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺2MW風(fēng)機(jī),邊長8.0m正八邊形,厚度2.0m;埋深4.0m,承臺中央設(shè)Φ8.0m(Φ6.25m)的圓形混凝土臺柱,臺柱頂面高出場地設(shè)計(jì)標(biāo)高300mm,臺柱內(nèi)預(yù)埋風(fēng)機(jī)塔筒埋件?;A(chǔ)承臺混凝土標(biāo)號C40,鋼筋為HPB235及為HRB335主控聯(lián)合樓建筑為二層框架結(jié)構(gòu),建筑面積約500m1.4.7*****風(fēng)電場擬安裝15臺2MW風(fēng)機(jī),所有風(fēng)機(jī)機(jī)位均布置在場區(qū)山地上。風(fēng)電場110kV升壓站擬布置在風(fēng)電場北邊,界于6#和7#風(fēng)機(jī)之間,基本處于本風(fēng)電場的中部地區(qū)。各臺風(fēng)機(jī)的施工場地就地設(shè)置,考慮設(shè)備、材料堆放和機(jī)艙、葉輪、葉片地面組裝,每臺風(fēng)機(jī)盡量地能安排55m×風(fēng)電場的交通運(yùn)輸條件基本不受限制,局部采取措施后可以使風(fēng)機(jī)和起重機(jī)械進(jìn)場;水、電、通訊等施工條件良好。風(fēng)機(jī)吊裝擬選用400噸及以上履帶式起重機(jī),分塔架、機(jī)艙、葉輪三步起吊就位。整個(gè)項(xiàng)目施工總工期初擬為12個(gè)月。1.4.8場區(qū)處于海壇島西北面蘇澳鎮(zhèn)和平原鎮(zhèn)的丘陵地帶,主要有貓頭墘山、塢眉山、虎頭山、石仔山、金母山、南營面山、龍頭山。主要為山地和既有道路用地,間有部分林地。場址所在地海壇島為國家重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū),場址距名勝區(qū)中15km范圍內(nèi)的景點(diǎn)主要有國家級旅游景點(diǎn)—石牌洋(半洋石帆),距離為5km;君山插云景點(diǎn),距離為8km;觀音墰景點(diǎn),距離為14km;仙人井(東海仙境)景點(diǎn),距離為15km。場址距國家級自然保護(hù)區(qū)-三十六腳湖自然保護(hù)區(qū)的最近距離為15km。在場址貓頭墘處有琉球國駙馬墓遺址。通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì),并在施工階段采取必要的措施,對附近居民和生態(tài)環(huán)境基本不造成影響。風(fēng)電場建成后,風(fēng)機(jī)群可以構(gòu)成一種獨(dú)特的人文景觀,反映出與自然結(jié)合的完美性。區(qū)域內(nèi)無大的環(huán)境污染源,環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀良好。依據(jù)總平面布置,場址范圍內(nèi)的風(fēng)機(jī)布置避開民房,并保持間距大于200m。環(huán)境噪聲影響不大。1.4.9不含送出配套費(fèi)用的15×2MW風(fēng)機(jī)風(fēng)電場本體工程靜態(tài)總投資為40187.31(31425.08)萬元,單位投資13395.77(14788.27)元/kW,工程動態(tài)總投資為41157.92(32184)萬元,動態(tài)單位造價(jià)為13719.31(15145.41)元/kW,其中機(jī)電設(shè)備及安裝工程占71.74(62.98)%,建筑工程占12.01(16.44)%,其他費(fèi)用占16.25(20.58)%。資本金占動態(tài)總投資20%,其余為國內(nèi)銀行人民幣貸款,貸款年利率為5.94%(按季計(jì)息實(shí)際年利率為6.07%)。流動資金按40元/KW估算,其中流動資金中30%為鋪底流動資金,70%為貸款,貸款年利率為5.31%(按季計(jì)息實(shí)際年利率5.42%)。1.4.10項(xiàng)目財(cái)務(wù)評價(jià)主要采用動態(tài)分析,按現(xiàn)行財(cái)會制度和稅收法規(guī)進(jìn)行測算。按資本金內(nèi)部收益率8.00%反測上網(wǎng)電價(jià),15×2MW裝機(jī)(或25×0.85MW裝機(jī))風(fēng)電場不含增值稅平均上網(wǎng)電價(jià)為0.6421(0.7589)元/kWh,含增值稅平均上網(wǎng)電價(jià)為0.6967(0.8235)元/kWh,全投資稅后內(nèi)部收益率6.31%。作為可再生能源發(fā)電項(xiàng)目,盈利能力和清償能力各項(xiàng)指標(biāo)合理,滿足貸款償還要求,具有一定的盈利能力,項(xiàng)目財(cái)務(wù)評價(jià)可行,但應(yīng)注意控制風(fēng)險(xiǎn),以便采取措施,防止降低盈利能力。1.4.11在*****建設(shè)風(fēng)電場符合國家提倡的發(fā)展可再生能源政策,可節(jié)約不可再生的一次能源,具有顯著的環(huán)境效益和一定的社會經(jīng)濟(jì)效益,當(dāng)?shù)卣块T也有較高的積極性。該項(xiàng)目風(fēng)能資源較好,各方面建設(shè)條件良好,具有開發(fā)價(jià)值。1.5CDM申請清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)是《京都議定書》確定的國家締約方之間開展溫室氣體減排合作的三種靈活機(jī)制之一。在清潔發(fā)展機(jī)制下附件1國家締約方通過與非附件1國家締約方合作,以提供資金和技術(shù)的方式,在非附件1國家締約方實(shí)施具有減排效果的項(xiàng)目,其所實(shí)現(xiàn)的溫室氣體減排,可由附件1國家締約方用于完成其在《京都議定書》下的承諾。清潔發(fā)展機(jī)制目的一方面,不僅為發(fā)展中國家?guī)硇碌耐顿Y,而且也帶來了先進(jìn)的符合可持續(xù)發(fā)展要求的技術(shù)和新型工業(yè)化的發(fā)展模式;另一方面,通過這種合作,發(fā)達(dá)國家可大幅度降低其在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)減排所需的高昂費(fèi)用。因此CDM項(xiàng)目的有效實(shí)施無論是對發(fā)達(dá)國家而言,還是對發(fā)展中國家而言,都是互利雙贏的。國家發(fā)改委、科技部和外交部于2004年6月30日聯(lián)合發(fā)布第10號令《清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目運(yùn)行管理暫行辦法》并開始實(shí)施,2005*****風(fēng)電項(xiàng)目的目標(biāo)是使用風(fēng)能資源來生產(chǎn)可再生能源電力,并將生產(chǎn)出的電量通過購電協(xié)議(PPA)的形式銷售給下屬華東電網(wǎng)的福建省電網(wǎng)。鑒于華東電網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍以化石燃料電廠為主,本項(xiàng)目實(shí)施將帶來很大的減排效果,可以考慮申請成為CDM項(xiàng)目。如果該項(xiàng)目能夠通過CDM的審批和注冊,可以進(jìn)一步提高本項(xiàng)目的市場競爭力,降低項(xiàng)目實(shí)施的市場和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),具體體現(xiàn)為:(1)CERS收入(除去起始和年交易成本費(fèi)用)將是項(xiàng)目的收入的一個(gè)補(bǔ)充,將為項(xiàng)目的融資提供非常有利的條件;(2)幫助和促進(jìn)了中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的成長;(3)在組裝、安裝風(fēng)機(jī)及風(fēng)電場運(yùn)行期間為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造商機(jī)和就業(yè)機(jī)會;(4)CERS的收入有助于降低本項(xiàng)目在投資,電量、上網(wǎng)電價(jià)等方面存在的不確定性,以及這些不確定帶來不利影響,提高項(xiàng)目的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。因此,本報(bào)告建議建設(shè)方及時(shí)展開爭取本項(xiàng)目申請CDM項(xiàng)目工作。
