关于新能源风力发电项目建设可行性研究报告

关于新能源风力发电项目可行性研究报告
项目概述
本项目风场位于山东省济宁市，金乡县境内地势平坦，气候宜人，自然资源丰富，属于暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候，四季分明。

区域优越，交通条件便利，境内陇海铁路、310国道、连霍高速公路、豫324、325、326省道横穿东西，京九铁路、济广高速公路、105国道、豫203省道纵贯南北。

XXXX风力电场工程位于XXXXXXXX境内，风场90m高度风速达5.61m/s，地势平坦，距地面90m处湍流较小，本项目拟推荐150台GHFD120-2000/S 型风力发电机组，装机容量300MW。

其理论发电量为88295.36万kWh，据此推算风力电场的年上网电量为67104.47万kWh，平均单机上网电量为447.36万kWh，风场等效满负荷小时数为2236h，有较好的发电效益。

XXXX属黄XXX市属黄河冲积平原，地质结构稳定，无不良地质灾害的发生，适合建设风力电项目。

本风力电场项目建成后，可直接向河南省供电，满足区域负荷发展的需要，节约煤炭等资源，对促进区域经济和社会可持续发展产生积极作用，社会效益和环境效益显著。

1风场概述
河南省XXXXXXXX风力电场位于XXXX下的XXXX，XXXX地处XXXX区东部，西邻商丘新区。

位于北纬33°43'～34°52'和东经114°49'～116°
39'之间，县境东西宽47.5公里，南北长67.6公里，面积1558平方公里。

境内地势平坦，气候宜人，自然资源丰富，常年平均气温14℃，年日照率53%，年平均无霜期216天。

XXXX地处中纬度，属于东部暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候，四季分明。

气候和雨量变化显著，春季温暖多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽温润，冬季寒冷干燥，年平均风速3.1m/s，年均气温为14.1℃，年均降水量726.5mm。

虞城区位优越，交通条件便利。

十县通衢，投资环境优良。

境内陇海铁路、310国道、连霍高速公路、豫324、325、326省道横穿东西，京九铁路、济广高速公路、105国道、豫203省道纵贯南北。

项目所在位置地势由西北向东南微倾。

海拔高程在39m～58m之间，自然坡降为1/5000～1/6000。

因黄河决口、泛滥，形成三种明显的微型地貌。

在区域性地质构造上，位于华北中、新生代盆地南缘，为巨厚的新生界松散沉积物覆盖，区域地质构造稳定，无不良地质灾害。

XX市的矿产资源分布不均，但煤炭资源优势比较突出。

目前XXXX已发现的矿产资源有17种，煤炭资源为最重要的优势矿产资源，已进行过地质勘探工作的矿产地15处。

XXXX风力电场项目建成后，可直接向河南省供电，满足区域负荷发展的需要，节约煤炭等资源，对促进区域经济和社会可持续发展产生积极作用，社会效益和环境效益显著。

2风资源及产能分析
2.1风能资源概况
XXX市XXXX地处黄河冲积平原，位于华北平原南部，地势由西北向东南微倾。

气候宜人，自然资源丰富，常年平均气温14℃，年日照率53%，年平均无霜期216日。

XXXX地处中纬度，属于东部暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候，四季分明。

气候和雨量变化显著，春季温暖多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽温润，冬季寒冷干燥。

年平均风速3.1m/s，年均气温为14.1℃，年均降水量726.5mm。

2.2风能资源评估及资料
(1)《风力电场风能资源测量方法》GB/T18709-2002
(2)《风力电场风能资源评估方法》GB/T18710-2002
(3)《风力电场风能资源测量和评估技术规定》发改能源[2003]1403号
(4)《风力发电机组设计要求》GB/T18451.1-2012/IEC61400-1：2005
(5)《风力电场工程可行性研究报告编制办法》发改能源[2005]899号
(6)XXXX气象局为省级气象局，能满足所需要求。

2.3拟建风力电场地区风资源
2.3.1风资源参数分析
空气密度
根据空气密度计算
P
ρ=
RT
式中：P为年平均气压
R为气体常数，287J/kg
T 为年平均空气开氏温标绝对温度
根据数据计算本项目空气密度为1.20kg/m 3。

