風力發電工程項目研究設計與開發論文(更新版)

　　

【正文】 二、風資料處理 收集的風電場場址處測站需有一年以上的測風資料，有效數據不宜少于收集期的 90%。 一、 風電場項目可行性研究的意義 預可行性階段設計對風電場項目的總概念已了解：預可行性階段對風資料進行初步的分析和處理，并進行了發電量的估算；對風電場接人電力系統的接線和風電場的主接線、風電場的建設條件也作了初步述說；根據預可階段設備初步選型和土建的工程量的初步估算，進行了風電場項目工程的投資估算和財務初步計算。 二、項目建議書的編制重點 項目建議書作為提出項目供國家挑選的建議性文件，其內 容應重點突出，層次分明，切忌繁瑣。 ，并說明外匯收支的安排。 ，要著重說明項目建設的必要性，當地的電力需求、電網及風能資源條件，擬建風電場的裝機容量，年發電量估算，初步分析電力銷售價格。如自然資源、植被生長影響、水源是否污染、廢氣廢渣排放量、噪聲影響和自然景觀等內容進行分析。 4. 投資估算和資金籌措設想 1）投資估算可根據掌握數 據的情況，可進行詳細估算，也可以按當前風電單位千瓦造價進行估算。 、建設地點及風能資源情況 1）產品的市場預測，即風電場發電量銷售預測。 項目建議書的結論是否值得做進一步的研究工作，其批準也不意味著是對項目的決策。從總體上看，項目建議書是屬于定性性質的，與可行性研究相比，項目建議書以下幾個主要特點： 提交項目建議書的目的是為了建議和推薦項目，因此，它只是對項目的一個總體設想，主要是從宏觀上考察項目的必要性，分析項目的主要建設條件是否具備，研究有沒有價值投入更多的人力、物力、財力，并為進一步深入的可行性研究提供有利的依據。國家對風電場項目，尤其是大中型風電場項目的比選和初步確定又是通過審批風電場 項目建議書來進行的。 二、 WindFarmer 軟件 風電場設計和優化軟件 WindFarmer（ WindFarmDesign＆OPtimizati*****oftware）是由英國自然能源公司和 GarradHassan公司聯合組成的合資軟件公司 ———WINDOPS 有限公司開發。 5）計算系數輸入 除上述 4 項輸人數據外，在 WAsP 計算分析過程中還要輸入各種計算系數，如換算系數、補償系數、場地參考坐標等，由 WAsP 運行人員按要求根據實際情況確定。在勘察無法進行的情況下，需要提供詳細描述本地區的地圖來確定 粗糙度及其等級值。根據需要，也可以將風向扇區劃分為 16 個。主要為風速（ m/s）、風向（ 176。沒有風能資源分析評估，或者錯誤地分析當地風能資源，風能利用率和經濟效益就不會達到預期的目的，甚至可能造成重大經濟損失。 對平坦地形當盛行主風向為一個方向或兩個方向且相互為反方XX 本科畢業設計說明書 10 向時，風力發電機組排列方式一般為矩陣式分布。由于海面磨擦阻力比陸地要小，在氣壓梯度力相同的條件下，低層大氣中海面上的風速比陸地上要大。相對于風來說展寬很長的山脊，風速的理論提高量是山前風速的 2 倍，而圓形山包為 倍，這一點可利用風圖譜中流體力學和散射實驗中試驗所適應的數學模型得以認證。因此選址時需考慮到用戶的要求。這種影響在總的風能資源分區圖上無法表示出來，需要在大的背景上作進一步的分析和補充測量。尾流擾動高度可以達到障礙物高度 的 2 倍。所以在選址時要充分考慮這些因素。因此，風電場選 址對于風電場的建設是至關重要的。而對大型風電場來說，這個最小距離應增至 500m。 風電場選址時要考慮所選 定場地的土質情況，如是否適合深度挖掘（塌方、出水等），房屋建設施工、風力發電機組施工等。風電場的交通方便與否，將影響風電場建設。若條件允許，風力發電機組的輪轂高度應高出附近障礙物至少 8~10m，距障礙物的距離應為5~10 倍障礙物高度。 （即主要有一個或兩個盛行主風向） 所謂盛行主風向是 指出現頻率最多的風向。 隨著技術的不斷發展，風能的開發和利用越來越被人們重視。 風功率密度越高，則該地區風能資源越好，風能利用率也 高。分月平均風速和年平均風速。有關微觀選址內容見本章第三節 “風電場微觀選址 ”。一般測風塔上測風儀數量可根據上述目的及地形確定。有關風況觀測詳細描述見第一章的第三節 “風的測量 ”。這一般通過利用收集到的該區氣象臺、站的測風數據和地理地質資料并對其分析、到現場詢問當地居民、考察地形 地貌特征如長期受風吹而變形的植物、風蝕地貌等手段來進行定性，從而確定風電場場址。