宁夏京能灵武风电场三期49.5MW工程可行性研究报告

1.概述 1.1 地理位置 宁夏京能灵武风电三 期 49.5MW 工程场址位于宁夏回族自治区灵武市石沟驿煤矿南面，东距盐池县直线距离约 70km，南北距吴忠市和灵武市直线距离分别约 48km、 45km。地理坐标东经 106 34，北纬 37 37。交通运输便利周边西邻国道 G25 高速公路，东连国道 G211、 307、省道 302（盐兴）、203（惠平）、 101 等主要公路干线。海拔高度 1350m。风电场占地 18.5k 。 1.2 工程任务 受宁夏京能新能源股份有限公司委托，编制宁夏京能灵武风电场三 期 49.5MW工程可行性报告 。有关项目的支持性文件由建设方另行汇编。 1.3 兴建缘由 从电网电力结构来看，大力发展风力发电，将改善电源结构，建设风电场有利于增加可再生资源的比例。 风电场的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，发展风电可以大量减少二氧化碳、二氧化硫的排放，减低全球温室效应，保护生态环境。为经济发展提供良好的环境，从而促进国民经济可持续发展。 1.4 建设规模 本工程规划容量 300MW，一 、二 期工程 已 建设容量 99MW，分六期建设。本期建设容量 49.5MW,本期拟装机规模为单机容量的 1500KW 的风力发电机组 33 台。 2.风能资源 2 1 概述 宁夏地区风速有较明显的季节性变化，一般春季最大，冬夏季次之，秋季最小。全区月平均最大风速，宁夏平原大多出现在春季月，宁南山区出现在 5 月。 2.2 测风情况 2.2.1 参证气象站 距风电场较近的气象站为灵武气象站，该站位于灵武市，站址地理位置约为东经 106 20，北纬 38 05，与风电场相距约为 45KM，至今已有 49 年的连续观测纪录。 本工程采集到的气象站资料包括： （ 1） 1961 年 1 月 2009 年 12 月各年逐月平均风速 （ 2） 2007 年 1 月 1 日 2007 年 12 月 31 日 逐时平均风速风向本项目采用灵武气象站为风电场的参证气象站。 2.2.2 测风塔 本项目利用业主方提供的位于项目场地的 1#测风塔 2007年 1 月 1 日 2007 年 12 月 31 日连续一年的测风数据进行风能资源分析。 2.3 风能资源综合评价 风电场 70m、 10m高度处代表年年平均风速分别为 6.7m/s、153.8w/ 。风电场 70m、 10m 高度处代表年年有效风速小时数分别为 7277h(325m/s)、 6696h(325m/s)。风电场 70m高度代表年风向及风能主要集中于 135 180（ SES）及247.5 315（ WNW）之间，占总风能的 75%。风电场 70m高度处 50年一遇最大风速为 34.4m/s,湍流强度（ I15m/s）为0.08。 3工程地质 该场地地貌单元为山前冲洪积平地，地形平坦开阔，基本呈东高西低的趋势。场地内最大钻探深度 10.00m 范围内的地层主要以细砂、砾沙、碎石等构成。 4.项目任务和规模 4.1 电网现状 截至 2009年底宁夏电网总装机容量 9826.6MW，其中火电装机容量为 8556MW，占总装机容量的 89.7%；水电装机容量为 422.3MW，占总装机容量的 4.4%；风电容量 536.7MW，占总装机容量的 5.63%，太阳能光伏装机容量为 20.33%。 宁夏电网位于西北电网的东北部，是西北电网重要的组成部分。截至 2009年底宁夏电网最高电压为 750KV，主网电压750KV、 330KV、 220KV 。银川及以北为 220KV 电网，银川地区南部及其他地区为 330KV 电网，其中宁东地区为 750 KV、 330KV、 220KV混合电网，青卫宁地区为 330KV、 220KV混合电网，除此之外， 750KV 和 330KV 电压还作为宁夏与西北电网的联络线电压。 2009 年电网统调最大负荷 7030MW，比上年 增长 16.58%。统调用电量为 463.8 亿 KWH,同比增长4.48%。 4.2 风电场与系统的关系 “十一五”期间宁夏将建成千万千瓦级电力基地，预计2010 年发电装机容量将达到 1300 万千瓦左右，满足区内用电的同事实现水火点打捆外送电 400 万千瓦时。从区内市场看，“十一五”期间自治区经济将保持持续快速发展，区内电力需求也将平稳增长 11%左右，到 2010 年最大负荷达到879 万千瓦时，全社会用电量达到 565 亿千瓦时。