湍流强度
湍流是指风速、风向及其垂直分量的迅速扰动或不规律性，是重要的风况特征值。

湍流很大程度上取决于环境的粗糙度、地层稳定性和障碍物。

V I T σ
=
式中：I T 为湍流强度 σ为10min 风速标准偏差
V 为10min 平均风速
由于本项目地势平坦，估测该项目湍流值为0.12。

风切变指数
在近地面层中，假设大气层结为中性，湍流将完全依靠动力原因来发展，这时风速随高度变化服从普朗特经验公式；风速随高度增加将有显著变化，但由于地表面粗糙度不同，风速随高度的变化也不同，在此使用幂次律的风廓线公式可求的风切变指数：
2
1
2
1
ln
ln v v z z α=
式中：α为风切变指数；
V 为平均风速； h 为水平高度。

年代表风速
2.3.2根据FreeMeso及其他中尺度软件综合评价，XXXXXXXX沿线70m风
速达5.42m/s，推算至90m高度风速达5.61m/s，该风速具有良好的开发价值。

2.3.3风能资源评价
XXXX风力电场工程位于XXXXXXXX境内，风场90m高度风速达5.61m/s，地势平坦，距地面90m处湍流较小，初步估测该风场数据IECIII-B类风场，风场年平均风速较低，建议采用高轮毂，大直径叶片的风力发电机组。

2.4风力发电机选型
在风力电场交通便利，风力电机组技术可行、价格合理的条件下，单机容量越大，越有利于充分利用风力电场土地，充分利用风力电场的风力资源，整个项目的经济性就越好。

但对于一个特定的风力电场，在现有的经济、技术和国产化率条件下，单机容量选择在某个确定的范围内，项目的经济性会相对较高。

所以，在本次进行单机容量选择时，首先确定一个适合于本项目的容量范围，然后在该范围内选择一种技术成熟、市场业绩良好、经济性较好并且国产化率较高的机型。

XXXX依据XXXX风力电场场址的风资源条件及适用安全性等因素，综合考虑机组安全等级要求、风力电机组的结构型式、风力发电机功率调节方式、风力发电机低压穿越能力等因素。

XXXX拟推荐GHFD113-2000/III、GHFD117-2000/S、GHFD120-2000/S三组风力发电机组作为本项目的备选机型。

2.5推荐机型参数
根据XXX风资源情况，XXXX拟推荐GHFD113-2000/III、
GHFD117-2000/S、GHFD120-2000/S风力发电机组，具体参数见下表。

表3-1三种风力发电机组特性表
2.6风力发电机组布置
XXXX风力电场位于XXXXXXXX境内，场址周边分布有居民点，风力电场规划设计时应避免噪声扰民。

另外，场址区域内也分布着部分景观设施及厂矿企业，也应尽量避免对其造成影响。

2.6.1布置原则
1）首先应充分考虑场址内盛行风向、风速等风况条件，在同等风况条件下，应优先考虑地形地质条件良好且便于运输安装的场地进行布置。

2）布置时，既要充分利用场地内空间和土地资源，又要尽量避免风力电机组之间的尾流影响，同时还要尽量兼顾风力电机之间各种电气设备的配置及保护要求。

3）对不同的布置方案，要按全场发电量最大且兼顾各单机发电量的原则进行优化选择。

4）为了便于施工与运行维护和降低工程投资，同一风力电场址内尽量选用单机容量与型号相同的风力电机组。

5）风机布置距场内高压线路、民居、坟地等留有合适的距离
6）综合考虑现场运输和安装条件，机位选择时需要选择适当的地形坡度。

7）环境保护等其他制约因素。

风力电场发电量估算
风力电场年发电量计算采用了WindFarmer风力电场设计优化软件，结合风力电场历史风速系列资料及选定风机机型和风力电机组功率曲线，进行各种损耗与风力电机组利用率、空气密度等参数的修正计算，最后得到该风力电场的年上网电量。