2建設(shè)的必要性風(fēng)能因其可再生、無污染等特點(diǎn),是新能源中具有極大發(fā)展?jié)摿Φ囊粋€(gè)領(lǐng)域,風(fēng)電開發(fā)還具備建設(shè)周期短、投資靈活、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。合理利用風(fēng)能,既可減少環(huán)境污染,又可減輕能源短缺的壓力,其綜合社會效益十分可觀。經(jīng)過多年發(fā)展,風(fēng)電生產(chǎn)成本持續(xù)下降,已接近具有與常規(guī)能源競爭的能力;隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,風(fēng)電還存在進(jìn)一步降低造價(jià)和性能優(yōu)化的空間。為此,風(fēng)力發(fā)電正日益受到各國政府的重視,在世界范圍內(nèi)都得到廣泛的開發(fā)和應(yīng)用,發(fā)展?jié)摿薮?。雖然福建省內(nèi)水力資源較為豐富,但開發(fā)利用已達(dá)80%以上.在常規(guī)能源資源中,煤炭資源貧乏,石油、天然氣尚未發(fā)現(xiàn),屬南方缺能省份之一。福建省地處我國東南沿海,屬于全國風(fēng)能最豐富的地區(qū)之一,可供風(fēng)力發(fā)電的場址較多,發(fā)展風(fēng)電擁有得天獨(dú)厚的自然優(yōu)勢。大規(guī)模開發(fā)本省豐富的風(fēng)能資源,有利于減少對省外一次能源輸入的依賴,滿足能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要求,實(shí)現(xiàn)能源資源的合理開發(fā)利用和優(yōu)化配置。xx年8月國家發(fā)改委印發(fā)的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,到2020年福建省建成總裝機(jī)容量200萬千瓦以上的風(fēng)電大省。xx縣境內(nèi)主要依靠省網(wǎng)供電。充分利用境內(nèi)豐富的風(fēng)能資源,建設(shè)風(fēng)電場作為電網(wǎng)的補(bǔ)充電源、直接向當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電,有利于減輕省網(wǎng)的潮流輸送并降低網(wǎng)損,適應(yīng)區(qū)域負(fù)荷發(fā)展的需要,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)我省風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)。3項(xiàng)目任務(wù)和規(guī)模3.1電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及近期規(guī)劃xx電網(wǎng)xx年全社會用電量1.70億kWh,最高負(fù)荷39.6MW,分別較上年增長21.4%和16.5%。用電結(jié)構(gòu)以第二產(chǎn)業(yè)和居民生活用電為主。xx電網(wǎng)目前僅北厝變一座110kV變電站,單臺主變?nèi)萘?0MVA。xx電網(wǎng)現(xiàn)有長江澳風(fēng)電場一期、二期裝機(jī)共106MW,接入35kV、110kV電網(wǎng)。北厝~高山單回線路停運(yùn)時(shí)對xx電網(wǎng)正常供電影響較大,電網(wǎng)供電可靠性較差;另外該線路停運(yùn)也會影響長江澳風(fēng)電場二期的送出。根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃,通過多種方法的負(fù)荷預(yù)測并綜合分析電力市場發(fā)展前景,xx縣負(fù)荷發(fā)展預(yù)測結(jié)果詳見表3.1-1。表3.1-1xx縣電力市場需求預(yù)測表(負(fù)荷MW、電量億kWh)項(xiàng)目xx(實(shí)績)xx200920102015增長率(%)十一五十二五負(fù)荷39.650.958.667.4127.616.813.6電量1.701.982.262.564.5315.812.1根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃,“十一五”期間xx電網(wǎng)規(guī)劃新建前進(jìn)變(1×31.5MVA);并將于2009年3月建成xx第二回110kV進(jìn)島線路。3.2風(fēng)電場建設(shè)的必要性及建設(shè)規(guī)模風(fēng)能因其可再生、無污染、資源分布廣泛等特點(diǎn),是新能源中具有極大發(fā)展?jié)摿Φ囊粋€(gè)領(lǐng)域,風(fēng)電開發(fā)還具備建設(shè)周期短、投資靈活、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。合理利用風(fēng)能,既可減少環(huán)境污染,又可減輕能源短缺的壓力,其綜合社會效益十分可觀。經(jīng)過多年發(fā)展,風(fēng)電生產(chǎn)成本持續(xù)下降,已接近具有與常規(guī)能源競爭的能力;隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,風(fēng)電還存在進(jìn)一步降低造價(jià)和性能優(yōu)化的空間。為此,風(fēng)力發(fā)電正日益受到各國政府的重視,在世界范圍內(nèi)都得到廣泛的開發(fā)和應(yīng)用,發(fā)展?jié)摿薮?。福建省地處我國東南沿海,屬于全國風(fēng)能最豐富的地區(qū)之一,可供風(fēng)力發(fā)電的場址較多,發(fā)展風(fēng)電擁有得天獨(dú)厚的自然優(yōu)勢,福州市沿海風(fēng)電資源豐富,大有開發(fā)利用的前景。由于福建省總體上屬缺能省份,受一次能源供應(yīng)能力的制約以及環(huán)境保護(hù)壓力的增大,今后應(yīng)采取能源結(jié)構(gòu)多元化措施,積極發(fā)展清潔能源。作為一種清潔能源,風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展既可以滿足當(dāng)?shù)仉娏ω?fù)荷發(fā)展,又有利于減少對省外一次能源輸入的依賴,從而滿足能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要求,實(shí)現(xiàn)能源資源的合理開發(fā)利用和優(yōu)化配置,符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。xx縣境內(nèi)主要依靠省網(wǎng)供電。充分利用境內(nèi)豐富的風(fēng)能資源,建設(shè)風(fēng)電場作為電網(wǎng)的補(bǔ)充電源,直接向當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電,有利于減輕省網(wǎng)的潮流輸送并降低網(wǎng)損,適應(yīng)區(qū)域負(fù)荷發(fā)展的需要,對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展也將產(chǎn)生積極的作用。根據(jù)本階段風(fēng)機(jī)選型及布置,*****風(fēng)電場裝機(jī)規(guī)模30MW,初步計(jì)劃于“十一五”末期建成投運(yùn)。根據(jù)有關(guān)專業(yè)計(jì)算結(jié)果,*****風(fēng)電場年利用小時(shí)數(shù)約2738h,年上網(wǎng)電量78.85GWh。3.3風(fēng)電場接入系統(tǒng)設(shè)想方案*****風(fēng)電場(30MW)將于“十一五”期間投產(chǎn),電力主要就近在xx電網(wǎng)內(nèi)消納。風(fēng)電場位于福建省xx縣海壇島西北面蘇澳鎮(zhèn)和平原鎮(zhèn)的丘陵地帶,主要分布于貓頭墘山、塢眉山、虎頭山、石仔山、金母山、南營面山、龍頭山等,距離xx縣城約16公里。經(jīng)初步分析,風(fēng)電場本期規(guī)劃110kV出線1回,就近接入規(guī)劃的前進(jìn)變;風(fēng)電場至前進(jìn)線路長度約20km,綜合考慮附近規(guī)劃的青峰風(fēng)電場(30MW)送出需要,本期新建導(dǎo)線截面按185mm2選擇。需要說明的是,前進(jìn)變需在目前設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上再增加1個(gè)110kV出線間隔至貓頭墘風(fēng)電場。貓頭墘風(fēng)電場接入系統(tǒng)接線示意圖見圖3.3-1。圖3.3-1*****風(fēng)電場接入接線系統(tǒng)圖4風(fēng)電場場址選擇 依據(jù)《福建省風(fēng)電場工程規(guī)劃報(bào)告》以及我省上報(bào)國家的《全國風(fēng)電建設(shè)前期工作成果(規(guī)劃報(bào)告篇)第13卷福建省》,xx縣整個(gè)縣風(fēng)力資源豐富,規(guī)劃有多個(gè)風(fēng)電場。為了加強(qiáng)項(xiàng)目儲備,確保福建省風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃的順利實(shí)施,在現(xiàn)場測風(fēng)數(shù)據(jù)已滿一年的條件下,啟動*****風(fēng)電場預(yù)可行性研究工作是必要的、及時(shí)的。5風(fēng)能資源5.1參考?xì)庀笳緓x氣象站位于xx縣城東郊,東經(jīng)11947,北緯2531,觀測場海拔高度為32.5m,距本工程場址約24km。xx氣象站為國家基本站,實(shí)測項(xiàng)目齊全,資料系列較長,觀測、整編規(guī)范,資料可靠,對于*****風(fēng)電場有較好的代表性。5.1.1xx位于歐亞大陸東南邊緣,面臨太平洋,緯度適處溫、熱帶的過渡地帶,干濕與盛行風(fēng)向因季而異,是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候。xx氣象站有關(guān)氣象要素特征值分述如下:(1)氣壓(單位:hPa)多年平均氣壓 1011.6多年最高氣壓 1032.3多年最低氣壓 969.5(2)氣溫(單位:℃)多年平均氣溫 19.7多年平均最高氣溫22.3多年平均最低氣溫17.7多年最高氣溫 37.4多年最低氣溫 0.9最熱月平均最高氣溫(7月) 30.8最近10a最大日溫差 15.7(3)濕度(單位:%)多年平均相對濕度 81多年最小相對濕度 7濕度最高月份的平均相對濕度 87多年平均水氣壓(hpa)20.0(4)降水量(單位:mm)多年年平均降水量 1220.5多年年最大降水量 1914.7多年年最小降水量 801.2多年最大1d降水量297.0多年最大1h降水量71.9多年最大10min降水量26.8多年最長連續(xù)降水日數(shù)及降水量21d,265.5(5)蒸發(fā)量(單位:mm)多年平均蒸發(fā)量 1796.6多年年最大蒸發(fā)量 2477.1多年年最小蒸發(fā)量 1543.2(6)風(fēng)速與風(fēng)向多年平均風(fēng)速(m/s)5.6全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹E,全年N、NNE、NE、ENE風(fēng)向頻率共計(jì)達(dá)65%以上。冬季以東北風(fēng)為主,夏季臺風(fēng)影響最大;強(qiáng)風(fēng)向?yàn)镹NE,頻率36%,最大風(fēng)速40m/s。(7)天氣日數(shù)多年平均雷暴日數(shù)(d)23.5多年雷暴日數(shù)(d)35從歷年年平均風(fēng)速表可以看出年際變化較?。ㄒ姳?-1及圖5-1)。