总体来看，需求侧区内、区外两个市场均将稳步增长，供应侧电力充足、电网坚强，发电能力和输电能力均满 足区内外供电需要。 宁夏电网负荷预测 单位： 10MW 序号 项目 2009 年 2010 年 “十一五”增长率 2012 年 2015年 “十二五”增长率 1 全网用电量 464 565 13.28% 722 926 11.24% 2 全网最高发电量 755 879 15.10% 1121 1439 10.37% 由于本期风电场的装机容量相对于全网装机比例较小，风电功能不会在很大程度上改变宁夏电网已有的平衡状态。 5.风电机组选型和布置 5.1 风电发电机组机型初选 根据风能资源分析评估结果，该风电场地 区风能资源较好，风功率密度等级属 3 级，该风场适宜选用 IECIIIC 类及以上的风电机组，这样可以更好的利用当地的风能资源。本项目在考虑了风场地区的地形及交通运输条件，以及机组国产化、低温、沙尘暴等气候影响因素后，初步选择了单机容量分别为 1500KW 的三种不同机型进行比较。 5.2 风电机组总体布置 在保持本期开发容量 49.5MW 不变的前提下，分别选择WTG1500A 33、 WTG1500B 33、 WTG1500C 33三种方案进行风力发电机组布置。为充分利用风能资源和场地，减少电力电缆的用量，方便交通安装，本 项目采用 WAsP和 WindFarmer软件对三种方案进行优化布置和年理论发电量计算。 5.3 各种机型方案经济比较 对各种比选机型方案分别计算各自的发电量、单位千瓦时投资。经比较分析各比选机型中以 WTG1500A 型风机的风电场年理论发电量最高，且单位千瓦 .时投资最低。经综合比较可知， WTG1500A型风机年理论发电量高，投资小，性能较稳定，机组比较适于本风电场。因此本项目推荐选用适合于本风电场风况的 WTG1500A 型风力发电机组，轮毂高度 70m。 6.电气 6.1 风电场接入系统方案 风电场在一期工程已建设一 座 220kv 风电场升压站，装设1 台容量为 150MVA的主变压器，风电场升压站出单回 220kv线路接入系统，本期工程风力发电机组接入一期工程已建成的 220KV 升压站 35KV 配电装备。 6.2 风电场集电线路接线方案 本期建设风力发电机组 33 台，额定功率 1.5MW，额定电压 0.69kv。每台风电发电机组均采用发电机 变压器组单元接线方式升压后接至 35kv 集电线路，建设 4 回 35kv几点线路，每回 35kv 集电线路接 8-9 台风力发电机组接入风电场升压站 35kv 母线。 35kv集电线路采用电缆直埋方式，以“放射形”连接方 式接入风电场升压站。 6.3 升压站电气主接线 升压期已建设 1 台 150MVA 三相铜芯双绕组有载调压变压器，设 220kv、 35kv 两级电压。 220kv 出线 1 回，采用线变组接线。 35kv出线 12 回（其中 4回为二期风电场），考虑一、二、三期扩建风电机组的接入，采用单母线接线。在 35KV母线一期已装设容量 30MVar 动态无功补偿装置一套。 7.环境保护和水土保持设计 7.1 环境保护中主要污染源为噪声、弃渣、生活污水、粉尘、破坏土壤及植被、影响候鸟迁徙。 7.2 减少噪声污染的方法，控制施工噪声，选择低噪声的风力发电机 组。施工时减少弃渣量，并有组织堆放，进入运行期对生活垃圾集中处理。对生活污水集中达标排放。控制施工期粉尘。对施工、检修道路及施工、检修场地有组织规划，尽量减少对植被的破坏，并要对已破坏的植被恢复。选择风电场场址时已考虑风电场建设不影响候鸟迁徙。设立环境监测站，配备人员及设备。 7.3 项目区内水土流失较严重，在建设期和运行期都会造成或加剧水土流失。本工程根据风电项目施工特点，结合当地自然环境情况。针对工程建设、运行中扰动地表采取工程措施、植被措施、临时防护措施，将有效控制建设、运行过程汇总产生的水土流失。 8.工程设计概算 8.1 风力发电机组工程设计有关资料 风机主设备风力发电机头价为 750.00 万元 /台（含运费）；塔筒价为 126万元 /套（含运费）。其他设备参照近期同类变电工程招标价计列。 建设场地征用费：永久占地按 60元 /；施工临时占地按7.5 元 /，总占地费用 224.39 万元。（宁夏地区用于风电开发的土地无偿使用，只交纳土地税）。 8.2 资金来源 工程资金来源 20%为资本金，其余为银行融资，银行贷款利率为 5.94%，偿还期 15 年，建设期贷款利息据此计算。 