2.7风力电场年上网电量修正系数
风力电场年上网电量是在理论发电量的基础上，考虑风机利用率、气候影响、空气密度、功率曲线、风机尾流、风机叶片腐蚀污染、控制和湍流强度、风力电场内能量损耗等因素的影响，对其进行修正，得出风力电场年上网电量。

1）空气密度修正
由于风场场址空气密度功率曲线已反映了本工程风力电机组的功率特性，故空气密度不做修正。

2）尾流影响折减系数
尾流模型采用windfarmer软件内置的修正PARK模型，计算各单机的发电量时，已考虑了尾流对发电量的影响，本工程风力电机组尾流损失为4%，故在计算风力电场年发电量综合折减系数时，不再考虑尾流影响折减系数。

3）风力电机组可利用率
风力电机组因故障、检修及电网停电等因素不能发电，考虑目前风力电机组的制造水平及风力电场运行、管理及维修经验，提出本工程风力电
机组可利用率为95%。

4）风力电机组功率曲线保证率
久和风力电机组功率曲线保证率均能达到95%以上，故提出本工程风力电机组功率曲线保证率为95%。

5）叶片污染折减系数
本工程风场场址区域，降水量较少，干旱，植被稀疏，浮尘日数较多，秋季末各种小昆虫特别多，极易造成叶片表层污染。

根据对我院设计并已投产的风力电场调研，提出本工程风力电机组叶片污染折减系数为2%，该项可利用率为98%。

6）气候影响停机折减
根据中国风力电场的实际运行经验，风力电机组一般在破坏性风速影响时出现因气候影响停机，本风力电场地处湖南，存在极端气候和大风的概率，气候影响停机折减修正系数取98%。

7）控制和湍流折减系数
控制是指风力电机组随风速、风向的变化控制机组的状态，实际情况下运行中的风力电机组控制总是落后于风的变化，造成发电量损失。

控制和湍流强度系数越大，相应的控制和湍流折减系数越大。

综合考虑由于控制策略的变化，引起的风力电机组的切入切出的影响，以及本工程不同高度湍流强度系数不大，故提出本工程风力电机组控制和湍流折减系数3%，该项可利用率为97%。

8）场用电、线损等能量损耗系数
计算上网发电量时，应考虑风力电机组箱式变压器、电缆(或输电导线)、升压变压器和送出线路的电能损耗及风力电场自身用电量。

根据电气专业对各风力电设备电能损耗和场用电量计算，风力电场综合场用电率为2%。

9）其他折减因素
由于软件计算误差由于受地形图精度、计算模型、测风精度等不确定因素影响以及软件的适应性等引起的软件计算误差，选取该折减系数为2%，该项可利用率为98%。

电网频率波动与限电等折减由于电网的频率波动，为保障电网安全而暂时限电等影响，风力电场会由于暂时脱网而影响风力电电量上网。

故选取该折减系数为2%，该项可利用率为98%。

10）风力电场年发电量综合折减率计算
根据上述各修正系数和折减系数，计算出各自的可利用率：
空气密度可利用率100%
风力电机组可利用率95%
风力电机组功率曲线保证率95%
叶片污染可利用率98%
气候影响可利用率98%
控制和湍流可利用率97%
场用电、线损等能量损耗可利用率98%
软件计算误差可利用率98%
电网频率波动与限电等折减可利用率98%
将上述各自可利用率相乘，得出本工程风力电场不计尾流损失的本工程风力电场年发电量综合可利用率为76%，即综合折减率为24%。

2.8场址发电量
XXXX风力电场工程拟推荐150台GHFD120-2000/S型风力发电机组，装机容量300MW。

其理论发电量为88295.36万kWh，据此推算风力电场的年上网电量为67104.47万kWh，平均单机上网电量为447.36万kWh，风场等效满负荷小时数为2236h，容量系数为0.255。

3地质概况
3.1地形地貌
XXXX地处黄河冲积平原的中部，属黄河冲积平原，旧有“三岗，十八
固，二泽”，“一故堤”。

地势由西北向东南微倾。

海拔高程在39m～58m之间，自然坡降为1/5000～1/6000。

因黄河决口、泛滥，形成三种明显的微型地貌。

在区域性地质构造上，位于华北中，新生代盆地南缘，为巨厚的新生界松散沉积物覆盖。

由于黄河多次泛滥、决口和改道，加之长期的雨水、风力作用及人们生产活动的影响，使商丘区域内形成了许多沙丘、滩地、湖洼地、槽形地和蝶形洼地，相互交替分布，构成较复杂的平原地貌。