表5-1xx氣象站歷年平均風(fēng)速(m/s)年份平均風(fēng)速年份平均風(fēng)速年份平均風(fēng)速年份平均風(fēng)速19717.119815.21991520013.9197261982519924.920023.519736.419835.519935.120033.519746.619845.619944.720043.319755.819855.319954.62005419766.519865.319964.820063.919776.819874.919973.9xx419786.519885.519984.31979619895.119994.419805.81990520004.2表5—2xx氣象站代表年整體平均風(fēng)能方向頻率表風(fēng)向NNNENEENEEESESESSE風(fēng)向頻率(%)8.833.9風(fēng)能頻率(%)6.650.8風(fēng)向SSSWSWWSWWWNWNWNNW風(fēng)向頻率(%)2.33.9風(fēng)能頻率(%).2空氣密度計(jì)算根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳镜挠^測資料,按下式計(jì)算空氣密度式中,ρ為空氣密度,單位kg/m3;t為多年平均氣溫,取19.7℃P為多年平均大氣壓,取1011.6hPa;e為多年平均水氣壓,取20.0hPa。5.2風(fēng)電場測風(fēng)數(shù)據(jù)整理及分析5.為風(fēng)電場建設(shè)需要,在*****風(fēng)電場場址范圍內(nèi)投資設(shè)立了一座70m測風(fēng)塔(編號為7029)進(jìn)行風(fēng)速觀測。測風(fēng)傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀采用美國NRG公司的產(chǎn)品。7029號測風(fēng)塔的配置情況是:在70m高度安裝了2個(gè)風(fēng)速傳感器和1個(gè)風(fēng)向傳感器,在10m高度安裝了1個(gè)風(fēng)速傳感器和1個(gè)風(fēng)向傳感器,在30m、50m、60m高度僅安裝了1個(gè)風(fēng)速傳感器。測風(fēng)塔的地理位置見“測風(fēng)塔地理位置示意圖”。測風(fēng)塔地理位置示意圖測風(fēng)塔地理位置示意圖5.2.25.2.27029號測風(fēng)塔的測風(fēng)從xx年12月12日到xx年12月11日共取得10min數(shù)據(jù)52470組,數(shù)據(jù)完整率為99.57%。數(shù)據(jù)完整率基本達(dá)到《風(fēng)電場風(fēng)能資源測量和評估技術(shù)規(guī)定》中“數(shù)據(jù)完整率應(yīng)滿足≥90%”的要求。5.2.27029號測風(fēng)塔70m高度10min平均風(fēng)速在0~33.7m/s范圍內(nèi),3s瞬時(shí)極大風(fēng)速為5.2.2將7029號測風(fēng)塔10m-70m高度測風(fēng)數(shù)據(jù)輸入Windfarmer軟件進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果如下:由相關(guān)性分析結(jié)果可知風(fēng)速在所有象限的相關(guān)性系數(shù)均在0.9以上,從風(fēng)向數(shù)據(jù)上看相關(guān)性也很好。通過10m-70m的測風(fēng)數(shù)據(jù)互相印證說明測風(fēng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量很好。5.2.2對測風(fēng)塔實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢檢驗(yàn),各測風(fēng)塔風(fēng)速、風(fēng)向變化均符合趨勢判據(jù)。其他主要數(shù)據(jù)整理結(jié)果見表5-3~5-5。表5-37029號測風(fēng)塔主要風(fēng)速數(shù)據(jù)資料整理結(jié)果(xx.12.12~xx.12.11)塔號7029(70m測風(fēng)塔)年月10m3567xx128.879.8810.2210.1210.62xx110.8811.9312.2912.0812.66211.0012.3912.9012.6713.2836.687.808.238.298.7346.867.998.318.338.7056.667.798.058.178.4966.077.798.208.448.5876.307.968.368.588.8685.166.486.546.947.2097.638.878.999.229.49108.939.9410.1710.1510.52119.6810.9111.1411.0711.41127.248.548.979.059.39表5-47029號測風(fēng)塔塔實(shí)測風(fēng)能參數(shù)表(xx.12.12~xx.12.11)10m30m50m60m70m平均風(fēng)速(m/s)7.839.099.409.469.83極大風(fēng)速(m/s)35.940.13939.538.7極大風(fēng)速發(fā)生的時(shí)間xx-9-2819:30xx-9-2822:50xx-9-2820:00xx-9-2820:00xx-7-2910:10平均風(fēng)功率密度(W/m2)5127538288169157362776878437923797444656365698769007736表5-57029塔70m高處風(fēng)向頻率和風(fēng)能密度的方向分布表風(fēng)向NNNENEENEEESESESSE風(fēng)向頻率(%)2.6125.3437.516.792.190.400.220.33風(fēng)能頻率(%)1.6230.6551.623.720.160.010.000.01風(fēng)向SSSWSWWSWWWNWNWNNW風(fēng)向頻率(%)0.864.9314.932.040.710.400.350.38風(fēng)能頻率(%)0.292.878.470.400.050.030.020.095.2.3因7029號測風(fēng)塔處于林地請核實(shí),有無測風(fēng)塔現(xiàn)場照片?之中,地層風(fēng)速數(shù)據(jù)受環(huán)境影響較大,而60m高度平均風(fēng)速小于50m高度,不符合風(fēng)速隨高度的一般變化規(guī)律。因此以50m、70m高度數(shù)據(jù)為輸入,根據(jù)風(fēng)切變指數(shù)α的計(jì)算公式,得到場址測站風(fēng)切變指數(shù)α約0.163(50m-70m)。請核實(shí),有無測風(fēng)塔現(xiàn)場照片?5.2.4以貓頭墘風(fēng)電場70m測風(fēng)塔10分鐘實(shí)測數(shù)據(jù)為輸入,計(jì)算出貓頭墘風(fēng)電場址處10分鐘湍流強(qiáng)度見表5-6,根據(jù)計(jì)算可知,在高度較低時(shí)受地表影響湍流強(qiáng)度較大,根據(jù)預(yù)裝輪轂高度選擇10分鐘湍流強(qiáng)度Ir=0.105。表5-67029塔不同高度10分鐘湍流強(qiáng)度計(jì)算表高度10m30m50m60m70mIr0.1620.1240.1200.1110.1055.2.分析參考相關(guān)數(shù)據(jù)可知,xx氣象站與測風(fēng)同時(shí)期年平均風(fēng)速為3.97m/s,與其近十年平均風(fēng)速相當(dāng)。但2001年以后的7年中年平均風(fēng)速多在3.3~4m/s之間,加上考慮到近年全球氣候變暖的趨勢,初步判定場址區(qū)域的測風(fēng)年處在偏大風(fēng)年的水平。5.3風(fēng)電場代表年風(fēng)資源評估5.3將貓頭墘7029測風(fēng)塔70m實(shí)測數(shù)據(jù)與xx氣象站同期數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,得到結(jié)果如下:通過相關(guān)性分析可知,某些風(fēng)向上相關(guān)性較差,有些未達(dá)到相關(guān)系數(shù)大于0.9的要求,但在主導(dǎo)風(fēng)向上相對要好一些。5.3.2通過與xx氣象站數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,對風(fēng)電場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行長期性訂正,計(jì)算出貓頭墘風(fēng)電場70m高度代表年平均風(fēng)速8.46m/s,年平均風(fēng)功率密度為636W/m2,有效風(fēng)時(shí)為7414h,全年有效風(fēng)能密度為5390kWh/m根據(jù)計(jì)算結(jié)果,繪出風(fēng)速及風(fēng)能分布曲線、風(fēng)向及風(fēng)能玫瑰圖、風(fēng)速及風(fēng)能分布曲線、風(fēng)速及風(fēng)功率密度月變化圖、日變化圖,分別見圖5-3~圖5-9。表5-7代表年70m高處風(fēng)速和風(fēng)功率密度頻率表風(fēng)速區(qū)間(m/s)風(fēng)速頻率(%)風(fēng)功率密度頻率(%)風(fēng)速區(qū)間(m/s)風(fēng)速頻率(%)風(fēng)功率密度頻率(%)02.720134.189.5712.660.01142.998.4824.590.07152.48.3935.460.23162.088.7846.310.55170.974.8156.641.04180.412.468.152.12190.171.1879.993.96200.080.6589.525.5210.050.4299.127.3220.090.97108.559.33230.010.13116.999.93240.030.47125.6710.36>250.173.335.3.3以70m高處的代表年數(shù)據(jù)為輸入,利用風(fēng)能資源評估軟件WAsP軟件計(jì)算出不同輪轂高度處的風(fēng)速和風(fēng)功率密度,如表5-8所示。