3工程地质

1 概述
上海市位于我国华东地区，东濒东海，南临杭州湾，西接江苏、浙江两省。

全市面积6340.5km2，江海岸线总长450km，主要岛屿有崇明、长兴、横沙等。

上海市地处北亚热带南缘的东亚季风盛行区，受冷暖空气交替影响和海洋湿润空气调节，气候温和湿润、冬冷夏热，四季分明、降水充沛。

上海市近海海域，海域开阔、障碍物少，具有良好的风能资源开发利用价值。

根据国家发改委2003年全国大型风电场建设前期工作会议精神，上海市先后完成了《上海市风能资源评价报告》、《上海市10万千瓦及以上风电场选址报告》等工作。

其中东海大桥海上风电场为上海市10万千瓦及以上风电场推荐选址之一。

2006年，上海市发改委向国家发改委上报《关于开展海上风电项目前期工作方案的请示》，其后，国家发展改革委同意开展上海东海大桥海上风电场建设的前期工作，进行可行性研究工作。

此后，上海市发改委于2006年9月～11月组织进行了东海大桥海上风电场项目的业主招标工作。

以中国大唐集团公司、上海绿色环保能源工程有限公司、中广核能源开发有限责任公司、中国电力国际有限公司等四家公司组成的联合体中标该项目。

东海大桥海上风电场示范工程是国内第一座海上风电场，工程位于上海市东南、东海大桥东侧的上海市海域，风电场场址范围占用海域面积约14km2。

场址区海域地势平坦、地形变化不大，海底高程为-10.00～-10.67m，水深条件适合建设近海风电场。

风机设备采用华锐风电的单机3.0MW风力发电机组，规划装机规模为100.2MW，装机台数为34台。

风机布置距东海大桥留出1km的大桥保护区域。

风电场布置最北端距离南汇嘴岸线8km，最南端距岸线13km，风机在东海大桥东侧海域平行于岸线方向布置5排，南北向间距（沿东海大桥方向）考虑1000m；东西向间距500m。

东海大桥3#1000吨级辅通航孔航道两侧风机间距大于1000m。

2 风能资源及风电场年上网电量
2.1 风能资源
上海市位于东亚季风盛行区，受冬夏季风影响，风能资源较为丰富，尤其是近海区域，海域开阔、障碍物少，具有良好的风能资源开发利用价值。

根据上海市南汇、崇明、奉贤等气象站资料统计，上海地区的风速在东部沿海及长江口地区最大，等值线密集区位于沿海（江）地区并和海（江）岸带平行，风速在水陆交界处变化最为剧烈，近海水面上风速可达6m/s以上。

根据风电场场址区东海大桥试桩平台测风塔测风资料推算海上风电场场址区域风机轮毂高度年平均风速约8.4m/s，代表年主风向基本为E～SSE方向，主风向比较稳定，主风能出现在SSE方向，风能分布较为集中，具有较好的风资源开发前景。

2.2 年上网发电量
利用风能资源评估专业软件，结合风电场场址代表年90m高度历时风速系列资料及选定的风机机型和风电机组功率曲线，推算本风电场34台风机标准状态下理论年发电量，同时考虑空气密度、风机利用率、功率曲线、风机尾流、盐雾及叶片污染、控制和湍流强度以及风电场内能量损耗等因素的影响，并对其进行修正，据此推算风电场的年上网电量为26762.9万kWh，风电场年等效负荷小时数为2624h，容量系数为0.30。

3 电气
东海大桥海上风电场采用两回110kV线路接入220kV海洋变电站的110kV侧。

场内集电线路采用35kV电压等级，风机采用一机一变的方式升压至35kV。

根据风电场场内风机布置，8台或9台风电机组组合成一个联合单元，共四回海缆集电线路接入110kV升压站，场内升压变电所安装两台主变压器。

风电场110kV升压变电所为两层建筑，设半地下层，一层布置主变室、主变散热器室、110kVGIS室、35kV配电装置室、35kV接地变、站用变室等；二层在35kV配电装置室上方布置中控室和继保室，接地电阻室也布置在二层。

风电场按照“无人值班、少人值守”的原则设计，风力发电机组采用全计算机方式进行监视控制。

根据接入系统要求，东海大桥海上风力发电场调度关系为出力由市调调度、电气部分由市东调度。

4 土建工程
4.1 风机基础设计
本工程等别为三等，主要建筑物级别为3级，风机基础结构安全等级定为一级，安全等级为S级。

根据西欧国家现有海上风机塔架基础结构型式，参考国内外海上石油平台、海上灯塔及海上跨海大桥的设计经验，并结合场址区地质条件，本报告将高桩承台基础方案作为第一推荐方案。