基本分为高滩地、背洼地、缓坡平原和孤山残丘四种地貌类型。

3.2地质条件
地层：XXXX为厚度150-1000米的新生代松散物所覆盖，仅在永城市东北、东南隅有古生代基岩裸露。

地层从古生界到新生界均有分布。

与华北其它地区类似，缸失上奥陶统到下石炭统，自下而上依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系、侏罗系、白垩系、新三系与第四系。

3.3地质构造
XXXX褶皱及断裂构造均较发育。

前古生代形成近东西向构造，中生代燕山运动东西构造的形式，形成北东向为主体的构造格架，局部亦有北西向构造，使地层展布向西下落为阶梯状断裂和断块。

3.4工程地质
历史上记载的5-6级以上地震，曾先后在虞城、柘城及邻区太康、许昌、濮城、通许、菏泽等地发生过，规划区在这些大震时期都有过震感，并有房倒人亡的震害记载，从震害记录推测，烈度超过6-7度。

通过地震
危险性分析对XXXX影响较大的潜在震源区为：商丘6.5级潜在震源区、新乡7级潜在震源区、菏泽7.5级潜在震源区，范县7.5级潜在震源区。

因此商丘未来可能遭遇地震烈度不会小于6-7度，对高层建筑、重要工程、生命线工程和次生灾害工程来说，必须考虑地震安全性评价工作。

另外，通过卫星航磁解译，商丘地区在陇海铁路沿线有地震断裂带，2-4公里以内对建筑物有一定的影响，2公里以内对建筑物影响较大，故规划建议沿陇海铁路附近4公里以内不应规划重要建筑物和重要危险品仓库。

XXXX地处平原，地质结构稳定，拟建风力电场距离XXXX较远，不在地震断裂带区域之内，风力电场项目所在区域没有发生过滑坡、崩塌等地质灾害。

4电气
4.1风力电场升压站接入系统方案
XXXX风力电场升压站新建1回220kV线路，导线型号为LGJ-400。

4.2电气主要设备的选型和布置
35kV配电装置采用户内手车式成套开关柜，短路水平按31.5kA选择。

4.3风力电场集电线路接线方案
按风力发电机组布置及线路走向划分，本期风力电场30万kW共设2回35kV集电线路，采用“放射形”连接方式接入220kV升压站35kV配电装置。

