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第6章风电场的建设、运行、维护及管理6.1风电场的建设6.1.1风电场的场址选择6.1.1.1风能资源的评估论述测风的方法、内容和必要性6.1.1.2宏观选址风电场的宏观选址是该场是否能良好运转和可持续发展的决定因素，宏观选址首先要收集该地区的气象资料，包括风速、温度、雷电飓风等灾害发生频率等。其次对地形、环境、电网等外部条件了解后根据以下条件判断是否可以在该区域建设风电场。1）风资源良好，即年平均风速高，风频分布较好，风向基本稳定，湍流强度较小；2）温度常年在-20℃至+30℃之间，超出该温度范围的时间越短越好；3）避开灾害天气频发地区，雷电飓风的出现会严重损害叶片等风机主要部件，地震多发地带不能考虑建场，结冰及沙暴的频繁出现会大大降低风机的使用年限，结冰可能威胁运行人员及附近居住人群的生命安全；4）对环境影响较小，避开各级自然保护区，尽量避开鸟类迁徙路线，尽量避开森林及树木茂密地区并尽量减少破坏植被；5）接网的可行性，附近是否有一次变电站，是否留有足够余量，尽量减少接网投资；6）地理位置交通方便，要充分考虑吊车和风机各大型部件的运输，同时要远离居民区，考虑噪声和闪烁污染与最近居民的距离不小于350米；7）地形及地质条件尽量选择地势较高，高差变化不大的区域以保持风机长期稳定运行，应对地质条件进行初步了解，尽量选择地耐力大于250kpa；8）尽量选择湍流强度小于12%的区域以提高风机效率和使用寿命；6.1.1.3微观选址微观选址是在宏观选址所选定的区域中如何布置风力发电机组，以达到最大发电量，取得最大的经济效益。因此微观选址在风电场建设中起着非常重要的作用。下面介绍目前使用的几种软件：1）WAsP该软件是丹麦国家风能实验室风能应用开发部开发的风能分析处理软件，主要用于对某地风能资源进行评估，其主要功能如下：风能数据的统计分析；风功率密度分布图的生成；风气候评估；风力发电机组年发电量计算；风电场年发电量计算；2）WindFarmer该软件是由WINDOPS公司研发，对PARK进行了改进完善和补充，其主要功能如下：对风电发电机组选址进行自动优化；确定风力发电机组尾流影响；对水平轴风力发电机组性能进行分析比照；确定并调整风力发电机组间的最小分布距离；分析确定风力发电机组噪声级；对风力发电机组噪声分析及预测；排除不符合地质要求、技术要求的地段和对环境敏感地段；完全可视化界面；财务分析；计算湍流强度；计算电气波动及电耗。以上两个软件各有所长，WAsP优势在于风数据处理方面，而且它与目前国内测风数据格式相同，使用方便；而WindFarmer的优点在于它能对某区域的风机布置进行优化比选，确定最佳方案以获取最大发电量，其自动优化功能还适用海上风电场；目前国内流行将以上两软件组合使用，即使用WAsP对风数据进行处理，用WindFarmer进行优化比选。近期WindPro也开始在国内风电领域使用。风的流动及扰动在国内乃至世界都处于进一步研究中，不论用什么软件所计算得出的结果与安装风机后实际发电情况都有一定的差距，所以微观选址中在依据软件的同时，也应根据经验具体问题具体分析，某些情况软件选取的风机点位是不可行的。根据具体情况还应考虑以下几方面：1）选择地势高且较为平坦地区，周围3公里内不要有高差超过50米的障碍物，尤其主要是主导风向的风源方向；2）尽量将风机布置在垂直于主导风向的山脊上，如有必要可以不必遵循列距5倍、行距8倍直径的布置原则，尽量在该山脊上多布置风机以获取更高的风能；3）在较高的山脊上布置多台风机时一定要考虑雷电影响，不论任何风机的避雷系统都不能彻底避免雷击，最好在最高处安装除风机外单独的避雷系统；4）在丘陵地带，在可能的情况下尽量将风机布置在最高处，以获得最大风能；5）在选择风机点位同时，必须考虑吊车安置位置和吊装半径。6.1.2项目建议书项目建议书是项目初始阶段对投资机会的研究，是国家相关的项目核准部门对项目选择和核准的依据。