风电场工程技术手册

风电场建设工程，是以监测评估初选的风电场所在地的风能资源开始，以完成风电场试运行通过竣工验收投入商业化运行结束。
二、风电场的建设程序
风电场建设是把投资转化为固定资产的经济活动，是一种多行业、多部门密切配合的综合性很强的系统工程。它涉及面广、环节多、内外部联系和纵横向联系比较复杂，建设过程中不同阶段有其不容混淆、不溶颠倒的工作内容，必须有计划、有组织的按一定顺序进行，这个顺序就是风电场的建设程序。
本书编写过程中，得到了国家科技部高新司、国家发展改革委员会新能源局、国家水利部、新疆科技厅、中国农机协会风力机分会秘书处、中国太阳能学会风能专业委员会、中国资源综合利用协会可再生能源专委会、龙源电力集团公司、新疆风能公司／新疆风能研究所、中航（保定）惠腾风电设备有限公司等单位的关心支持；齐同庆、王文启、李熒、李宝山、胡克林、张源、杨校生等在审稿时对本书提出了不少宝贵意见；机械工业出版社牛新国、张沪先、赵 也为本书提出了不少宝贵的意见和建议；田野、陈坤、陈冬梅、李强、付江、祁和生、胡静谦、冯希宁等参加了本书的工作；王莉娟、朱冬梅、王洋、何国栋等参加了本书文字录入、校对工作。在此一并表示感谢。
经过多年的研究开发和工程实践，我国在风力资源调查评估，风电场规划建设，并网技术、运行管理等方面都积累了不少经验，培养和锻炼了一支具有丰富经验和研发能力的技术队伍，具备规模化开发的基础。但从总体上看，我国风电技术与国外相比还有较大的差距，提高对发展风电重要性的认识，制定促进风电发展的政策和措施，加大科研的投入，提升我国风电设备制造的技术水平，培育风电咨询和服务体系，加强风能资源调查评估和风电场建设的前期工作，提高运行管理水平，降低投资和风电电价，是今后我国发展风电产业必须着重解决的问题。
我国地处亚洲大陆东部，濒临太平洋，位于东南季风带，海岸线长达1.8万公里，内陆多山，改变了气压分布。据初步调查分析，全国约20％的国土面积有比较丰富的风能资源，陆地上可开发利用的为2.53亿kW。经过20年的科技攻关，在国家有关部门和地方政府的支持下，我国风能利用技术有了很大提高，积累不少成功的经验。到目前为止，我国小型独立运行风力发电机组已推广20万台，居世界第一位，为电网不及的偏远地区农牧民解决生活和部分生产用电起到了重要作用，深受当地群众的欢迎。并网风力发电到2002年底，全国已建设风电场32处，总装机容量46.8万kW。通过科技攻关、“国家863计划”、“乘风计划”和“国债风电”项目的实施，目前我国已基本掌握了200～600kW大型并网风力发电机组的制造技术，主要零部件如：风轮叶片、变速箱、发电机、控制系统及偏航系统等已实现了国内批量生产，新疆金风科技股份有限责任公司生产的600kW风力发电机组国产化率已达96％，投入运行效果很好，目前正在开发750kW和MW级风力发电机组。西安维德风电设备有限公司，一拖－美德（洛阳）风电设备有限公司都具备了批量组装600kW风力发电机组的能力，浙江运达风力发电工程有限公司自行研制的250kW风力发电机组已批量供货，750kW机组近期可安装调试，北京万电有限责任公司的变桨距600kW风力发电机组已可进行小批量生产。
风电场建设程序，是客观规律的反映，它遵循国家颁布的有关法规所规定的建设程序。我国的建设程序分为六个阶段，即项目建议书阶段、可行性研究阶段、设计阶段、建设准备阶段、建设实施阶段和竣工验收阶段（也有人把项目建议书阶段和可行性研究阶段各兵为“工程立项阶段”，把建设准备阶段和建设实施阶段合并为“施工阶段”的）。对于使用世界银行贷款进行建设的风电场项目，其建设程序则按世界银行贷款项目管理规定的六个阶段，即项目选定、项目准备、项目的评估、项目谈判、项目执行与监督、项目的总结评价六个阶段执行。