该方案采用8根D1700mm（壁厚25mm）的钢管桩作为基桩，桩长约69.0m，桩尖进入⑦2层粉细砂层中，8根基桩在承台底面沿半径R=5.00m的圆周均匀布置。

为了确保基础整体承受可能的撞击荷载，将承台底面设置在较低高程上，避免在低水位情况下发生船舶撞击单根桩的情况，为提高混凝土承台的抗腐蚀耐久性，承台采用C40的高性能混凝土。

基础承台施工采用东海大桥桥墩施工中已经积累了成功经验的混凝土套箱和钢套箱工法。

直径D450cm的风机塔筒连接钢管位于承台中心，底端埋进入承台混凝土中，钢管埋入混凝土3.0m，以保证与承台的固端连接，钢管顶端设操作平台面并通过法兰与风机塔架连接。

对风机基础推荐方案进行深化设计，包括结构优化设计、承台结构计算、动力模态分析、防腐耐久性设计等。

4.2 风电场建筑设计
本风电场采用陆上建设110kV升压变电所方案，升压变电所与中央控制室合并为一栋建筑。

变电站建筑为地上二层钢筋混凝土框架结构，带半地下室。

建筑物地基采用桩基，基础底板为梁板式筏板。

建筑造型、立面及色彩在满足工艺要求的同时，力求简洁大方，满足现代工业建筑要求，并与环境协调。

内部装修以简洁、美观、实用为主，采用一般装修标准。

4.3 海缆穿堤设计
采用定向钻工法非开挖技术将本风电场4回35kV海缆通过4根D250 电缆保护管穿越海堤，连接到陆上110kV升压站。

5 施工组织设计
5.1 风机基础施工
高桩承台基础施工方法如下：
（1）钢管桩制作
选择在上海电气临港新城码头进行加工、制作。

（2）钢管桩运输
钢管桩加工后，根据现场的需要，运至码头上，用600t起重船装上2000t驳船，运至东海大桥风电场场址。

（3）海上基础施工
沉桩施工采用打桩船配S280型液压打桩锤进行施工。

在打桩结束后，将单台基础下的桩通过临时构件固定，在上部吊放钢套箱。

钢套箱内预留桩孔位置，在安放就位后，对桩孔位置进行封孔，并及时浇筑封底混凝土。

5.2 风机吊装
本工程高桩承台基础对应的风机吊装方式推荐采用分体吊装方案。

吊装方案利用改装的浮坞坐底，在海上风机机位处进行风机的拼装，风机运输由甲板驳完成。

5.3 变电站和海缆敷设施工
变电站为110kV升压变电所，采用常规施工方法。

海底电缆铺设主要采用铺缆船，铺缆船一边开沟一边把海缆放入沟内，通过锚缆的缩放移动船体位置。

对于靠近风机基础的电缆铺设，需要潜水员配合小型船只铺缆。

电缆穿堤采用非开挖方式从大堤下部穿过，直接通至变电站内。

5.4 施工总进度
本工程施工总进度安排25个月。

6 环境影响评价
本风电场工程建设和运行过程中可能引起的环境影响主要表现在：施工和运行期间对区域海底管线的影响、对海洋生态和渔业生产的影响、对通航环境和东海大桥的影响、对海域和土地利用的影响、对海域水文水质（包括海域潮流场、泥沙冲淤和海域水质等）的影响、对鸟类的影响、噪声影响、电磁辐射的影响等。

但通过采取一系列保护、恢复、补偿、减缓等环保措施后，可予以减小和补偿，未发现明显制约工程建设的因素。

因此从工程环境影响的角度来衡量，本风电场建设是可行的。

本风电场工程具有明显的节能和环境效益，与火电相比，风电没有大气及水污染问题，每年可为电网节约约85909t标煤，相应地减少了燃煤造成的废气和废渣的排放，具有明显的环境效益和节能效益。

7 经济指标
本项目总投资约23.7亿元，单位千瓦投资：23188元/kW。

按满足资本金基准收益率8%以及60000小时以后为当时电网平均上网电价的要求测算，整个经营期平均上网电价为1.0512元/kWh（未含增值税），投资回收期约9年。

本工程为可再生能源项目，项目运行过程中，不耗费能源资源，符合中国可持续发展的要求，有利于国民经济发展，有利于当地劳动力市场和建材市场的繁荣，有利于社会进步和增加就业机会。