项目建议书主要包括以下内容：1）说明项目必要性和依据，提出背景、拟建场址地点及项目远期规划，介绍业主公司情况等；2）介绍风资源情况、自然条件和社会环境，初步拟定装机容量、上网电量预测和接入电网情况等；3）根据项目具体情况，比如风资源、气候、地质、安装条件及风机供应商情况，提出几个供比选方案，并明示推荐方案；4）根据具体情况做出投资估算，并说明资金来源及比例；5）列出工程进度计划，例如项目核准、设计、设备采购、基础和附属设施施工、安装及调试运行等；6）经济效益的初步估算，包括收入、总成本、内部收益率、资本金收益率、财务净现值、税金、贷款偿还方式和期限等；7）环境影响的初步评价。6.1.3项目的可行性研究可行性研究是对批准的项目建议书的进一步细化，从机组选型、风机布置，接入系统、施工方案、投资概算和财务分析等进行落实，其主要内容如下：1）总述部分提供项目依据，包括批准的项目建议书、区域电力发展规划、接网情况，陈述主要设计原则。2）收集风场至少一年以上的风资源资料进行分析处理，绘出轮毂高度的风向玫瑰图，给出年平均风速、极限风速、风能密度、湍流强度、极限温度、雷电、地震、飓风等情况；3）地质勘测通过钻探给出地耐力，了解场址处地震烈度及边坡的稳定性，测量风机初选点位的土壤电阻率；4）场址选择依据风资源、地势、接网、施工及安装条件等论述选址方案，并提供1：10000和1：50000地形图。5）机组选型、机位优化和发电量估算根据该风场风资源等具体情况及风机市场供应情况给出比选方案，并推荐最佳方案；参照选址原则和软件计算结果及环保要求推荐风机点位布置方案；计算各方案发电量并根据具体情况进行修正。6）电气部分因接入系统部分有单独的可行性研究及批复，在节中只做简单介绍，本节应着重论述变电站及场内输变电设计方案和计量方式等。7）土建工程内容主要包括两方面，一是场区内风机基础和箱变基础设计工作，其中风机基础如采用国外进口风机设备一般来说只需要设计的翻译和转换，国内设备一般由生产厂直接提供；二是接网工程的变电所及场区道路和输电线路基础设计。8）环境影响评价主要针对施工期及建成后对环境影响的预评估，因环境评价需相关管理部门所认定的专业机构进行专项设计及审批，在此不必详细论述。9）施工组织设计应提出管理机构设置和相关人员培训方案，设计工程总进度和各子工程施工进度计划，需要的大型施工设备及施工条件。10）工程投资估算包括总估算表、设备及安装工程估算表、土建工程估算表、其他费用估算表和接网工程估算表等；总估算表主要内容应包括接网工程、风机、关税和增值税及代理费（进口）、塔筒制造、场区变电站、箱式变电站、风机基础和箱变基础、场区内输电设施、施工和安装场地平整、征地、林地补偿、道路、临时电源、环保、招标、监理、勘测设计、其他费用等。11）财务评价该章节是投资者最关心的部分，是从项目的角度，用现行动态价格和财务税收相关规定，做出总投资估算、经营成本和收益。计算投资回收期、财务内部收益率、投资利润率、上网电价等财务指标，评价本项目的可行性，并进行敏感性分析。其主要内容包括经济效益、固定资产投资估算、总成本费用表、损益表、还本付息表、财务现金流量表（全部）、财务现金流量表（自有）、资金来源与运用表、资产负债表、敏感性分析等。6.1.5项目的核准在进行可行性研究报告的同时，应着手完成以下工作1）接网的可行性研究设计及批复2）土地压覆和地质灾害评估报告及批复3）调整当地土地规划召开听证会4）主管部门土地使用承诺函5）环境评价及审批6）水土保持报告7）安全预评价8）物价部门承诺9）水资源评估10）职业卫生11）文物12）电力部门收购承诺13）银行贷款承诺14）城建、规划部门审查意见以上文件落实后，如果装机容量在50MW以下的须召开专家论证会，由省级发改委核准；50MW以上的项目由省级发改委初审后报国家发改委核准。6.1.6风机选型在项目核准后项目建设最重要的环节是风力发电机组选型，是风电公司是否能长期稳定运行，达到预期效益的关键。