智慧风电厂项目整体建设方案

风力发电厂信息化工程建设
整体解决方案
北京XX科技工程有限公司
2019年X月
目录
第1章项目概述 (5)
1.1 概述 (5)
1.2 风能资源 (5)
1.3 工程地质 (6)
1.4 项目任务和规模 (8)
1.5 风力发电机组选型和布置 (8)
1.6 电气部分 (9)
1.7 工程消防 (10)
1.8土建工程 (10)
1.9 施工组织设计 (11)
1.10 工程管理设计 (13)
1.11 环境保护与水土保持 (13)
1.12 劳动安全与工业卫生设计 (16)
1.13 节能分析 (17)
1.14 工程设计概算 (17)
1.15 经济及社会效果分析 (19)
1.16 结论 (20)
第2章风能资源 (25)
2.1 风能资源评估依据 (25)
2.2 风电场区域概况 (26)
2.3 气象资料的整理和分析 (29)
2.4 风电场测站资料的整理和分析 (30)
2.5 代表年分析 (60)
2.6 结论与建议 (72)
2.7 附图、表 (74)
第3章工程地质 (90)
第4章项目任务与规模 (116)
4.1 项目任务 (116)
4.2 项目规模 (124)
第5章风力发电机组选型、布置和发电量估算 (126)
5.1 风力发电机组选型 (126)
5.1.1 机型范围初选 (126)
5.1.2 机组选型及轮毂高度选择 (128)
5.2 风电机组布置原则 (137)
5.3 发电量计算 (138)
6.1 设计规范及技术标准 (143)
6.2 当地电力系统现状及风电场接入 (144)
6.3 电气一次 (148)
6.4 电气二次 (162)
6.5 通信系统 (176)
6.6 火灾自动报警系统、安全防范监控系统 (178)
6.7 采暖、通风与空气调节 (178)
6.8 附表 (179)
6.9 附图 (185)
第7章工程消防设计 (187)
7.1 工程概况 (187)
7.2 一般设计原则 (188)
7.3 工程消防设计 (190)
7.4 施工消防 (201)
7.5 消防管理 (206)
第8章土建工程 (215)
8.1 建筑物的工程规模及工程等级 (215)
8.2 场区内地质条件 (217)
8.3 主要建筑物设计 (217)
8.4 升压变电站设计 (233)
8.5 附图附表 (244)
第9章施工组织设计 (248)
9.1 施工条件 (248)
9.2 施工总体布置 (250)
9.3 施工交通运输 (256)
9.4 工程建设用地 (259)
9.5 主体工程施工 (261)
9.6 施工总进度 (274)
9.7 项目管理班子配备 (280)
9.8 质量保证体系及措施 (289)
9.9 施工配合及施工界面的划分 (312)
第10章工程管理设计 (323)
10.1 工程管理机构的组成和编制 (323)
10.2 主要管理设施 (326)
10.3 运行与维护 (329)
第11章环境保护与水土保持 (333)
11.1 环境保护 (333)
11.3 环境保护及水土保持投资概算 (361)
11.4 下阶段工作建议 (361)
第12章劳动安全与工业卫生 (364)
12.1 设计依据、任务与目的 (364)
12.2 工程安全与卫生危害因素分析 (366)
12.3 劳动安全与工业卫生对策措施 (368)
12.4 风电场安全与卫生机构设置、人员配置及管理制度 (373)
12.5 事故应急救援预案 (375)
12.6 劳动安全与工业卫生专项投资概算和实施计划 (376)
12.7 预期效果评价 (376)
第13章节能分析 (380)
13.1 设计依据 (380)
13.2 风电场节能措施 (380)
13.3 意义及其社会影响 (387)
第14章工程设计概算 (389)
14.1 编制说明 (389)
14.2 概算表 (397)
14.3 附表 14-1总概算表 (399)
14.4 附表 14-1总概算表 (401)
14.5 附表 14-2施工辅助工程概算表 (402)
14.6 附表 14-3设备及安装工程概算表 (405)
14.7 附表 14-4建筑工程概算表 (416)
14.8 附表 14-6本期总概算表 (424)
第15章财务评价与社会效果分析 (426)
15.1 概述 (426)
15.2 财务评价 (426)
15.3 结论 (439)
15.4 社会效果评价 (439)
第16章招标项目及组织 (445)
16.1 xxxxxxxxxxxx (446)
16.2 48.3MW 风电项目附图目录 (446)
第1章项目概述
1.1概述
拟建的xxx风电场位于宿州市xxx区，海拔在80～300m 之间，风电场中心坐标为N33°57′，E117°23′。

