風力發電工程項目研究設計與開發論文(留存版)

　　

【正文】 79] 3）地面障礙物數據輸入地面障礙物如建筑物、防風帶等對風速、風向產生的衰減影響與障礙物到測風點的距離以及障礙物和測風點的高度XX 本科畢業設計說明書 12 有密切關系；另外，還與障礙物的孔隙度有一定關系。WindFarmer 軟件對 PARK 軟件進行了改進完善和補充，主要用于風電場優化設計即風力發電機組微觀選址。 項目建議書階段是投資建設的第一步，這時還難以獲得有關項目本身的詳細的經濟、技術、工程資料和風能資源數據。說明當地電網容量、用電量需求及電網品質，初步分析發電量銷售方向及銷售價格，并出具當地電網管理部門同意電量上網的意向函。 二、外商投資風電場項目建議書的主要內容 外商投資風電場項目，其項目建議書一般是由中方合營者向 規定的審批機關上報的文件。 。但預可階段有的原始數據并沒有落實，如有的風資料可能不足一年，經過與當地的氣象站同期風資料相關分析，可推算出一年的風資料，用此資料進行發電量的估算；由于是在預可階段，不作機位的優化；或風電場 項目接人電力系統有可能還沒有審查等原因。即風電場與電力系統連接的方式、輸電電壓等級、出線回路數、輸送容量，以及配套輸變電工程等。核定工程永久用地的范圍及計算征地面積。 十一、財務評價 風電場項目 財務評價是經過上述工作后的最后一道工序，也是投資者最關心的一道工序，如不滿足審批或投資者的要求，需修改上述的設計方案，重新進行工程投資概算和財務評價，使滿足要求，否則本項目不可行。 隨著可行性研究報告上報的同時，還需向審批部門提供如下的資料： 1）可行性研究報告的審查意見； 2）出資人出資協議書； 3）土地征用意向書； 4）經環保部門審批同意建設的《建設項目環境影響報告表》； 5）當地電網管理部門同意收購上網電量的承諾函； 6）當地物價部門對電價的審批文件； 7）使用銀行貸款項目出具銀行經評估后同意提供貸款的承諾函。 四、變電站設計 根據風電場裝機容量確定的風電場變電所的電壓等級，在設計風電場變電所時，如果是電壓等級在 35~110kV 的變電所可按照國標GB500591992《 35kV~110kV 變電所設計規范》；如是需設計成無人值班的可按照電力行業標準 DL/T51031999《 35kV~110kV 無人值班變 電所 設 計規程 》。 第三節 項目建設單位 在設計階段的任務 項目建設單位在各設計階段的首要任務是選擇設計單位，然后配合設計單位不同的設計階段提供風電場場址的測站風資料、當地氣象站的近 30 年的風資料、當地經濟發展規劃、電力發展規劃等資料；提供預可行性研究階段所需要的附件和可行性研究階段審查所需要的附件等。 委托有相應資質、滿足專業需求的監理單位，代表建設單位（業主），依據國家有關法律法規和工程建設監理合同、工 程建設的各有關合同，對風電場工程項目實施監理是解決上述問題的最佳選擇。 在建設施工前期準備階段，審查承包人資質，檢查設備、器材和材料質量，審查施工質量保證體系和施工組織設計中的質量計劃措施；在施工階段通過重要技術復核、工序 操作檢查、工序成果檢查、認真監督標準規范的貫徹，以及通過階段驗收和竣工驗收把好質量關。設計單位不得直接向施工單位發出指示 [attachment=2135] 第四節 項目施工招標 根據我國《建筑法》和《招標投標法》的規定精神，風電場建設的施工，必須實行招標。（注：建設單位（業主）應書面通知施工單位與設備供應商，將建設監理單位受委托監理及總監理工程師姓名等情況做一正式通報；總監理工程師應將各專業監理工程師姓名、專業等有關情況向被監理方通報。 4）選擇投標單位時，數量不必過多，只要能滿足條件，三家單位已足夠，否則，增大了評審定標的工作量。例如，為了對比計劃進度和實際進度，圖上計劃進度與實際進度的標示要采用不同顏色，（或不同寬度）的橫線等等。對外的道路規劃可與當地地區道路規劃結合進行，盡量利用原有的道路。 XX 本科畢業設計說明書 24 ，體積也不大，可采用天然地基上的淺基礎進行設計。 。業主建設風電場的思路中，除需考慮建設本風電場的規模和以后幾年建設計劃外，還需考慮選用設備的型號的類型，如選用的箱式變電站是采用的干式變壓器還是選用油浸變壓器，升壓變電站的高壓斷路器選用 %amp。由于風力發電機組自動化程度很高，風電場可作到無人值班，因此，可精簡風電場的管理機構。