综合考虑当地政府规划部门及业主要求，运行维护，施工投资等方面，风力电场集电线路按电缆直埋敷设方案设计。

4.4风力电机组和主要电气设备的控制保护
4.4.1风力电机组的控制和保护
为便于风力电场的运行管理，提高自动化水平，风力电机组采用微机监控系统。

微机监控系统分就地监控系统、远程中央监控系统、远程监测系统三部分。

风力发电机设有过载、堵转、短路、缺相、三相不平衡、过压、失压、温度过高、振动超时、过速、电缆缠绕等保护。

保护装置动作后跳开发电机出口空气断路器并发出保护装置动作信号。

4.4.2箱式变压器的控制和保护
箱式变压器的低压侧开关采用就地控制方式。

风力发电机的0.69/37.5kV±2×2.5%升压变压器高压侧采用负荷开
关加熔断器，利用熔断器作为变压器的短路保护。

低压侧设智能塑壳断路器，故障时智能脱扣器跳此断路器。

5工程消防设计
5.1本工程消防设计
贯彻“预防为主、防消结合”的方针，立足自救，结合实际情况设置消防系统，加强站区自身的防范力量。

设计严格遵从国家消防条例、规范，采用行之有效的防火、灭火技术，做到保障安全、方便使用、经济合理。

5.2施工期消防设计方案
工程站区消防总体方案分为：采用消火栓消防系统和设置灭火器。

站内设生活消防水泵房、消防蓄水池各1座，泵房内设消防泵2台，消防稳压泵2台。

在站区设室外消火栓，消防管道在站区综合楼、仓库及汽车库区域布置成环状，并在综合楼、仓库及汽车库内设室内消火栓和灭火器。

6土建工程
6.1本工程项目的规模、等级、标准
本工程风力电场规划装机容量30万kW，电压等级为220kV。

根据《风力电场工程等级划分及设计安全标准》(试行)FD002-2007，工程规模为大(1)型，工程等别为Ⅰ等。

6.2总体方案布置
站区沿XXXX走向布置，XXXX拟规划长度约50km，河两岸可建设宽度为120m。

站区内升压站设备架构与生活、服务性建筑之间用围栅隔开，构成两个相对独立的区域。

升压站设备架构区布置在站区东侧，生活、服务性建筑布置在站区西侧。

220kV屋外配电装置布置在站区东南侧，向南出线。

35kV屋内配电装置室布置在220kV屋外配电装置北侧，主变压器布置在220kV屋外配电装置与35kV屋内配电装置室之间，动态无功补偿装置布置在35kV屋内配电装置室北侧。

综合楼布置在设备架构区的西侧，进站道路由综合楼南侧引入站区。

仓库及汽车库、生活消防水泵房及反渗透处理室贴建，布置在综合楼北侧，污水处理设备及格栅井、排水泵井布置在站区的西北角。

大门入口处，结合绿化统一布置，进行重点处理。

站区大门采用电动伸缩大门。

6.3风力电机组的基础设计
基础形式暂定为现浇钢筋混凝土圆形扩展基础。

基础底面直径为Ф18000mm，台柱直径为Ф6200mm。

基础混凝土强度等级为C35，基础下设200mm厚C20素混凝土垫层。

6.4箱式变电站的基础设计
每台风力发电机配置一台箱式变压器，共计150台。

考虑现场实际地基情况比较好，基础采用天然地基上的浅埋基础进行设计，参照已建工程的箱式变压器基础设计，本工程箱式变压器基础采用现浇混凝土箱式基
础，采用C30素混凝土结构，基础埋深1.80m。

施工图阶段需根据箱式变压器厂家提供的箱式变压器外形尺寸调整尺寸。

7施工组织设计
7.1施工条件
7.2本工程施工高峰用水量约为260t/d，本工程施工高峰期用电负荷为250kVA，用电可采用升压站内站用电，同时配备30kW移动式柴油发电机2台作为风力发电机基础的施工电源，适应风力电场施工分散的特点，以上供电组合能满足生产及生活用电，水泥、木材、钢材、砂石骨料、油料等建筑材料可就近在XXXX购买。