风电场地理位
置如图1-1 所示。

设计装机容量为48.3MW，拟安装23 台
2100kW 的风力发电机组，预计年上网电量9882.2 万kW·h，
建设工期为12 个月。

本项目总投资43394 万元，动态总投资43250 元，单位千瓦
动态投资8954
元/kW；静态总投资42152 万元，单位千瓦静态投资8727 元/kW。

所得税后项目投资财务内部收益率为7.07%，所得税后项目投
资财务净现值
为6825 万元（Ic=5%）。

所得税前项目投资财务内部收益率
为8.18 %，所得税前项目投资财务净现值为11318 万元
（Ic=5%）。

本项目具有一定的盈利能力和偿债能力，财务评
价可行。

1.2风能资源
xxx市属于华北暖温带半湿润季风气候。

气候温和，季风明显，四季分明，光照充分，雨量适中，气候宜人，自然条件优越，年平均气温15.7°C，无霜期约210 天，降雨量约1000 毫米。

冬季盛行偏北风，气候寒冷，雨雪稀少。

春季冬转夏的过渡季
节，北方冷高势力衰退，副热带高逐渐加强，气温回升快，雨水
增多。

由于冷暖空气活动频繁，天气多变，有时连阴，对春种
不利。

夏季太平洋偏高，为一年中最强盛的阶段，盛行偏南风，天气炎热多雨。

雨季一般从 6 月下旬结束，雨量集中，暴雨日数不多，但强度大，常易造成洪涝灾害。

秋季为夏转冬的过度
季节，太平洋付高南撤东退，北方冷高压加强，气温降低，雨水
减少，经常出现秋旱，但也有一些年秋绵绵。

9422#测风塔70m 高代表年平均风速为 6.44m/s，年平均
风功率密度为
243W/m2，50m 代表年年平均风速为 6.38m/s，当地空气密度
下年平均风功率密度为246W/m。

0958#风功率密度等级为2
级，风资源较好。

9420#测风塔80m 预装轮毂高度标准空气密度下50 年一
遇最大风速为
33.60m/s，风速15m/s 环境湍流强度为0.133，综合风切变指
数为0.061。

xxx埇桥xxx风电项目风力发电机适合选择安全
等级为IECⅢ C 类风电机组。

1.3工程地质
xxxxxxxxxxxx 48.3MW 风电场位于长江中下游平原，所处位置
是xxx
省东南部边陲，属于平原丘陵地貌。

地貌类型可分为丘陵，阶地，和河漫滩三大地貌单元。

风场内部分区域山顶有少量开荒地，风场四周少量紧邻村庄，区域周边有大量耕地。

地势东北偏高，西南偏低。

北部、南部均为岗坳相间的波状平原。

海拔高度小于300m。

场地地势呈沟岭相间的丘陵，沟的走向无规律。

地面高程150m～300m，最高点位于风场中部五条龙，高程326m，最低点位于风场西部北山一带，高程150m 左右。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录 A 划分，工程区抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。

滑坡、泥石流对风机场地无影响；暗塘（沟）墓穴不良地
质作用不存在，大部分风机基础需经下挖处理后置于天然岩
基之上。

根据该区已经建成的风电场证明，该区建设过程中只
要对开挖边坡做好防护就不会引发地质灾害，运行过程中也
不会有地质灾害发生。

该风电场大部分为一类简单场地，局部为二类场地。

不存在地震液化、崩塌、泥石流等不良地质作用的影响，总体稳定相对
较好，适宜进行风电场建设。

综上所述，本场地在地质构造上属次稳定区的相对稳定地段，本场地未发现
其它不良地质现象，适宜建设风电场。

1.4项目任务和规模
根据xxxxxxxxxxxx风电场所在区域的能源资源、电力系统现状及规划、本项目对系统的影响和要求、场址地形条件、场址区域风资源条件的要求等条件，本期区域规划装机100MW，分两期开发，本期拟安装23 台单机容量2100kW 的风力发电机组，总装机容量48.3MW。

本地区拥有较为丰富的风能资源，从长远战略出发，开发利用风能资源，既能改善环境又可作为常规能源的补充。

本风电场的建设将有助于调整能源结构，增加当地财政收入，提高当地人民的生活质量，促进当地经济的发展。

xxxxxxxxx风电场工程本期装机48.3MW，与xxxxxx风电场共用一座升压站,以一回110kV 线路接入曹村220kV 变电站，线路导线型号LGJ-300，亘长25km 。