采 用歐洲通用的風力發電機組發電量計算軟件 WAsP，計算各機位的風力發電機組理論發電量。 第二，項目建設條件的預可行性分析，其中又應側重于影響項目成立的主要條件，如風能資源條件和工程技術水平等。主要說明技術和設備的先進性、適用性和可靠性及重要的經濟技術指標及生產廠商的概況。 ，包括初步的財務評價和國民經濟評價 1）計算項目全部投資內部收益率、財務凈現值、貸款償還期、總成本、損益及利潤等指標，進行盈利能力、清償能力的初步分析。 一般風電場項目建議書的內容 一般風電場項目建議書應包括以下內容： 1）說明風電場項目提出的背景、擬建地點，提出與項目有 關的長遠規劃或電力、地區規劃資料，說明項目建設的必要性。是在項目建議書指導下開展的。 XX 本科畢業設計說明書 13 風力發電機組排列方式主要與風向及風力發電機組數量、場地實際情況有關，應根據當地實際情況進行確定 。 ZOR的確定方法詳見參考文獻，當地表面粗糙度不是均勻變化時，可以將一個扇區內的地形分為四個分區，每個分區 內的地形有相近的粗糙度，經現場實際勘察后根據表 11 確定每個分區的粗糙度 等級，然后根據表 12 確定 ZOR。另外，可以根據某一地區的風能資源情況逆行推算出另一點的風能資源，這對評估那些地處偏僻又無氣象資料記錄的地區的風能資源是非常有用的。 合理地排列風力發電機組是風電場設計時需要考慮的重要問題。而且兩側的山越高，風也越強。 如果風力發電機組前有較多的障礙物時，平均風速由于障礙物的多少和大小而相應變化，此時地面影響必須嚴格考慮，如通過修正地面粗糙度等。 2. 障礙物的影響 如前所述，障礙物是指針對某一地點存在的相對較大的物體，如房屋等。另外，考慮風電場對人類生活等方面的影響如風力發電機組運行會產生噪聲及葉片飛出傷人等，風電場應遠離人口密集區。但是，在選址時，有時不可避免地要將風力發電機組安裝在這些地區，此時，在進行風力發電機組設計時就應將這些因素考慮進去，要對歷年來出現的冰凍、沙暴情況XX 本科畢業設計說明書 6 及其出現的頻度進行統計分析，并在風力發電機組設計時采取相應措施。因此如何選擇有利的氣象條件，力求最大限度發揮風力發電機組效益，有著重要的意義。風能資源的統計分析及年平均風速的計算要依據該地區多年的氣象站數據和當地測風設備 的實際測量數據進行（氣象資料數據要統計 30 年以上的數據，至少 10 年的每小時或每 10min 風速數據表，采樣間隔為 1m/s；現場測風設備的實際測量數據統計方式要與氣象站提供數據相一致，統計時間為至少 1 年）。 一般， 測風方案依選址的目的而不同，若是要求在選定區域內確定風電場場址，則可以采用臨時方案，安裝一個或幾個單層安裝測風儀的臨時塔。內容包括風速、風向的統計值和溫度、氣壓。風能資源的評估是建設風電場成敗的關鍵所在。風能資源評估分如下幾個階段： 、整理分析 從地方各級氣象臺、站及 有關部門收集有關氣象、地理及地質數據資料，對其進行分析和歸類，從中篩選出具代表性的完整的數據資料。若條件許可，對于地形相對復雜的地區應增至 4~8 座。場址選擇的正確與否將直接關系到許多方面的因素，近則運輸、施工、安裝及環境等方面，遠則將來的風力發電機組出力及產量至風電場效益。 XX 本科畢業設計說明書 4 風向及其變化范圍決定風力發電機組在風電場中的確切的排列方式，風力發電機組的排列方式很大程度地決定各臺風力發電機組的出力，從而決定風電場的發電效率，因此，主要盛行風向及其變化范圍要精確。但是，也有這種情況，就是雖然風況較好，但沒有固定的盛行風向，這對風力發電機組排布尤其是在風力發電機組數量較多時帶來不便，這時，就要進行各方面綜合考慮來確定最佳排布方案。 通常，風電場對動物特別是對飛禽及鳥類有傷害，對草原和樹林也有些損害。在收集氣象站歷年風速風向數據資料及進行現場測量的同時應統計溫度、氣壓、濕度。 由于氣流流過障礙物時，在障礙物的下游會形成尾流擾動區，然后逐漸衰弱。但如果了解了典型地形下的風力分布規律就有可能進一步分析復雜地形下的風電場分布。同時山丘本身又相當于一個巨大的塔架，是比較理想的風 力發電機組安裝場址。根據國外進行的試驗，風力發電機組間距離為其風輪直徑 的 10 倍時，風力發電機組效率將減少約20%~30%， 20 倍距離時無任何影響。 