本书编写分工如下：绪论宫靖远、韩明；第一篇 责任主编贺德馨，第一章朱瑞兆，第二章 吐来姗、陈坤，第三章 张连兵、戴良琴，第四、五章娄慧英；第二篇 责任主编吴运东，第一章 施鹏飞，第二章 孙如林、庄岳兴，第三章 吴运东，第四章 田野，第五章 宣安光、宫靖远，第六章 杜广平，第七章 叶杭治，第八章 李岳松，第九章 姚兴佳，第十章 龙泽强、吴运东，第十一章 朱新湘、宫靖远，第十二章 施鹏飞；第三篇 责任主编宫靖远，第一章 宫靖远、冯旗、熊正勇、李东明、史超，第二章 宫靖远、冯旗、熊正勇、张唯明、李福周，第三章 宫靖远、杨宇，第四章 宫靖远；第四篇 责任主编宫靖远，第一、二、三、四章 李平、王世伟、宫靖远；附录，责任主编孙如林，编写孙如林、霍晓萍、王建平、祁和生、施鹏飞、韩明、范炜红、宫靖远。
根据我国建设程序规定，和各地实施风电场建设的经验，风电场建设个阶段的工作内容，按先后顺序排列大致如下：
1．根据气象资料，本地区国民经济发展计划、本地区电力发展规划和本地区风力发展规划，制订风电场开发方案并初选场址。
2．在初选场址地域安装测风塔，采集不少于1年的风能资源资料，对风能资源进行分析评估。
3．编报风电场项目建议书。
4．项目建议书批复后，选定有合格资源的设计单位或工程咨询单位进行风电场项目可行性研究，编报可行性研究报告。
5．成立风电场项目公司或筹建机构。
6．报批电价。
7．签上网协议。
8．筹措建设资金。
9．选定风电场项目设计单位。
10．现场勘测、微观选址、进行风电场设计。
朱俊生
绪 论
一、风电场
以风能为动力的发电设备，称为风力发电机组。
装有两台或多台并网型风力发电机组的发电站称为风力发电场，通常称风电场。
风电场的风力发电机组产生的电能，通过电缆经箱式变电站将其电压由0.4kV或0.69kV升至10kV后，再经架空线路或电缆输送到风电场的变电所，在变电所将电压升高至35kV或110kV后，经高压架空线路输入公共电网。
由于作者水平有限，书中错误疏漏之处难免，敬请读者不咎指正。
作者：
2003年12月20日于北京
Hale Waihona Puke 《风电场工程技术手册》目录
第一篇 风电场设计
第一章 风能资源
第一节 风的形成
第二节 风力等级
第三节 风的测量
第四节 我国风能资源
20．风电场投入商业化运行。
21．风电场工程总结、后评价。
三、风电场建设管理
在我国，风电场建设单位（业主）是风电场建设全过程的管理者，它组织风电场建设过程中，风电场规划、勘察设计、监理、施工安装、设备物资供应等单位间相关工作的进行，协调工作中相互关系；向政府有关部门报批有关审报报告，获得相应政策支持和工作指导；办理与建设项目有关的银行、保险、电信、环保、交通、安全、消防、地震等相关业务。管理工作涉及面广、业务繁杂，除了有足够实力的企业可以完全依靠自己的技术、经济、组织管理、风险管理实力实施风电场建设全过程管理外，为了使得风电场建设项目科学、高效、经济地实施，大多数风电场建设单位（业主）都采用了聘请专家、与专业管理公司合作、实施“小业主、大监理”等措施来管理项目建设。
第二节 可行性研究的工作程序
为配合我国风电产业发展的需要，我国多年从事风电事业的多位专家和工程技术人员，在总结开发经验和工程实践的基础上，编写了这本《风电场工程技术手册》，就风电场设计、风力发电机组设计与制造、风电场建设、风电场运行管理与维护等进行了较全面论述，是从事风电事业的技术人员必备的工具书。相信本书的出版，将对普及、提高我国风电技术水平，促进我国风电产业的发展起到重要作用。
第二章 风电场场址选择
第一节 风能资源评估
第二节 风电场宏观选址
第三节 风电场微观选址
第四节 风电场选址软件介绍
第三章 风电场项目建议书
第一节 项目建议书的作用和特点
第二节 项目建议书的内容
第三节 项目建议书的编制
第四章 风电场项目可行性研究
第一节 可行性研究的意义和作用
风电场项目建设中，输配电线路、变电所、房屋建筑与设备基础施工等项目内容，国内已有大量丰富的技术专著资料及相关的国家标准、行业标准、规程、规范介绍，本手册不再赘述。