风电场升压站110kV 侧采用线路－变压器组接线（带开关）。

1.5风力发电机组选型和布置
经过风能资源分析，9422#测风塔80m 预装轮毂高度标准空气密度下50 年一遇最大风速为33.60m/s，风速15m/s 环境湍流强度为0.133，综合风切变指数为0.061。

xxx风电场风力发电机适合选择安全等级为IECⅢ C 类风电机组。

考虑场址的安装条件和设备运输条件是有效降低工程造价、降低工程风险、保证施
工安全的必要条件。

综合考虑安装和运输条件，为有效降低工程造价，充分利用有限的土地资源和更好的利用风能，发挥风电场经济效益，建议选用大型兆瓦级机组。

利用专业软件对优化布机方案进行发电量计算，综合考虑各因素，选定机型WTG6-2100 80m 轮毂高度机型，风电场理论发电量为14801.3 万kW•h，尾流损失为7.27%，尾流折减后发电量为13725.3 万kW•h，综合考虑各种因素，折减系数为72.0%（不含尾流和空气密度折减），本风电场年上网电量为9882.20 万kW·h，年利用小时数2046h，容量系数
0.234。

1.6电气部分
xxxxxxxxx风电场工程本期装机48.3MW，安装23 台等单机容量 2.1MW 的风电机组，通过2 回35kV 电缆线路送入已建的xxx风电场110kV 升压站，升压站内新设1 台50MVA 变压器，新建单回110kV 线路接入曹村220kV 变电站，线路导线型号LGJ-300，亘长25 km。

风电场升压站110kV 侧采用线路
-变压器组接线（带开关）。

xxxxxxxxx风电场分为三级监控；
第一级为现地控制单元级，可在各台
风力发电机组的现地控制屏上或升压站设备的现地控制屏上对单元设备进行现地监控；第二级为集中监控级，可在风电场
的中控室的控制台上通过监控计算机对风力发电机组进行集
中监控；第三级为调度级，可在电力系统的地调对110kV 升压
站的设备实行远方遥测和遥控。

1.7工程消防
xxxxxxxxxxxx风电场工程消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的设计原则，积极采用先进的防火技术，做到保障安
全，使用方便，经济合理。

本期风电场不设消防机构，但配备一名消防管理人员，进行日常消防监察。

轻度火灾由风电场自行扑灭，若发生重大灾情，由当地消防队支援共同扑灭火灾。

1.8土建工程
本风电场工程拟安装23 台2100kW 风力发电机组，装机总容量48.3MW，预装轮毂高度分别为80m，根据《风电场工程等级划分及设计安全标准》（试行）
（FD002-2007），本风电场工程等别为Ⅲ等，风电机组塔架地
基基础的设计级别为 2 级，升压站建筑物级别为 2 级，工程
建筑物结构安全等级为二级，升压站主要建（构）筑物的抗
震设防类别为丙级。

本工程土建设计部分主要包括：2100kW 风力发电机组基础、35kV 箱式变电站基础、场内道路、集电线路基础、35kV 配
电装置室、主控楼、库房等生产及附属用房。

根据风机厂家的技术参数及其基础资料，并结合本工程场址工程地质条件，本工程风机基础宜采用重力式锥型基础：基础底面为直径18.8m 的圆形，占地面积280m2，基础底板外缘高度为1.1m，基础棱台高度为1.1m，基础埋深为3.4m；基础混凝土为C35 混凝土，基底为100mm 厚C15 混凝土垫层。

单个基础混凝土用量为505m3，钢筋用量约51t。

下阶段应进行工程地质的详勘工作，为基础设计提供必要的依据。

基坑开挖、回填及基础混凝土的施工应遵循风力发电机组厂家提出的施工技术要求和我国相关规程规范。

箱变设计容量为2300kVA，考虑现场实际地基情况比较好，无需处理地基，其基础可采用天然地基上的浅埋基础进行设计，根据箱式变压器厂家提供的箱式变压器外形尺寸，平面上大致呈“品”字形布置，基础采用C25 现浇钢筋混凝土独立基础，基础下设100mm 厚C15 素混凝土垫层，基础埋深
2.0m，边坡拟采用1：0.75。