WAsP 將風向數據歸類劃分到 0176。為便于計算，一般將障礙物近似視為具有一定長度、寬度和高度的矩形物來考慮。在國外，尤其在歐洲國家，已得到了廣泛應用。因此，其工作依據主要是國民經 濟和社會發展的長遠規劃、行業規劃、地區規劃、技術進步的方針、國家產業政策、技術裝備政策、生產力布局狀況、自然資源狀況等宏觀信息資料，以及同類已建風電場項目的有關數據和其他經驗數據。 2）初步確定風電場的裝機容量，一次建成規模和分期建設的設想（改擴建項目還需說明原有裝機及生產條件），以及對擬建規模經 濟合理性的XX 本科畢業設計說明書 16 評價。它主要從宏觀上闡述項目設立的必要性和可能性。 主要附件： ； ； ； ； 5. 當地物價部門對電價的意向函。因此，風電場項目可行性研究是在批準了的項目建議書（ 附件為預可行性研究報告）的基礎上進一步進行調查、落實和論證風電場工程建設的必要性和可能性。此項工作是由業主委托電力系統設計部門進行，風電場的設計人員提供給業主風電場接人電力系統的基本資料：風電場建設近三年的計劃，本期的裝機容量、風力發電機組的特點和風力發電機組布機大致范圍等。估算施工臨時用地面積。 XX 本科畢業設計說明書 22 風電場財務評價是從項目的角度，用現行動態價格和財務稅務規定，估算風力發電項目需投入的資金（若建設期在一年以上，各年投入資金）、年運行費（經營成本）及項目建成后可獲得的財務收益。 第四章 工程項目設計 第一節 設計單位的選擇 風電場的設計由項目業主單位委托有資質的 設計單位設計。若電 壓等級是 10kV 則 可按照 國標GB500531994《 10kV 及以下變電所設計規范》。在設備招標階段需設計單位配合建設單位選擇電度成本最低的風力發電機組。 風電場建設實行建設監理制，符合我國建筑法和其他相關法規的要求，是風電場建設走向規范化管理的重要措施，建立 “小業主大監理 ”的管理模式，使建設單位僅需派少量人員參與項目建設管理，從宏觀的角度進行控制，而具體的項目實施過程由監理單位派出專業對口的人員對第三方（設備供應商、施工單位）履行合同義務的工作加以監督、控制和管理，從而保證項目建設達到預定目標。 依據法律法規采用行政的和法律的手段監督及協調合同關系，保護合同當事人的合法權益，保證合同的實施。所謂項目施工招標，是建設單位（業主）對XX 本科畢業設計說明書 30 自愿參加風電場建設項目的承包商 % 施工單位進行審查、評估和選定的過程。 2. 與施工單位 /設備供應商的關系 監理與被監理的關系，應監督施工單位 /設備供應商履行工程施工 /供貨合同規定的義務和責任，并公正地維護施工單位 /設備供應商的合法權益。但個別監理人員不能滿足專業需要時，應要求更換。 文字說明則是對橫道圖的詳細而必要的說明和解釋。 七、道路規劃和綠化設計 XX 本科畢業設計說明書 25 風電場道路規劃分風電場對外的道路規劃和風電場內部的道路規劃。 二、基礎設計 電機組基礎風力發電機組基礎主要是由機組的生產廠家負責，原因是設計單位不清楚風力發電機組的受力情況，設計單位僅是根據風力發電機組的一般基礎結構，進行工程量的估算，在施工期間進行修正。 8. 施工組織設計。 十、工程投資概算 風電場項目工程投資概算是確定和控制基本建設投資、編 制利用外資概算、編制設備招標（或議標）標底的依據。 七、工程管理 工程管理包括擬定風電場的管理機構、人員編制和主要管理設施。 四、風力發電機組機型選擇、機位優化和發電量估算 風資料處理后，需進行風力發電機組布機工作，根據處理的成果，風力發電機組排列的行應垂直于風能玫瑰圖中風能最大比率的方向，一般布置機位的數量多與需要的機位，供以后的選擇。其中對市場需求的分析又應側重于市場的長遠需求和產品的市場潛力。 。 2）對項目建設過程中各工程階段所需要的時間進行初步安排和協調，如設備 訂貨、運輸、土建、安裝和調試過程所需要的時間。下面按項目性質分別列出不同類別項目建議書的主要內容。 可行性研究是在項目建議書的基礎上進行的。盡管如此，該軟件仍是進行風能資源評估及風電場選址的有利工具，被各國尤其是歐洲國家普遍采用。在 WAsP 軟件中，將平坦地形粗糙度等級分成四級，其對應的粗糙度見表 11；而對于復雜地形，則應由表 12 確定其綜合粗糙度 ZOR。 XX 本科畢業設計說明書 11 用 WAsP