前 言
我国自1989年建起了首个现代化风电场起，十余年来，陆续在全国各地建设了一批风电场，在吸收国外风电发展经验的基础上，我们国内也逐渐积累了一些发展风电、建设和管理风电场的经验，培养和造就了一支具有丰富经验和科研开发能力的技术队伍，为规模化开发风电奠定了基础。进入二十一世纪以来，我国政府加大了对风电事业支持的力度，陆续出台了相关的激励政策和措施，全国各地相继组织实施了一批新的风电场工程项目，我国正以前所未有的规模和速度，进行风电的开发。
序
人类利用风能的历史非常悠久，在蒸汽机、电力出现之前，风帆、风车是人类生产、生活使用的重要动力装置，随着现代技术的广泛应用，它们已逐渐被取代，但地球上巨大的风能资源一直吸引着人们的关注。
20世纪70年代发生的石油危机，特别是世界范围内化石能源的大量消耗产生的一系列环境问题，给人类生存造成的危害日趋明显，风能利用被重新重视起来，世界上不少国家投入人力、物力用现代技术研究开发风力发电机组。经过多年的研究和实践，用于偏远无电地区独立运行或与光伏电池或柴油机并联运行的100W到10kW级小型机组已实现商业化，在解决电网不及的偏远地区用电方面发挥了重要作用。作为常规电网电源的大型风力发电机组制造技术取得了重大进展，可靠性提高，成本下降，单机容量不断增大，技术日臻完善，是目前具有规模开发和商业化发展前景的新能源。特别是由于其具有改善生态环境的突出作用以及其取之不尽、用之不竭的优势，受到各国的重视，成为发展最快的清洁能源。
近年来，国外风电发展非常之快，装机容量以每年30％以上的速度增长，到2002年底，全世界并网风力发电装机容量已达3200万kW，其中发展最快的是德国1200万kW，西班牙504万kW，美国467万kW,丹麦288万kW，印度170万kW，近几年世界很多国家都在制定大规模发展风电的计划。在开发陆地风力资源的同时，不少国家已进行海上风电场的开发和建设。欧盟15个成员国总目标是到2010年再生能源在电力中的比例达到22％，丹麦政府预计到2030年风电装机达550万kW，相当于全国用电量的50％。世界风电的快速发展给我国提供了经验、机遇和挑战。抓住机遇迎接挑战，加快我国风电的发展，是风电界肩负的重要责任。
为了适应我国风电迅速发展的形势需要，由国内从事风电科研开发、教学、设计、制造、施工建设、运行管理等方面工作的部分专家和有丰富经验的工程技术人员、管理人员一起，共同编写了本书。本书的内容涵盖了从风电场建设前期风资源监测、评估、项目立项、可行性研究、风电场场址选定、风电场设计、建设施工安装、工程验收到运行管理的全过程；本书还详细介绍了风力发电机组原理构造和设计制造的有关内容；本书附录中汇总了与风电有关的中英文对照词汇表、现行政策文件、标准、规程规范，以及国内外风电行业组织、制造商、风电场的介绍资料。本书是迄今为止，国内编写出版的第一个内容丰富详实的有关风力发电的工程技术手册。可供风电行业科研开发、工程设计、建设施工和运行管理人员以及投资商和大专院校师生参考使用，也可做为职业培训的参考教材。
11．监理招标，签订委托监理合同。
12．采购招标，签订各类采购合同。
13．施工招标，签订施工合同。
14．塔架制造招标，签订塔架制造合同。
15．进行建设施工准备，办理工程质量监督手续，报批开工报告或施工许可证。
16．风电场工程施工。
17．设备到货验收，设备安装、调试。
18．试运行。
19．竣工验收。
四、本手册的内容范围
本手册内容涉及风电场建设的全过程，即从风能资源及其评估、选址、项目立项、风电场设计开始，到风电场建成投入商业化运行为止的全过程，以满足风电场建设单位（业主）的需要为主线，全面详实的介绍了有关技术知识和操作实物，同时详细介绍了风力发电机组的技术知识。
本手册附录中汇编了近年来发布的与风力发电有关的政策文件。国家标准、规程、规范；与风电场工程项目有关的电气类和建筑类国家标准、规程、规范目录，以及其他相关资料。