目前国内外风机种类繁多，而型号选择却没有参照标准，以下为风场投资者提供一些选型原则仅供参考。要选择风机首先要了解自己所选风场是哪一类风场，下表为目前风电行业风场的几种划分标准：风区的划分标准各类标准平均风速（m/s）年最大风速（m/s）最大阵风（m/s）50年最大风速（m/s）50年最大阵风（m/s）高度40m50m60m40m50m60m40m50m60m40m50m60m40m50m60mDIBt(德国标准)Ⅰ4.434.594.7224.2725.1525.8933.0833.9034.5930.3331.4432.3741.3542.3843.23DIBtⅡ5.535.735.9027.5628.5729.4136.9037.8238.5834.4535.7136.7646.1247.2748.23DIBtⅢ7.748.038.2631.9633.1234.1042.6843.7444.6239.9541.4042.6253.3454.6755.78DIBtⅣ8.859.179.4436.7538.0939.2147.7148.8949.8845.9447.6149.0259.6361.1262.35IECA标准AⅠ10.0037.5052.5050.0070.00IECAⅡ8.5031.9044.6042.5059.50IECAⅢ7.5028.1039.4037.5052.50IECAⅣ6.0022.5031.5030.0042.50TKⅠ(GL标准)10.0040.0056.0046.5065.10TKⅡ8.5034.0047.6039.5355.34TKⅢ7.5030.0042.0034.8848.83TKⅣ6.0024.0033.6027.9039.10上述风区的划分原则可以使建设人根据本风场的风资料对号入座。目前市场风力发电机组主要有定桨、变桨、直驱、半直驱等几类，国内生产厂商情况及技术参数见下表：生产厂商机型叶片直径（m）切入风速（m/s）额定风速（m/s）切出风速（m/s）生产厂所在地VestasV52-850V80-200052804415152525天津GamesaG52-850G58-8505258431513.52521天津GEGE-1.5slGE-1.5s7770.53.5412122025沈阳SuzlonS64-1.25S88-2.164883.5414142525天津华创风能SUT-150070.53.51225沈阳金风70/150048/7507048.43312142524新疆恩德N60-13006041525东营大众SL1500/70SL1500/7070.4773312112520大连在选择风机前首先根据风区的划分标准确定风场是那一类，一般常用IECA标准划分，总的原则Ⅰ类和Ⅱ风场尽量采用低扫风面积，高切出风速的风机；Ⅲ类和Ⅳ类最好地区最好使用高扫风面积，低切出风速的风机。除以上数据以外，还要了解风机的生存风速，在滨海地区、海上风场和飓风多发地区尽量选择生存风速高的风机以保证风场的长期稳定运行。还有一个重要指标即湍流强度，也叫紊流系数，是风向和风速变化的表象，在选择设备时该参数是非常重要也容易被忽视，在高山地区、起伏较大的丘陵和滨海地区湍流一般多大于12%，如果设备要求的湍流强度小于12%，将给以后的风机运行带来重大安全隐患。同时还要充分考虑设备的可靠性、交通运输、安装、当地温度变化范围等条件，经招标比选，最终确定设备。有些建设单位招标过程中评标办法过分强调按功率曲线计算出的度电成本，这种方法是不可取的，原因如下：1）不同国家和区域验证功率曲线的标准不同，同样风机得出的曲线因标准不同都会产生差异；2）同样标准下不同的噪声等级会产生不同的功率曲线；3）不同的环境温度和空气密度也会产生不同的结果；4）要考虑风机的应用范围，不适用的功率曲线是没有价值的；5）风机实际可利用率没有一个固定数值，该种算法基础就不成立；6.1.7风力发电机组的采购合同通常国际风机采购合同主要包含以下章