表5-8不同輪轂高度處風(fēng)資源計(jì)算結(jié)果預(yù)裝輪轂高度H代表年風(fēng)速V(m/s)代表年風(fēng)功率密度P(W/m2)55m8.2658068.5363667m8.5864870m8.6666678m8.8570980m8.89719注:1)風(fēng)速為威布爾函數(shù)擬合值;2)風(fēng)功率密度為標(biāo)準(zhǔn)空氣密度1.225kg/m3下通過擬合風(fēng)速計(jì)算的數(shù)值。5.4氣象災(zāi)害情況風(fēng)電場地處沿海,其主要?dú)庀鬄?zāi)害是臺風(fēng)(熱帶氣旋)和雷暴。5.4.1從近30年我省臺風(fēng)統(tǒng)計(jì)來看,熱帶氣旋在西北太平洋生成平均每年28.3個(gè),但在我國登陸為7個(gè)。有許多熱帶氣旋從東海轉(zhuǎn)向仍影響沿海地區(qū)及其島嶼。從我省臺風(fēng)統(tǒng)計(jì)平均每年有6個(gè)熱帶氣旋影響xx、福清區(qū)域,但由于地理位置特殊,所以風(fēng)速大多在25m/s以下,風(fēng)速大于25m/s以上每年平均約20小時(shí)。根據(jù)福建省氣象局氣象檔案館資料查詢并計(jì)算場址區(qū)域離地10m高50年一遇十分鐘平均最大風(fēng)速為39.6m/s,由經(jīng)驗(yàn)公式換算得出50年一遇極大風(fēng)速值(3秒陣風(fēng))為56.5m/s在臺風(fēng)影響下導(dǎo)致的極大風(fēng)速隨高度的變化不能簡單地用風(fēng)切變冪律公式來計(jì)算。以福建省利用聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)贈款測風(fēng)的古雷風(fēng)電場為例,一座70米高測風(fēng)塔上安裝了6層風(fēng)速傳感器,即10m/25m/40m/50m/60m/70m,2003年9月2日5:05當(dāng)臺風(fēng)影響時(shí)記錄到的各層極大風(fēng)速分別是25.59/30.95/31.72/31.72/31.72/31.72m/s。福建省其它安裝了多層風(fēng)速儀的70米、80米高測風(fēng)塔實(shí)測到的數(shù)據(jù)大多反映了同樣的情況,如本風(fēng)電場7029號70m高測風(fēng)塔記錄到的極大風(fēng)速(詳見表5-5)。因此可以得出這樣的結(jié)論,當(dāng)臺風(fēng)登陸時(shí)在離地面某特定高度以上極大風(fēng)速不會再隨高度的增加而增大,而是基本保持相同的數(shù)值,極大風(fēng)速越高,該特定高度就越低,這是符合流體力學(xué)原理的。按照上述分析,當(dāng)出現(xiàn)離地10m高50年一遇極大風(fēng)速56.5m/s時(shí),取特定高度為離地30m較為合理,利用風(fēng)切變指數(shù)α=0.14代入風(fēng)切變冪律公式計(jì)算出離地30m高50年一遇的極大風(fēng)速約65.89m/s,30m以上的高度,包括風(fēng)機(jī)輪轂高度處的50年一遇的計(jì)算極大風(fēng)速也就是65.89現(xiàn)將場址周邊地區(qū)所受臺風(fēng)摘要如下:6120號臺風(fēng)于1961年8月26日在福建的廈門到漳浦之間登陸,登陸時(shí)風(fēng)力為10級。福安、閩侯、福州、晉江、龍溪、廈門、龍巖等專區(qū)、市的32個(gè)縣出現(xiàn)8級以上大風(fēng),沿海地區(qū)出現(xiàn)12級以上大風(fēng),8月25日xx島的實(shí)測極大風(fēng)速為40m6214號臺風(fēng)1962年9月6日在福建連江登陸,登陸時(shí)風(fēng)力為11級。9月4~6日,沿海地區(qū)的大部縣市及龍巖、三明、南平地區(qū)的部分縣出現(xiàn)8級以上大風(fēng),崇武、xx、三都澳瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到或超過40m/s。6306號臺風(fēng)1963年7月17日05時(shí)在福建省連江縣登陸,登陸時(shí)風(fēng)力為10級。7月16~19晉江以北、三都澳以南沿海各縣市及個(gè)別內(nèi)陸縣出現(xiàn)8級以上大風(fēng),xx島實(shí)測瞬時(shí)風(fēng)超過40m/s。6510號臺風(fēng)1965年7月26日11時(shí)在福建省的泉州登陸,登陸時(shí)風(fēng)力達(dá)11級。在臺風(fēng)影響期間,全省大部地區(qū)均有8級以上大風(fēng)且持續(xù)2~3天,臺山、羅源、福州、惠安、泉州灣一帶26日風(fēng)力達(dá)10~11級,沿海部分地區(qū)風(fēng)力達(dá)12級以上,xx、臺山等島嶼瞬時(shí)風(fēng)速超過40m/s。7115號臺風(fēng)于7月26日16時(shí)在福建省的晉江登陸,27日在江西省消失,登陸時(shí)風(fēng)力為6級。我省沿海從25日開始受臺風(fēng)影響出現(xiàn)大風(fēng),全省有64個(gè)站先后出現(xiàn)8級以上大風(fēng),其中有51個(gè)站大風(fēng)持續(xù)2~3天,據(jù)有風(fēng)自記的臺站記錄,臺風(fēng)登陸前后的最大風(fēng)速沿海以xx和崇武為最大,均為26.5m/s。7122號臺風(fēng)于1971年9月19日17時(shí)在福建省的惠安登陸,打轉(zhuǎn)后向西南移動,20日在廈門附近消失,登陸時(shí)風(fēng)力為9級。福建沿海從9月17日開始出現(xiàn)8級以上大風(fēng),9月17~20日,全省沿海地區(qū)有23個(gè)臺站先后出現(xiàn)8級以上大風(fēng),xx站、北茭站于19日測得最大風(fēng)速為26.0m/s和24.0m/s,最瞬時(shí)風(fēng)速超過40m/s。8510號臺風(fēng)于8月23日晚9點(diǎn)多在福州市長樂縣江田鄉(xiāng)登陸,登陸時(shí)中心附近風(fēng)力達(dá)10~11級,陣風(fēng)12級。臺風(fēng)登陸后向西偏南方向移動,經(jīng)過福清、莆田、德化、大田等縣市后成為弱低氣壓,而后經(jīng)過漳平、長汀等縣進(jìn)入江西省南部。受臺風(fēng)影響,22日開始,沿海地區(qū)風(fēng)力增強(qiáng)至7~8級,陣風(fēng)9級。臺風(fēng)登陸前后xx、福清、莆田等縣市陣風(fēng)12級以上,其中福清極大風(fēng)速達(dá)42m/s,莆田達(dá)36m/s,xx39m/s,福州市區(qū)也出現(xiàn)近12級的大風(fēng)(32m/s)。福州市區(qū)街道兩旁的2000多棵樹倒伏,大風(fēng)刮斷3條35千伏的高壓電線,致使500多家工廠停工。長樂縣:災(zāi)情嚴(yán)重。23日夜間電話、廣播和輸電線路大部分中斷,部分變電站被沖毀,造成全縣斷水停電??耧L(fēng)把生長上百年的榕樹連根拔起,公路林被刮倒后阻塞交通。2.2萬畝的甘蔗有三分之一被大風(fēng)刮斷。全縣52條的通訊線路就有47條被刮斷,并燒壞3200千伏安的變壓器一臺,全縣總的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5210萬元。xx縣:長達(dá)44公里的電線受破壞導(dǎo)致全縣停電。公路、橋、涵洞沖毀嚴(yán)重,造成xx與外界的交通中斷,至25日才基本上恢復(fù)通車。北部高2米以上的公路林幾乎全部吹斷或折斷。全縣因?yàn)?zāi)損失3270萬元。莆田市:全市堤岸損壞362處,電線桿倒折321根,防護(hù)林倒伏8萬多株,南日島上的防風(fēng)林幾乎全部被大風(fēng)吹倒。寧德地區(qū):水電站13座受損,電線桿倒折650多根,全縣損失464萬元。9608號臺風(fēng)于7月24日14時(shí)在太平洋上生成,26日14時(shí)發(fā)展成臺風(fēng),于31日21時(shí)30分臺灣北部基隆市沿海登陸,8月1日10時(shí)30分左右又在福清市高山鎮(zhèn)再次登陸。登陸前一天起,我省沿海地區(qū)有18個(gè)縣市出現(xiàn)7~12級大風(fēng),福州、連江、xx、霞浦等地風(fēng)力都在11級以上,連江縣的北茭最大風(fēng)速達(dá)34m/s,7號臺風(fēng)風(fēng)雨影響尚未恢復(fù),僅隔5天,8號臺風(fēng)帶著狂風(fēng)暴雨、風(fēng)暴潮再度襲擊我省,強(qiáng)降水造成山體滑坡,海堤決口,公路塌方,使農(nóng)業(yè)、工業(yè)、漁業(yè)、鹽業(yè)、交通、通訊等受到不同程度的影響。據(jù)政府部門統(tǒng)計(jì),受兩次臺風(fēng)襲擊,全省有52個(gè)縣(市)、448個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、908.46萬人不同程度受災(zāi),全省直接經(jīng)濟(jì)損失46億元。5.4.2雷暴也是該地區(qū)災(zāi)害之一,我省雷暴特點(diǎn):內(nèi)陸多,沿海、島嶼少。根據(jù)省氣候中心統(tǒng)計(jì)資料,xx、福清一帶年平均雷暴日數(shù)為23.7天。5.5評價(jià)與建議由現(xiàn)有測風(fēng)塔的實(shí)測數(shù)據(jù)可以看出,*****風(fēng)電場的風(fēng)況很好,場址的風(fēng)力資源非常具有供規(guī)模開發(fā)利用的價(jià)值。由于現(xiàn)場地形條件十分復(fù)雜,僅有一個(gè)測風(fēng)塔難以反映整個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)力資源狀況,建議再補(bǔ)充立塔進(jìn)行測風(fēng)。本階段評估7029號測風(fēng)塔的觀測時(shí)間僅有一年的時(shí)間,獲取的xx氣象站同期數(shù)據(jù)不全且與風(fēng)電場實(shí)測數(shù)據(jù)相關(guān)性不理想,對于風(fēng)電場完整年以及多年平均風(fēng)能狀況的評估存在不確定性,建議延長測風(fēng)的時(shí)間,以取得更充分的實(shí)測數(shù)據(jù)。待可研階段根據(jù)新獲得的實(shí)測數(shù)據(jù)再修正本次風(fēng)資源評估成果。