本期风电场与xxx风电场共用一座升压站。

1.9施工组织设计
本工程选择的是单机容量为2100kW 的风力发电机。

其中最重设备为风机机舱，重约60t，为属常规运输。

最长件是风机叶片，长约54m，单片重10t。

机舱、叶片考虑汽车运输，用平板车转运到场址。

塔筒可由G104 过徐州市，经过X202-
S201-尤集镇-X56-解集镇-风电场，运抵现场。

风电场建设所需的建筑材料，如钢材、水泥、砂石、木材、油料等可到狸桥镇或宣城地区的建材市场购买。

经调查，市场成品料供应充足。

一般机械维修设施设在现场，必要的部件加工及机械维修可去xxx市地区专业厂家，比较方便。

风电场的施工及检修道路同永久道路一同考虑，按通向各机位修建。

在风电场中沿风力发电机组沿线修建干道，再由干道修建通向各机位的支路。

风电场内大部分道路设置在山脊上，道路的最大坡度不超过8％，最小弯曲半径为40m，沿各风机位尽量利用原有的乡间小路进行扩宽裁弯取直，本工程需新建场内道路长33km。

为四级公路标准，荷载设计标准为：公路—Ⅱ级，临时施工道路采用宽5m 的砂石路面。

施工结束后改为4.5m 宽检修道路，其余恢复为林地或草地。

施工道路参照《厂矿道路设计规范》中山岭重丘四级厂外道路设计。

本期风电场共安装塔筒23 台套。

塔筒高80m，分顶、中、底段。

分段吊装，下塔筒就位后，养护期满才能进入下一个吊装工序。

安装完塔筒后吊发电机机舱，再吊叶轮组件。

本工程永久征地面积为19 亩，临时征地面积为621 亩。

施工总进度的安排原则是尽量缩短施工工期，及早发电，并取得经济效益。

本工程施工准备期3 个月，施工工期12 个月。

1.10工程管理设计
xxxxxxxxxxxx风电场工程拟定安装23 台单机容量为2100kW 的风力发电机组。

风电场建成后，场内风力发电机组
及其配套的电气设备管理与110kV 升压站统一考虑，由投资
方组建项目公司进行统一运营管理。

根据生产和经营需要，结合风力发电机组自动化程度高及现代风电场运行特点，遵循精干、统一、高效的原则，对运营机
构的设置实施企业管理。

参照原能源部颁发的能源人（1992）
64 号文“关于印发新型电厂实行新管理办法的若干意见的通
知”，及原电力部颁发的电安生（1996）572 号文件“关于颁
发《电力行业一流水力发电厂考核标准》（试行）的通知”的
意见，结合本期风电场的特点，本期风电场考虑管理及运行
维护人员15 人，主要负责本期风电场管理、安全检查、风
力发电机组定检、日常维护等工作。

1.11环境保护与水土保持
根据工程性质、规模及工程区环境情况，对环境影响因子进行筛选认为，工程对局地气候、环境地质、地表水及地下水、野生生物不产生影响或影响较小。

从总体情况来看，工程对环境
的影响源主要是施工噪声、施工扬尘、风机的噪声及光影闪烁、
电力设备的电磁辐射、生活污水及垃圾、生态环境的破坏。

在项目设计、建设和运营阶段严格执行环境保护措施，即施
工噪声、风机运行噪声采用低噪声设备和距离衰减；合理的风电机组布置防止运营期输电设备产生的电磁辐射对微波通信干扰
影响；项目不同阶段产生的固体废弃物、废污水就地或集中收
集处置；施工扬尘采用洒水作业、车辆覆盖蓬布和风天禁止作业等防尘措施，项目建设对当地区域环境质量及敏感目标影响较小。

项目施工过程采取合理施工、优化机组布置避免对点居的
村落和现有植被等保护目标的占用和影响，并采取有效的植被恢复和异地补偿绿化。

同时，项目建设也推动了节能技术进步，促进了当地节约能源和建设资源节约型、环境友好型社会。

风电
场建成后，年发电量为9882.2 万kW•h，同燃煤火电站相比，
按标煤煤耗为330kW•h 计，每年可为国家节约标准煤
32611.26 吨。

相应每年可减少多种有害气体和废气排放，
其中减少二氧化硫排放量约为521.78 吨，一氧化碳排放量约为7.50 吨，氮氧化
物（以NO2 计）排放量约为296.11 吨，温室效应气体CO2 排放量约为89680.97
吨，减少粉尘排放量约为4221.07 吨。

根据项目区水土流失现状及工程兴建可能引起的水土流失分析，结合主体工程布局，将项目区水土流失防治分区分为：风
电机组区、升压站区、道路区、临时施工场地区、渣场等五个
区域单元。

项目建设过程中采取工程措施（场地平整、表土剥
离）、植物措施（植被恢复和绿化）和施工临时措施（排水工程和拦挡）
等水土保持措施，可有效的降低项目建设造成的区域内的水土流失量，有利于区
域生态环境的改善和恢复。