7.3交通状况
风力电场工程对外交通运输道路主要有S203、S326、G310及G105高速，交通条件便利。

7.4风力电机组的安装方法
由于施工吊装场地有限，同时考虑到吊装设备的吊装能力和设备吊装的安全性，风力发电机组的塔筒、机舱及叶片的安装应分先后顺序施工。

先将塔筒运到每个机组吊装场内，分节吊装就位后，再将机舱及叶片运到吊装场内摆放到位，分步施工。

所有风机设备随吊随运，避免二次倒运。

7.5主要建筑物施工方法
风力电场主体工程施工主要包括：风力发电机组基础及箱式变压器开挖和混凝土浇筑、风力发电机组设备安装、箱式变压器安装、电力电缆和光缆敷设。

风力发电机组基础工程施工包括基础土石方开挖和基础混凝土浇筑。

本工程共开挖150个基础，基础开挖深度约3.8m，每台风机开挖土方约
1100.0m³。

基础开挖过程中，首先采用挖掘机，进行设计基底高程200mm上土层的清理，人工修整基坑和边坡；开挖土方沿坑槽周边堆放或用汽车运到规划的指定地点。

基槽开挖完工后，应清理干净，进行基槽验收，根据不同地质情况分别采取措施进行处理。

7.6施工总布置原则
(1)施工总布置遵循因地制宜，利于生产、生活，方便管理，安全可靠、经济适用的原则。

(2)充分考虑风机的布置特点。

(3)根据工程区域地质条件及施工布置，统筹规划，尽量节约用地，合理布置施工临时设施，尽可能实现永临结合。

(4)结合当地的条件，合理布置施工供水与施工供电。

(5)施工期间施工布置必须符合环保要求，尽量避免环境污染。

7.7施工进度及主要建筑材料、施工机械设备
整个风力电场30万kW机组容量于的一期工程计划于测风塔安装后的第二年竣工，总工期为5个月。

水泥、木材、钢材、砂石骨料、油料等建筑材料可就近在XXXX购买。

7.8施工期用水、用电的数量和来源
本工程施工高峰用水量约为260t/d，本工程施工高峰期用电负荷为250kVA，用电可采用升压站内站用电，同时配备30kW移动式柴油发电机2台作为风力发电机基础的施工电源，适应风力电场施工分散的特点，以上供电组合能满足生产及生活用电。

8工程管理设计
8.1风力电场的定员
本风力电场工程管理机构的组成和编制按如下原则：全场定员20人。

其中，运行人员5人，检修人员和其他工作人员9人，管理人员6人。

实行两班制，每十天轮一班。

8.2主要工程管理方案
工程在建设期间和建成投入运营后，都需要设置专门的管理机构集中管理。

主要管理对象为风力电场内的风力发电机组及其他设施，风力电场内升压变电站。

风力电场内的风力发电机组及其他设施，主要工作为风力发电机组和箱式变电站日常巡视、维护、小规模设备检修，风力电场中央控制室值班，风力发电机组大修可采用外委方式。

风力电场内升压变电站，按少人值班的原则设计，按少人值班方式管理，设备检修可委托给当地供电局。

9环境保护和水土保持设计
9.1环境保护方案
(1)环境空气污染防治措施
施工期：主要采取作业面定期洒水，大风天加大喷洒频次的加强抑尘措施；对砂石料堆放场采取拦挡、苫盖措施。

运行期：本工程运行期不产生大气污染物，对环境空气无影响。

(2)水环境污染防治措施
施工期：施工生活污水及机械冲洗废水分类收集处理，生活污水经处理后与施工同步边处理边用于绿化或喷洒抑尘。

机械废水、混凝土拌合排水经处理后用于施工区抑尘。

施工机械冲洗产生的含油废水由移动式油处理设施处理后用于施工场地抑尘、绿化喷洒。

运行期：本工程升压站设地埋式一体化污水处理设备，生活污水经接触氧化、沉淀、消毒后可达到一级排放标准，可作为场区绿化用水或排放。

(3)噪声防治措施
施工期：从噪声源控制上最大限度减小施工噪声，并合理布置噪声较大机械的位置，避免或减少对噪声影响；通过加强对施工单位的管理，做到文明施工，可有效减轻噪声影响。

运行期：本工程风力发电机选用隔音防震型，变速齿轮箱为减噪型，叶片用减速叶片等。

(4)固体废物污染防治措施
施工期：固体废物主要为土建工程基础回填余土，风机基础、箱变清表及基础回填余土等。

回填余土就地平整低洼处，并进行植被恢复；建筑垃圾应运至当地指定地点处置，不随意堆放。

施工人员产生的生活垃圾交由环卫部门统一处理。

运行期：固体废物只有运行人员产生的生活垃圾。

本工程运行维护人员20人，产生的生活垃圾很少，通过集中收集、存放，并委托当地环卫部门定期统一处理，可消除生活垃圾对环境的影响。

(5)电磁辐射污染防治措施
通过采取使用设计合理的绝缘子和能改善绝缘子表面或沿绝缘子串
电压分布的保护装置；合理选择高压电气设备、导线和金具；高压设备合理布置，通过距离衰减，减小升压站围墙外的电磁场强度及无线电干扰。

9.2水土保持方案
(1)风机基础开挖施工过程中表土、回填土堆放采取拦挡、苫盖措施。

(2)升压站施工区内设置临时排水沟，表土、回填土堆放采取拦挡、苫盖措施。

(3)各施工区回填余土及表土进行平整。

(4)施工结束后施工临时占地采取土地平整和植被恢复措施。

(5)工程永久占地区除建筑物占压外，采取硬化、绿化措施。

10劳动安全与工业卫生设计。