圖5―1xx氣象站歷年平均風(fēng)速年際變化直方圖圖5-2xx氣象站多年整體平均年風(fēng)向玫瑰圖
圖5-3場址代表年70m高度處風(fēng)速和風(fēng)功率密度日變化曲線圖圖5-4場址代表年70m高度處風(fēng)速和風(fēng)功率密度年變化曲線圖圖5-5代表年70m高度處風(fēng)速和風(fēng)能頻率分布直方圖圖5-6代表年70高度風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖
圖5-7代表年70m高度處逐月風(fēng)向玫瑰圖圖5-8代表年70m高度處逐月風(fēng)能玫瑰圖圖5-9代表年70m高度處逐月風(fēng)速和風(fēng)功率密度日變化曲線圖6工程地質(zhì)6.1區(qū)域地質(zhì)據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,擬選風(fēng)電場場址位于閩東火山斷坳帶內(nèi),場址區(qū)域附近地形多為海島低山、丘陵和沖積――海積平原,地勢起伏。所在區(qū)域基巖為燕山晚期侵入二長花崗巖、黑云母花崗巖等,上部覆蓋以第四系更新統(tǒng)殘積層為主。本區(qū)無全新活動斷裂通過,屬區(qū)域穩(wěn)定區(qū),適宜建設(shè)風(fēng)電場。6.2地形地貌*****風(fēng)電場位于福建省xx縣海壇島西北面蘇澳鎮(zhèn)和平原鎮(zhèn)的丘陵地帶,主要有貓頭墘山、塢眉山、虎頭山、石仔山、金母山、南營面山、龍頭山。擬選場地主要為海島低山~丘陵地貌,山脈呈南北向展布,地形起伏,山坡上現(xiàn)遍布樹林,最大高程168米,場址東、北、西三側(cè)臨海,海岸多見巖石裸露,岸坡陡峭下切,基本無灘涂。6.3場地地層條件據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場踏勘,山坡覆蓋層主要為褐黃色~紅色殘、坡積粘性土,可~硬塑,厚度1~3米;下伏淺灰色強(qiáng)~中風(fēng)化弱片麻狀中粒黑云母花崗閃長巖(J1G)。坡體穩(wěn)定,無滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用。①粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土,殘、坡積,紅色、灰白色,可~硬塑,含少量石英質(zhì)角礫。厚度一般1~3米。γ=17~18kN/m3c=15~30kPaφ=20~30。fak=160~250kPa②全~強(qiáng)風(fēng)化黑云母二長花崗巖,灰白、淺灰色,主要成分石英、長石、黑云母,中粒結(jié)構(gòu),弱片麻狀、塊狀構(gòu)造,解理、裂隙發(fā)育,呈土狀、碎塊狀,球狀風(fēng)化嚴(yán)重。厚度一般5~10米。γ=19~21kN/m3fak=250~500kPa③中風(fēng)化黑云母二長花崗巖,灰白、淺灰色,主要成分石英、長石、黑云母,中粒結(jié)構(gòu),弱片麻狀、塊狀構(gòu)造,解理、裂隙發(fā)育。厚度大于10米。γ=22~25kN/m3fak=500~1000kPa6.4水文地質(zhì)條件場地地下水主要為深部巖層裂隙水,埋藏深,水量微弱,對基礎(chǔ)地基不構(gòu)成影響。在局部山坡段,上部覆蓋層較厚,土層中僅存在濕潤現(xiàn)象。6.5場地地震效應(yīng)評價(jià)根據(jù)建設(shè)部和國家地震局頒布的(GB18306-2001年)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》及福建省建設(shè)廳、地震局文件(閩建設(shè)[2002]37號),場址所在區(qū)的地震動峰值加速度為0.10g,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s,基本烈度為Ⅶ度。6.6地基型式及主要的巖土工程問題風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)可采用天然地基,以①~③層作持力層。因碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化~中風(fēng)化基巖埋藏淺,基坑開挖時(shí)需采取爆破方式。主要的巖土工程問題有:因基巖面起伏及球狀風(fēng)化現(xiàn)象發(fā)育,基坑可能出現(xiàn)巖、土同時(shí)現(xiàn)于基底的不均勻地基現(xiàn)象;在山坡上開挖基坑可能造成上邊坡局部坍塌,需采取放坡、護(hù)坡措施;基坑棄土如堆放不當(dāng),也易造成邊坡失穩(wěn)。
7機(jī)型選擇和發(fā)電量估算7.1風(fēng)電機(jī)組選型隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組制造單機(jī)容量大型化、型式多樣化,并迅速得到推廣和應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),兆瓦級風(fēng)電機(jī)組在全球風(fēng)電市場上已占絕對主導(dǎo)地位。同時(shí),變槳距功率調(diào)節(jié)和變速恒頻技術(shù)的應(yīng)用,使得葉片重量小,結(jié)構(gòu)相對簡單,機(jī)組的性能大大提高。兆瓦級風(fēng)電機(jī)組、變槳距功率調(diào)節(jié)和變速恒頻技術(shù)是當(dāng)今世界風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。較大單機(jī)容量的風(fēng)電機(jī)組,其安裝輪轂高度也高,可提高風(fēng)能資源的有效利用和發(fā)電量,但對設(shè)備運(yùn)輸、起吊安裝條件的要求也相應(yīng)提高。另外,由于單機(jī)容量增大,同等規(guī)模風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)臺數(shù)減少,將有效降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。根據(jù)國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化落實(shí)程度,大致可分為以下三種類型:第一類:產(chǎn)業(yè)化落實(shí)程度較好,已基本具備大批量生產(chǎn)能力的風(fēng)電機(jī)組總裝企業(yè),包括新疆金風(fēng)科技股份有限公司、華銳風(fēng)電科技有限公司、東方汽輪機(jī)有限公司、浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)力發(fā)電工程有限公司、南通航天萬源安迅能風(fēng)電設(shè)備制造有限公司、湖南湘電風(fēng)電有限公司等。第二類:已試制出樣機(jī)或已具備小批量生產(chǎn)能力的風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè),包括保定惠德風(fēng)電工程有限公司、上海電氣風(fēng)電設(shè)備有限公司、沈陽華創(chuàng)風(fēng)能有限責(zé)任公司、北京北重汽輪機(jī)有限公司、廣東明陽風(fēng)電技術(shù)有限公司等。第三類:正在開展樣機(jī)試制或整機(jī)設(shè)計(jì)工作,產(chǎn)業(yè)化工作有待進(jìn)一步落實(shí)的風(fēng)電制造企業(yè),包括保定天威風(fēng)電科技有限公司、上海萬德風(fēng)力發(fā)電股份有限公司、中國南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車研究所、無錫寶南機(jī)器制造有限公司等。第四類:已有成熟的設(shè)計(jì)制造技術(shù),正在國內(nèi)建造總部或部件企業(yè)的國外獨(dú)資企業(yè),包括:通用電氣能源有限公司、歌美颯風(fēng)電有限公司、維斯塔斯風(fēng)力發(fā)電設(shè)備有限公司、蘇司蘭能源有限公司等。本階段風(fēng)電機(jī)組選型重點(diǎn)考察三個(gè)方面。(1)單機(jī)容量。貓頭墘風(fēng)電場地處丘陵山地,風(fēng)機(jī)均布置在海拔高度約90m~160m的山上。從山下通往山頂?shù)牡缆啡绨礉M足1.5MW~2MW級風(fēng)機(jī)葉片等超長件運(yùn)輸?shù)囊笤O(shè)計(jì)建造,對山體的生態(tài)、水土將造成較大的破壞。另一方面,貓頭墘風(fēng)電場風(fēng)力資源豐富,選擇兆瓦級以上的大型機(jī)組,將使風(fēng)場優(yōu)良的風(fēng)力資源得到更有效的開發(fā)利用;同時(shí)通往場址山腳的現(xiàn)有交通運(yùn)輸條件良好,具備運(yùn)輸(2)安全等級。*****風(fēng)電場風(fēng)力資源豐富,代表年風(fēng)資源評估離地70m高處年平均風(fēng)速為8.92m/s,年平均風(fēng)功率密度為748w/m2。根據(jù)IEC61400-1對風(fēng)電場的劃分,貓頭墘風(fēng)電場屬于I類風(fēng)場,加上抗臺風(fēng)的要求,應(yīng)選擇IEC標(biāo)準(zhǔn)中的=1\*ROMANI級或相當(dāng)?shù)燃壍娘L(fēng)機(jī)。