本工程的环境保护与水土保
持工程的静态投资为239.12 万元。

1.12劳动安全与工业卫生设计
xxxxxxxxxxxx风电场工程的建成运行必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，加强运行管理，实现全员、全过程、全方
位的管理和监督，保证场内各类设备的安全经济运行和工作人
员的人身安全。

施工期的主要危害安全的因素有风力发电机组的吊装、安装人员在高空作业及施工用电安全。

所以要选择具有较强施工
能力、具有先进设备、管理完善工程承包商进行施工和对风电
场施工有一定经验的单位承担监理工作。

风电场在运行过程中应严格执行安全操作规程，对可能存在的直接危及人身安全和身体健康的危害因素如：火灾、雷击、
电气伤害、机械伤害、坠落伤害等应做到早预防，勤巡查，
消除事故隐患，防患于未然。

风电场应设置兼职的安全员，对新员工进行安全教育培训，取得上岗证才可进行工作，对已有员工定期进行安全规程的培
训考核，考核合格后方可上岗工作。

制定风电场的各项规章制
度，包括安全工作规程、消防规程、工作票制度、操作票制度、
交接班制度、巡回检查制度、操作监护制度，并认真贯彻实施。

风电场安全卫生工作与生产统一，由兼职安全员负责场内的安全与卫生监督工作。

1.13节能分析
节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针。

因此，节约能源就成为人们生产生活的各个方面都必须认真
考虑的问题。

风电场在设计、建造和运营过程中，节能措施主
要包括电气节能和建筑节能两个方面，具体内容有供配电系
统的节能设计、变压器的节能设计、减少线路损耗、提高供配
电系统的功率因数、电动机节能设计、照明的节能设计、节能
建筑规划设计、增强建筑维护结构的保温隔热性能、空调系
统节能、运行管理过程中节能等。

风电场作为一种清洁的可再生能源，其自身就是对传统能源的节约。

但是，关于能源的合理运用还是有很多工作可作的，只要结合工程特点，综合利用各种节能技术措施，选择经济合
理的节能方案，必定可以获得显著的节能效果。

1.14工程设计概算
工程概算依据国家、电力部门及xxx省有关规定、定额、费率标准等，并结合风电场工程建设的特点，按2013 年4 季度价格水平进行编制。

经计算，动态
总投资43249.60 万元，静态总投资42152.39 万元，主体工程
一至四部分合计
41325.87 万元。

其中，施工辅助工程占1.30%，机电设备及安
装工程占74.44％，建筑工程12.59％，其他费用11.66％。

本风电场与xxxxxxxxx风电场共用一座升压站，共用项目投资两项目平均分摊，分摊后，本工程项目工程总投资44343.90 万元，静态总投资43218.93 万元，主体工程一至四部分合计42371.50 万元。

其中，施工辅助工程占 1.27%，机电设备及安装工程占73.73％，建筑工程13.53％，其他费用
11.46％。

投资以机电设备及安装工程为主。

机电设备中又以机组（含塔筒和箱变）的费用所占比重最大，机组（含塔筒和箱变）的价格变化能比较明显地影响投资的变化和经济技术指标。

1.15经济及社会效果分析
xxxxxxxxxxxx风电场拟安装23 台单机容量2100kW 的风机，总装机容量48.3MW，平均年上网发电量9882 万kW·h；
估算本工程建设投资为42152 万元，计入建设期利息和流动资金后，总投资为43394 万元。

本项目计算期为21
年，其中：建设期 1 年，生产经
营期20 年。

本项目建设资金由股东投资和国内贷款组成，经计算，本项目
资本金为8693
万元（含铺底流动资金43 万元），利用国内银行长期贷款本
金为33502 万元，
贷款年利率6.55%，建设期利息为1097 万元，平均贷款期限为
16 年，工程施工期间不还本付息。

根据国家发改委《关于完善风力发电上网电价政策的通
知（发改价格
【2009】1906 号）》，本风电项目属于Ⅳ类资源区，本项目
运营期不含增值税与含增值税标杆上网电价为0.5214 元
/kW·h 和0.6100 元//kW·h。

本项目财务内部收益率为7.07%，资本金内部收益率为8.21%。

年发电销售收入为5152 万元。

年均利润总额1269 万元，年均税后利润939 万元。

全部投资
回收期为11 年。

1.16结论
综上所述，本阶段通过对xxxxxxxxxxxx风电场工程的风能资源分析，对风电机组进行了合理布置；经过论证比较，优选了
风电场主接线方案；结合工程特点，推荐了加快投产的施工方
法；经过工程概算和财务评价，分析了该工程的经济效益和潜
在风险。

可行性研究设计表明，兴建本工程在技术上是可行的，在经济上是合理的。