本節對風能資源測量及評估過程作一介紹。XX 本科畢業設計說明書 1 風力發電工程項目研究設計與開發 第一章 場址選擇 風電場建設項目，其實施是一個較復雜的綜合過程。由此，對風能資源進行詳細的勘測和研究越來越被人們所重視。 根據風能資源普查結果，初步確定幾個風能可利用區，分別對其風能資源進行進一步分析、對地形地貌、地質、交通、電網及其他外部條件進行評價，并對各風能可利用區進行相關比較，從而選出并確定最合適的風電場場址。塔的數量依地形和項目的規模而定。 為確定風速隨高度的變化（風剪切效應），得到不同高度風速可靠的風速值，一座測風塔上應安裝多層測風儀。 場址選定后，根據地形地質情況、外部因素和現場實測風能資源分析結果，在場區內對 風力發電機組進行定位排布。以下為在進行風能資源評估及風電場選址時，所要考慮的幾個主要指標及因素： 平均風速是最能反映當地風能資源情況的重要參數。 由于風速具有隨機性，其每時每刻都在變化，故不能使用某個瞬時風速值來計算風功率密度，只有使用長期風速觀測資料才能反映其規律。 第二節 風電場宏觀選址 風電場宏觀選址過程是從一個較大的地區，對氣象條件等多方面進行綜合考察后，選擇一個風能資源豐富、而且最有利用價值的小區域的過程。 宏觀選址主要按如下條件進行： 所謂風能質量好的地區是： 1）年平均風速較高； 2）風功率密度大； 3）風頻分布好； 4）可利用小時數高。因此，在選址時，要盡量使風力發電機組避開粗糙的地表面或高大的建筑障礙物。 要考慮所選定風電場交通運輸情況，設備供應運輸是否便利，運輸路段及橋梁的承載力是否適合風力發電機組運輸車輛等。驗證地形對風電場風力發電機組出力產生影響的程度，通過考慮場區方圓 50km（對非常復雜地區）以內地形粗糙度及其變化次數、障礙物如房屋樹林等的高度、數字化山形圖等數據，還有其他如上所述的風速風向統計數據等，利用 WAsP 軟件的強大功能進行分析處理。另外，風力發電機組離居民區和道路的安全距離從噪聲影響和安全考慮，單臺風力發電機組應遠離居住區至少 200m。國內外的經驗教訓表明，由于風電場選址的失誤造成發電量損失和增加維修費用將遠遠大于對場址進行詳細調查的費用。障礙物和地形變化會影響地面粗糙度，風速的平均擾動及風輪廓線對風的結構都有很大的影響，但這種影響有可能是有利的（形成加速區），也可能是不利的（產生尾流、風擾動）。極端情況時即 bh 時，尾流區長度可達 35 倍障礙物高度 h。局部地形對風力有很大的影響。 山谷地形由于山谷風的影響，風將會出現較明顯的日或季節變化。 山丘、山脊地形的風電場 對山丘、山脊等隆起地形主要利用它的高度抬升和它對氣流的壓縮作用來選擇風力發電機組安裝的有利地形。 海陸對風的影響 除山區地形外，在風力發電機組選址中遇得最多的就是海陸地形。按標準要求，無論何種方式的排列，應保證風力發電機組間相互干擾最小化。 第四節 風電場選址軟件介紹 一、風能資源分析軟件 ——— WasP 為充分合理地使用風能，對于購買風力發電機組建設風電場的用戶而言，首先要了解當地的風能資源狀況，然后根據預計產生的經濟效益來決定當地是否適合建設風電場、購買風力發電機組是否可行以及選擇合適的風力發電機組規格（如合適的起動風速、額定風速及功率曲線等性能參數），以期最大限度地利用當地的 風能資源。可以是時間序列數據或直方圖數據表。為第一扇區，依此類推），采用國際上通用的比恩統計法（ “bin”）將風速數據歸類劃分到相應扇區 0~17m/s 的風速段（ 每一風速段為1bin， 0~1m/s 為第一風速段，依此類推）。現場實際勘察的范圍在 2km~50km 之間，地形越復雜，勘察范圍就越廣；簡單地形勘察范圍可在 20km 內進行。該輸入坐標網可以是直角坐標或極坐標，或者是等高線地圖，它們之間可進行轉換。場址及風力發電機組一旦確定，則利用 WAsP軟件的結果數據及其他有關參數作為 WindFarmer的輸人數據進行進一步分析計算，確定出風力發電機組的排布方式，計算該排布方式下及各種不同排布方式下各風速及各風向上每臺風力發電機組的發電量及風電場總的發電量，在 各種方案比較后選出風力發電機組最佳排列方案。 國家風電發展計劃最終要落實到一個個具體的風電場項目上。 