(3)功率調(diào)節(jié)技術(shù)及電氣性能。風(fēng)電場所在的xx島處于電網(wǎng)末端,近期通過110kV線路(含海纜)接入福清電網(wǎng)的風(fēng)電較集中,為了改善風(fēng)電場運(yùn)行對電網(wǎng)接入點(diǎn)的沖擊,有利于電網(wǎng)穩(wěn)定與安全運(yùn)行,宜選擇具有先進(jìn)的功率調(diào)節(jié)技術(shù),如變槳距、變速恒頻,并具有良好的有功和無功調(diào)節(jié)性能、低電壓穿越(LVRT)能力的風(fēng)電機(jī)組。綜合上述因素,本階段選出四種機(jī)型來進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,初步提出推薦意見。表7-1備選機(jī)型的主要技術(shù)規(guī)范項(xiàng)目機(jī)型一機(jī)型二機(jī)型三單機(jī)額定功率,MW1.51.52掃風(fēng)面積,m239043848.55027起動風(fēng)速444額定風(fēng)速,m/s121315切出風(fēng)速,m/s252525安全風(fēng)速,m/s(3s瞬時(shí))707070功率調(diào)節(jié)方式全變槳、變速恒頻全變槳、變速恒頻全變槳、變速恒頻運(yùn)行壽命(最小),年202020葉片材料玻璃纖維玻璃鋼玻璃纖維加強(qiáng)環(huán)氧樹脂葉片數(shù)量333葉片長度,m343439風(fēng)輪直徑,m70.57080風(fēng)輪轉(zhuǎn)速,r/min11~22,可變轉(zhuǎn)速12.2~18.2,可變轉(zhuǎn)速9~19,可變轉(zhuǎn)速變槳機(jī)構(gòu)電動電動液壓剎車系統(tǒng)葉片全順槳?dú)鈩觿x車+機(jī)械剎車盤葉片全順槳?dú)鈩觿x車+機(jī)械剎車盤葉片全順槳?dú)鈩觿x車+機(jī)械剎車盤偏航系統(tǒng)偏航電機(jī)驅(qū)動偏航電機(jī)驅(qū)動偏航電機(jī)驅(qū)動齒輪箱型式行星/斜齒輪行星/斜齒輪行星/斜齒輪齒輪箱速比0.10416702:05.702:40.5發(fā)電機(jī)型式雙饋異步發(fā)電機(jī)六級雙饋異步發(fā)電機(jī)帶繞線轉(zhuǎn)子、滑環(huán)和VCS的異步發(fā)電機(jī)電壓,kV0.69126~33(變壓器內(nèi)置,隨風(fēng)電機(jī)組供貨)頻率,Hz505050功率因素-0.95~+0.95間可調(diào),默認(rèn)值為1-0.95~+0.95間可調(diào),默認(rèn)值為1-0.98~0.96間可調(diào),默認(rèn)值為1控制系統(tǒng)PLC(可編程邏輯控制器)PLC(可編程邏輯控制器)PLC(可編程邏輯控制器)機(jī)艙重量,噸525567.5風(fēng)輪重量,噸32.4527.6637.2塔架型式鋼管型鋼管型鋼管型輪轂高度,m64.77867塔架重量(含附件),噸101.9135138圖7-1備選機(jī)型功率曲線7.2備選機(jī)型年發(fā)電量計(jì)算7.2.1布置原則和計(jì)算方法根據(jù)備選機(jī)型的功率不同選擇三種布置方案:1.5MW機(jī)型(機(jī)型一、二)20臺布置,總?cè)萘?0MW;2MW機(jī)型(機(jī)型三)15臺布置,總?cè)萘?0MW。1.5MW機(jī)型方案布置由于場地條件限制原則上考慮平行主導(dǎo)風(fēng)向不小于6倍風(fēng)輪直徑,垂直于主導(dǎo)風(fēng)向不小于4倍風(fēng)輪直徑。2MW機(jī)型方案布置考慮平行主導(dǎo)風(fēng)向不小于8倍風(fēng)輪直徑,垂直于主導(dǎo)風(fēng)向不小于4倍風(fēng)輪直徑。利用WAsP8軟件,輸入觀測站代表性測風(fēng)資料、場址的地形圖以及粗糙度、擬選風(fēng)機(jī)的功率曲線,進(jìn)行布置的優(yōu)化并模擬計(jì)算出風(fēng)電場各風(fēng)機(jī)布點(diǎn)的年發(fā)電量及其尾流損失,淘汰其中較差的布點(diǎn)或進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化,從而選定風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)位置。圖7-21.5MW機(jī)型布置方案圖7-32MW機(jī)型布置方案表7-2機(jī)型一年發(fā)電量計(jì)算表風(fēng)機(jī)編號坐標(biāo)[m]海拔高度[m]凈發(fā)電量[GWh]尾流損失[%]風(fēng)速[m/s]風(fēng)功率密度[W/m2]1#(40473560.0,2837307.0)897.1641.779.569082#(40473200.0,2836991.0)1357.5453.3810.2211313#(40473050.0,2836598.0)1106.045.918.686694#(40473110.0,2836065.0)1206.7973.589.248055#(40473870.0,2836547.0)835.9152.648.375956#(40473740.0,2836152.0)985.0086.917.84767#(40473600.0,2835758.0)1175.7458.448.56208#(40473600.0,2835410.0)1125.813.198.265699#(40473680.0,2834877.0)725.4920.937.8750010#(40473960.0,2834766.0)704.4121.767.1137411#(40473640.0,2834491.0)744.7766.687.5544212#(40473230.0,2834942.0)875.4187.798.1555113#(40473250.0,2835407.0)1145.8897.258.5663814#(40472740.0,2835439.0)1435.9236.788.6566815#(40472340.0,2835298.0)1255.0597.357.8849816#(40471980.0,2834948.0)1556.0476.878.7568217#(40471820.0,2834547.0)1586.6297.049.3182118#(40471970.0,2834047.0)1376.0134.488.5262619#(40472100.0,2833790.0)1786.2315.558.8169620#(40472500.0,2834026.0)1336.0145.458.59652總計(jì)117.927平均5.8965.198.52646表7-3機(jī)型二年發(fā)電量計(jì)算表風(fēng)機(jī)編號坐標(biāo)[m]海拔高度[m]凈發(fā)電量[GWh]尾流損失[%]風(fēng)速[m/s]風(fēng)功率密度[W/m2]1#(40473560.0,2837307.0)896.9111.429.639212#(40473200.0,2836991.0)1357.3142.8410.2811403#(40473050.0,2836598.0)1105.9734.978.877074#(40473110.0,2836065.0)1206.7082.859.468635#(40473870.0,2836547.0)835.9172.18.646526#(40473740.0,2836152.0)985.1475.688.115317#(40473600.0,2835758.0)1175.8076.698.766718#(40473600.0,2835410.0)1125.8232.498.526189#(40473680.0,2834877.0)725.4390.738.0953610#(40473960.0,2834766.0)704.4871.397.3641211#(40473640.0,2834491.0)744.9245.17.8549212#(40473230.0,2834942.0)875.4526.138.3759113#(40473250.0,2835407.0)1145.8845.758.7767914#(40472740.0,2835439.0)1435.9625.258.9173015#(40472340.0,2835298.0)1255.3215.588.2957816#(40471980.0,2834948.0)15876017#(40471820.0,2834547.0)1586.6965.399.6390618#(40471970.0,2834047.0)1376.0973.198.8368719#(40472100.0,2833790.0)1786.2984.189.1276720#(40472500.0,2834026.0)1336.0694.058.87714總計(jì)118.389平均5.9194.058.77698表7-4機(jī)型三年發(fā)電量計(jì)算表風(fēng)機(jī)編號坐標(biāo)[m]海拔高度[m]凈發(fā)電量[GWh]尾流損失[%]風(fēng)速[m/s]風(fēng)功率密度[W/m2]1#(40473560.0,2837307.0)899.181.879.579092#(40473200.0,2836991.0)1359.6643.7910.2311323#(40473050.0,2836598.0)1107.6766.648.716744#(40473120.0,2836091.0)1228.6914.099.288175#(40473870.0,2836444.0)1138.122.558.786856#(40473660.0,2835990.0)1106.737.298.065287#(40473750.0,2835597.0)1118.3131.968.867158#(40473260.0,2835417.0)1137.5917.168.626519#(40473230.0,2834949.0)887.1815.058.2156210#(40472760.0,2835538.0)1367.4477.058.5764411#(40472340.0,2835309.0)1266.3817.727.8749812#(40471990.0,2834968.0)1557.97.068.9172213#(40471800.0,2834559.0)1588.4847.329.3583014#(40471960.0,2834044.0)1377.70448.5362715#(40471880.0,2833602.0)1628.264.078.94722總計(jì)119.322平均7.9555.178.83714由計(jì)算可知:機(jī)型一理論年發(fā)電量117.927(20*1.5MW),機(jī)型二理論年發(fā)電量118.389(20*1.5MW),機(jī)型三理論年發(fā)電量119.322(15*2MW)。