二、項目建議書的特點 項目建議書是對項目的輪廓性設想，主要是從宏觀上來考察項目建設的必要性，看其是否符合國家長遠規劃的方針和要求，同時初步分析項目建設的條件是否具備，是否值得投入人力 、物力作進一步的深入研究。但對風電場的風能資源數據精度要求較高。 3）設備進口項目，還要說明國內外風電設備技術和性能差距及概況，說明進口的理由。 3）根據建設地點的風能資源、自然地理及交通條件初步選定所用的風力發電機組機型及生產廠商，簡要介紹該機型性能、參數及生產廠商的概況。 。 ，說明包括外商名稱、注冊國家、法定地址和法定代表姓名、職務和國籍 。 、構成和來源。例如，風電場項目中的輸變電線路、變電所等配套工程。可進行風電場項目可行性研究設 計階段的工作。 第二節 可行性研究的工作程序 一、 資料收集 收集資料并進行分析歸納，作為可行性研究的依據：經批準的項目建議書、地區經濟發展規劃、本地區電力發展規劃、本地區與風電場接人電力系統相適應的電壓等級的電力系統地理接線圖、待選風電場風能資料和整編后的當地氣象 站的風能資料、工程地質資料、中國地震裂度區劃圖、上網電價的初步批件、風力發電機組技術資料、本地區勞動力、工程材料（包括水泥、沙、石子）、施工用電、用水以及勞動力等的價格；融資的條件；需要 1： 1 萬的地形圖和 1： 5 萬的地形圖等資料。考慮尾流影響、當地空氣密度與風力XX 本科畢業設計說明書 20 發電機組標準狀態下的功率曲線不同的修正系數、考慮空氣湍流的影響、葉片污染的影響、風力發電機組的可利用率的影響和廠用電及其線損等能耗的因素，估算出風電場的上網電量。 風電場主接線設計根據所選的風力發電機組單機容量和出口的電壓等級，初選風電場的主接線：一機一變或多機一變；從國內外的運行經驗，一般選用一機一變。 八、施工組織設計 XX 本科畢業設計說明書 21 施工組織設計主要解決風電場所在地的對外交通運輸條件，對內設備運輸的道路設計，施工場地的平整、以及施工的工程量。 2. 建成后對環境的預評估：在風力發電生產過程中不需要燃料和水量，在生產全過程中基本不產生 “三廢 ”。這些都影響風電場項目工程投資概算。 3. 工程地質。 。 電機組的機型，以及風力發電機組廠家在投標書中提供的功率曲線利用歐洲普遍采用的 WAsP 軟件對該風電場進行微觀選址。 三、變壓器選擇 箱式變壓器的選擇根據接人變壓器的風力發電機組的容量之和，并考慮風力發電機組的超負荷的余量，同時，也需考慮風力發電機組的抗短路電流的能力（向廠家索取），也即為了降低機 端的短路電流，選擇的箱式變壓器的短路阻抗值不要過小。 架空電力線路設計可按照國標 GB500671997《 66kV 及以下架空 電 力 線 路 設 計 規 范 》， 或 電 力 行 業 標 準 DL/T50921999《 10kV~500kV 架空送電線路設計技術規程》。道路設計可按四級公路設計，如風電場作為當地旅游景點之一，可提高公路的設計標準。備案后，具備了《工程建設施工招標管理辦法》中規定的招標條件的，即可開始辦理建設單資質審查，準備施工招投標 第二節 編制 風電場建設計劃 一、 目的和內容 風電場建設單位（業主）在風電場可行性研究報告已獲批準，建設資金籌措計劃已基本落實，風電場設計已開始進行時，要盡快組織力量編制建設計劃，科學、有序地安排工程項目和有關工作高效協調進行，XX 本科畢業設計說明書 26 以控制和掌握本期風電場建設大局，落實風電場分期建設計劃和總體規劃。 [attachment=2110] 表 52 為本期風電場建設項目中風力發電機組基礎施工及機組安裝進度表。選擇監理單位，除注意其監理資質、采用的監理程序和方法外，首要的問題是其能力的高低，即其監理工作人員的本專業知識技能、經驗、判斷和創新能力及想象和預測能力，特別是總監理工程師和各專業監理工程師的能力是決定能否勝任的關鍵因素。 1. 投資控制 在建設施工前期準備階段，協助確定標底和合同造價；在施工階段審核設計變更、核實已完工程量，進行工程進度款簽證和控制索賠；在工程竣工驗收階段審核工程結算。 1）《標準條件》適用于所有工程項目建設監理委托，各個建設單位（ 業主）和監理單位都應遵守。監理單位貫徹設計意圖，核發設計文件圖紙并對設計提出優化建議，協 調處理有關設計事宜。 二 . 建設項目應具備的條件 1）概算已批準；