機(jī)型三發(fā)電效率最高,,故暫推薦機(jī)型三。7.3電量損失計(jì)算及上網(wǎng)電量除了WAsP8模型軟件計(jì)算時(shí)已考慮的尾流損失外,風(fēng)電場年理論發(fā)電量還需要作以下幾方面的修正,才能估算出風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。(1)空氣密度折減:空氣密度修正系數(shù)的計(jì)算公式為空氣密度修正系數(shù)=平均空氣密度(風(fēng)電場所在地)/空氣密度(1.225kg/m3)(2)功率曲線保證折減:根據(jù)一般風(fēng)電機(jī)組采購合同中的有關(guān)條款,該項(xiàng)折減取5%。(3)風(fēng)電機(jī)組可利用率折減:風(fēng)電機(jī)組因故障、檢修等因素不能發(fā)電而引起的電量損失。根據(jù)目前風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)、制造水平及國內(nèi)風(fēng)電場運(yùn)行、管理和維修經(jīng)驗(yàn),并充分考慮風(fēng)電機(jī)組的國產(chǎn)化率要求,風(fēng)電機(jī)組的可利用率取95%。(4)葉片污染折減:葉片表層污染使葉片表面粗糙度提高,翼型的氣動特性下降,從而使發(fā)電量下降。參照經(jīng)驗(yàn),取4%。(5)控制和湍流折減:這里的控制是指風(fēng)電機(jī)組隨風(fēng)速風(fēng)向的變化控制機(jī)組的狀態(tài),實(shí)際情況是運(yùn)行中的機(jī)組控制總是落后于風(fēng)的變化,造成發(fā)電量損失。由于貓頭墘風(fēng)電場處于丘陵地形,風(fēng)向、風(fēng)速受環(huán)境紊流的影響較大,該項(xiàng)折減取5%。(6)電網(wǎng)因素折減:由于本風(fēng)電場所處區(qū)域受電網(wǎng)送出等因素限制,可能存在限發(fā)等狀況存在,該項(xiàng)折減取5%。(7)測風(fēng)及模型軟件計(jì)算不確定因素折減:因作為計(jì)算輸入的測風(fēng)塔位置與實(shí)際布置的風(fēng)機(jī)的位置在距離、高程及地形等條件上存在較大差異,使用模型軟件進(jìn)行發(fā)電量測算的時(shí)候?qū)斐梢欢ǖ恼`差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,該項(xiàng)折減取10%。(8)場用電、線損等能量損耗:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,該項(xiàng)折減取5%。上述各項(xiàng)電量損失計(jì)算如表7-5。表7-52MW方案各項(xiàng)電量損失及其修正序號項(xiàng)目電量損失百分比,%修正系數(shù)修正電量(GWh)利用小時(shí)數(shù)模型計(jì)算值1.000119.32539781空氣密度折減0.976116.5002風(fēng)電機(jī)組功率曲線折減50.950110.6753風(fēng)電機(jī)組可利用率折減50.950105.1414葉片污染折減40.960100.9365控制、紊流等引起的損失50.95095.8896電網(wǎng)因素折減50.95091.0957測風(fēng)及計(jì)算不確定折減100.90081.985發(fā)電量折減0.68781.98527338場用電率、線損等折減40.96078.7062624上網(wǎng)電量折減0.66078.706經(jīng)上述修正后,*****風(fēng)電場30MW裝機(jī)方案總的年發(fā)電量81.985GWh,平均年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為2733;年上網(wǎng)電量78.706GWh,等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)2624,容量系數(shù)0.299,平均每臺風(fēng)機(jī)的年售電量為5.247GWh。
8電氣8.1電氣主接線8.1.1風(fēng)機(jī)出口電壓為690V,風(fēng)機(jī)出口設(shè)置斷路器,采用發(fā)變組接線方式經(jīng)風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)置風(fēng)機(jī)升壓變壓器一級升壓送出,送出電壓可考慮采用10kV或35kV,考慮到風(fēng)電場風(fēng)機(jī)數(shù)量較少(僅15臺)、分布較為集中且半徑較?。ㄗ钸h(yuǎn)一臺風(fēng)機(jī)距離風(fēng)電場控制中心升壓變電站的直線距離不到2.5km),采用10kV電壓等級輸送較為經(jīng)濟(jì),因此推薦風(fēng)機(jī)另外考慮到風(fēng)機(jī)升壓變壓器內(nèi)置在風(fēng)機(jī)塔筒上方的機(jī)艙內(nèi)且風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)下部空間較大,擬在每臺風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)下部設(shè)置一面內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的10kV環(huán)網(wǎng)柜,對發(fā)變組起聯(lián)網(wǎng)、控制和保護(hù)作用。8.1.210kV系統(tǒng)接線.110kV環(huán)網(wǎng)柜接線考慮到本方案風(fēng)機(jī)布置的分散性,若每臺風(fēng)機(jī)均單獨(dú)接入10kV配電裝置,將會增大投資,由于風(fēng)電場在系統(tǒng)的重要性等級不高,因此可以考慮將風(fēng)機(jī)按照地理位置進(jìn)行分組,多臺風(fēng)機(jī)通過10kV環(huán)網(wǎng)柜和集電線并聯(lián)分組后再接入控制中心10kV配電裝置。根據(jù)風(fēng)機(jī)的布置位置,擬將風(fēng)機(jī)分為3組(5臺風(fēng)機(jī)為1組),通過電纜或架空線接入控制中心10kV配電裝置,具體的分組方式在下一階段考慮??紤]到本方案的風(fēng)機(jī)均分散布置在各個(gè)山頭上,若采用電纜進(jìn)行單元集中匯流方式連接,電纜需要沿蜿蜒的盤山公路進(jìn)行敷設(shè),電纜路徑曲折且較長,投資較大;若采用架空線進(jìn)行連接,將可以沿較短的路徑進(jìn)行架設(shè),大大縮短敷設(shè)長度,而且架空線的單位造價(jià)也遠(yuǎn)低于電纜,經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢十分明顯;但是,架空線占地面積大且無法和風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)下部的10kV環(huán)網(wǎng)柜直接相連,因此不能完全采用架空線方式,部分區(qū)域還需要采用電纜連接。綜上所述,根據(jù)本方案的實(shí)際情況,推薦10kV環(huán)網(wǎng)柜的連接方式如下:按照分組情況,從風(fēng)機(jī)附近全程架設(shè)架空線路到控制中心附近,后改用電纜引至控制中心10kV配電裝置,每臺風(fēng)機(jī)的環(huán)網(wǎng)柜均采用電纜引出"T"接在以上架空線路上,連接處設(shè)置避雷器,具體的接線方式詳見“15×2MW裝機(jī)方案電氣主接線”。.2控制中心10kV配電裝置接線由于本方案控制中心10kV配電裝置僅3回進(jìn)線、1回出線,進(jìn)出線回路數(shù)較少,因此10kV配電裝置考慮采用單母線接線??紤]到風(fēng)機(jī)10kV送出線路較長,電容電流較大,因此10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式考慮采用設(shè)置1臺接地變、接地變中性點(diǎn)經(jīng)中電阻接地方式。按照無功補(bǔ)償就地平衡的原則,在控制中心10kV配電裝置設(shè)置無功補(bǔ)償裝置。經(jīng)過計(jì)算,共需裝設(shè)1組6Mvar的電容器組,電容器組采用單星形單電抗器、電抗器在前的接線方式??紤]到風(fēng)電場無功變化范圍較大的實(shí)際情況,推薦采用可調(diào)式無功動態(tài)補(bǔ)償裝置以適應(yīng)無功補(bǔ)償?shù)淖兓?,該裝置目前主要有3種類型:1.將電容器分組并設(shè)置分組投切開關(guān)的分組投切型可調(diào)式電容器組;2.串聯(lián)電抗器前設(shè)置調(diào)壓器形式的調(diào)壓器型可調(diào)式電容器組;3.采用晶閘管控制電抗器的MCR和TCR型可調(diào)式電容器組(SVC);以上三種類型均有工程業(yè)績,其中類型1最為便宜、但只能實(shí)現(xiàn)2~3檔調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)能力最差,類型2價(jià)格居中、可實(shí)現(xiàn)9檔調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)能力居中,類型3價(jià)格最高、但可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)能力最好;為了控制工程造價(jià)和實(shí)現(xiàn)多檔位調(diào)節(jié),推薦采用類型2,即串聯(lián)電抗器前設(shè)置調(diào)壓器形式的調(diào)壓器型可調(diào)式電容器組。8.1.3110kV系統(tǒng)接線根據(jù)接入系統(tǒng)資料,風(fēng)電場控制中心升壓變電站最終將以110kV等級電壓接入電力系統(tǒng)。由于本風(fēng)電場只有1回110kV出線至前進(jìn)變,因此110kV系統(tǒng)采用線路變壓器組接線方式接入電力系統(tǒng)。8.1.4場用電系統(tǒng)接線低壓場用電系統(tǒng)采用暗備用的動力中心(PC)的供電方式,中性點(diǎn)直接接地。場用變成對設(shè)置,兩臺變壓器之間互為暗備用,正常運(yùn)行時(shí)兩臺變壓器各帶一段PC母線,兩段母線之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān),當(dāng)其中一臺變壓器故障退出運(yùn)行時(shí),手動投入母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)。由于10kV配電裝置只設(shè)置1段母線,若兩臺場用變高壓側(cè)同時(shí)接在該段母線上供電將會降低場用電系統(tǒng)的可靠性,為保證供電的可靠性,考慮#2場用變的高壓側(cè)電源由場外可靠電源或施工電源引接,具體引接方式待下階段確定。8.2電氣設(shè)備布置8.2.1風(fēng)電場控制中心升壓變電站電氣設(shè)備布置風(fēng)電場控制中心升壓變電站布置在風(fēng)電場的中部,以盡量使得到各臺風(fēng)機(jī)的距離最短。主控綜合樓布置在控制中心升壓變電站內(nèi),10kV配電裝置、10kV電容補(bǔ)償裝置及10kV接地裝置均布置在主控綜合樓一層,場用380V低壓配電裝置布置在主控合樓二層的繼電器小室內(nèi)。主變靠近主控綜合樓布置、距離滿足防火要求,110kVGIS采用靠近主變壓器的戶外布置方式。8.2.2風(fēng)電場電氣設(shè)備布置10kV環(huán)網(wǎng)柜布置在風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)下部,風(fēng)機(jī)升壓變布置在風(fēng)機(jī)塔筒上部的機(jī)艙內(nèi),風(fēng)機(jī)升壓變與環(huán)網(wǎng)柜之間采用電纜連接。8.3主要電氣設(shè)備及電纜選擇根據(jù)系統(tǒng)提供的110kV系統(tǒng)側(cè)的短路電流在12~15kA的范圍進(jìn)行計(jì)算,考慮設(shè)備的通用性和一定的裕度,110kV設(shè)備短路電流水平按31.5kA考慮,10kV設(shè)備短路電流水平按31.5kA考慮。本風(fēng)電場地處海邊,環(huán)境潮濕,鹽霧腐蝕嚴(yán)重,根據(jù)福建省電力有限公司制定的《福建省電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖使用導(dǎo)則(xx年版)》,本風(fēng)電場污穢等級為e級。戶外設(shè)備考慮按e級配置,要求在額定運(yùn)行線電壓下,戶外設(shè)備爬電比距≥32mm/kV;戶內(nèi)設(shè)備爬電比距≥25mm/8.3設(shè)備及電纜選擇1)主變壓器主要參數(shù),共1臺型號:SZ10-31500/110容量:31500kVA額定電壓:115±8×1.25%/10.5kV接線組別:YN,d11阻抗電壓:Ud=10.5%2)風(fēng)機(jī)升壓變(風(fēng)機(jī)廠家配供)主要參數(shù),共15臺:型號:SCB10-2100/10,額定電壓:10.5±2*2.5%/0.69kV接線組別:YN,d11阻抗電壓:Ud=8%3)戶內(nèi)10kV環(huán)網(wǎng)柜主要參數(shù),共15臺:采用戶內(nèi)SF6全封閉組合電器開關(guān)柜內(nèi)配負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器:630A,31.5kA內(nèi)配避雷器型號:HY5WZ-17/454)戶內(nèi)10kV開關(guān)柜采用KYN型金屬鎧裝中置手車式開關(guān)柜,額定電流630A~2000A,額定開斷電流31.5kA,動穩(wěn)定電流峰值80kA。饋線回路除場用變外均采用真空斷路器,其中主變進(jìn)線以及電容器回路5)110kV配電裝置推薦采用戶外SF6全封閉組合電器,額定電流1250A,額定開斷電流31.5kA,動穩(wěn)定電流峰值80kA6)場用變主要參數(shù),共2臺型號:SCB10-100/10容量:100kVA額定電壓:10.5±2×2.5%/0.4kV接線組別:YN,d11阻抗電壓:Ud=4%7)380V場用電屏采用MNS型低壓抽出式開關(guān)柜。8)風(fēng)電場場區(qū)內(nèi)敷設(shè)的電纜擬選用ZR-YJSG22型防水、防腐的硅橡膠護(hù)套交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜,僅在控制中心內(nèi)敷設(shè)的電纜擬選用ZR-YJV22型普通的聚氯乙烯護(hù)套交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜。8.4過電壓保護(hù)及接地8.4.1防雷在110kV架空線路進(jìn)線處、10kV配電裝置主變進(jìn)線處和母線上各裝設(shè)一組氧化鋅避雷器,作為雷電侵入波保護(hù);在主變110kV中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)一只氧化鋅避雷器,作為變壓器中性點(diǎn)絕緣保護(hù);在風(fēng)電場10kV電纜的兩頭均裝設(shè)避雷器,用于限制設(shè)備和電纜所承受的操作過電壓和大氣過電壓。發(fā)變組的防雷電侵入波保護(hù)設(shè)施(如在風(fēng)力發(fā)電機(jī)升壓變10kV高壓側(cè)裝設(shè)氧化鋅避雷器等)由風(fēng)機(jī)廠家配套;不在本設(shè)計(jì)范圍??刂浦行纳龎鹤冸娬緝?nèi)裝設(shè)1支構(gòu)架避雷針作為風(fēng)電場防直擊雷保護(hù);在主控綜合樓屋面設(shè)置外露避雷帶,經(jīng)柱內(nèi)主筋引下接地,作為主控綜合樓的防直擊雷保護(hù);利用風(fēng)機(jī)葉輪裝設(shè)風(fēng)機(jī)的防直擊雷保護(hù)裝置。8.4.2接地接地網(wǎng)采用以水平接地體為主,垂直接地體為輔的復(fù)合接地網(wǎng)。接地材料采用鍍鋅扁鋼,并在較強(qiáng)腐蝕區(qū)域外加接地網(wǎng)陰極保護(hù)。8.5照明控制中心升壓變電站設(shè)有場用正常照明和事故照明系統(tǒng)。正常時(shí)均由場用電380/220V三相四線制系統(tǒng)供電,交流失電時(shí),事故照明由蓄電池經(jīng)逆變器供電。8.6電纜敷設(shè)及防火風(fēng)電場場區(qū)電纜敷設(shè)方式為直埋,過道路處采用穿管敷設(shè)。升壓變電站內(nèi)電纜敷設(shè)方式為電纜橋架敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、穿管敷設(shè)相結(jié)合。電纜防火封堵等按相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì),在配電裝置室、繼保室、主控綜合樓等電纜入口處以及電纜溝分支、分段處均應(yīng)采用防火封堵。8.5電氣控制、監(jiān)視、測量和保護(hù)8.5.1主控制樓設(shè)置主控制樓以布置電氣二次設(shè)備。8.5.2控制、監(jiān)視和測量風(fēng)力發(fā)電場采用兩套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。隨風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配套的一套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制、監(jiān)視、測量;風(fēng)力發(fā)電場場內(nèi)配置的一套站用的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),完成對升壓站電氣設(shè)備的控制、監(jiān)視、測量。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的輸出按系統(tǒng)規(guī)約與升壓站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接口。全廠控制采用分布式雙機(jī)熱備、冗余配置綜合自動化系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是隨風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成套供貨的。8.5.3計(jì)量接入系統(tǒng)的110kV線路采用計(jì)量關(guān)口表。8.5.4測控、保護(hù)裝置風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保護(hù)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)配置并成套供貨。其他變壓器、10kV線路、10kV電容器組等配置微機(jī)型保護(hù)。10kV線路及電容器組的測控保護(hù)裝置,均布置在相應(yīng)的開關(guān)柜內(nèi)。防誤操作采用
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