8.3 工程总投资 工程静态投资 41411.88 万元，单位造价 8366.04 元 /kw；建设期贷款利息 979.17 万元； 工程动态投资 4239.07 万元，单位造价 8563.85 元 /kw. 9.清洁发展机制（ CDM） 清洁发展机制，简称 CDM 是京都议定书中引用的灵活履约机制之一，是根据京都议定书第十二章建立的允许附件 1 缔约方联合开展二氧化碳的温室气体减排项目的灵活机制。它允许工业化国家的投资者在发展中国家实施有利于发展中国家可持续发展的减排项目，这些项目产生的减排数额可以被附件一缔约方作为履行他们所承诺的限制或减排量，从而减少温室气体排放量。 本项目是利用可再生能源一风力资源发电的项目，装机容量为 49.5MW，与火力发电等化石燃料发电项目相比，年实现二氧化碳减排约 8.7 104t。按照京都议定书的规定，本项目可以开发为 CDM 项目。若成功开发成 CDM 项目，企业将获得大量额外资金支持，其综合财务指标明显改善，使其经济上合理可行。因此，本报告建议建设方及时开展本项目申请 CDM 项目的工作。 第二章 宁夏地区风速有较明显的季节性变化，一般春季最大，冬夏季次之，秋季最小。全区月平均最大风速，宁夏平原大多出现在春季 4 月，宁南山区出现在 5 月。 本风电场 场地位于宁夏银川市灵武县与吴忠市盐池县交界处，隶属灵武县。风电场中心地理位置约为东经 106 32北纬 37 43，位于灵武市东南约 45KM 处。场区内植被稀疏，的士开阔平坦略有起伏。 气象站累年（ 1961 年 2009 年）和测风年逐月平均风速变化。该地区常年有风，除秋季的 810 月风速较小外，其他月份风速都比较大。测风年风速月变化趋势与累年逐月平均风速变化基本一致。 2.7 风电场风能资源总体评价 (1)风能资源丰富 风电场 70m、 10m高度处代表年年平均风速分别为 6.7m/s、5.1m/s；年平均风功率 密度分别为 313.6W/、 153.8W/。（ 2）有效风时数较高 风电场 70m、 10m 高度处代表年年有效风速小时数分别为7377h（ 3 25m/s）、 6696h(325m/s)。 （ 3）风向稳定，风能分布集中 风电场 70m,10m,高度代表年风向及风能主要集中于135 180（ SES）及 247.5 315（ WSWNW）区间，分别占总风能的 75%、 83%。 （ 4）破坏性风速小 70m 高度处 50 年一遇最大风速为 34.44m/s,湍流强度（ I15m/s）为 0.08。 综上所述该风电场 70m 高度 代表年年平均风速为 6.7m/s,年平均风功率密度为 313.6W/ ,风功率密度等级属于 3级且其 70米高度处代表年年有效风速小时数达 7377h(325m/s),盛行 135 180 (SES)及 247.5 315（ WSWNW）风，风向稳定、破坏性风速小，风能资源丰富，具备较高的开发价值，适宜建设大型风电场。 3 工程地质 3.1 概述 宁夏京能灵武风电场位于宁夏回族自治区灵武市东南石沟驿煤矿附近，地处宁夏中部。场区内 植被稀疏，地势开阔平坦略有起伏，交通较为便利。 灵武市属中温带干旱气候区，具有冬寒漫长，夏少酷暑，雨雪稀少，气候干燥，日照充足，风大沙多等特点，属典型的大陆性气候。年平均气温 9.4，月平均最高气温 25.4，月平均最低气温 -14.6，极端最高气温 39.3，极端最低气温 -30.6。夏季多南风，冬季多北风，全年主导风向为北、东风，基本风压为 0.65KN/，静风频率为 31.4%。年平均降水量 193.2mm，降水多集中在七、八、九三个月，最大积雪厚度 13cm，基本雪压 0.10KN/。 4.4.3 项目建 设的规模 本风电场规划占地面积 111K ，一期工程占地面积 17k 。二期占地面积 22 K 。 规划建设容量 300MW，分六期建设，一期工程 49.5MW，装设 33 台单机容量 1500kw 的风力发电机组。建设 220KV 风电场升压站 1 座， 220KV 送出线路一条容量 15MUA 的主变压器一台。二期工程占地面积 22K ，二期工程装机容量 49.5MW，装机 33 台单机容量 1500KW 的风电发电机组。 三期工程占地面积 18.5 K ，二期工程装机容量 49.5MW，装设 33 台单机容量 1500KW 的风力发电机组。 5 风电机组选型 、布置及风电场发电量估算 5.1 风力发电机组机型初选 风电场场区内植被稀疏，地势开阔平坦略有起伏。根据风能资源分析评估结果： 风电场 70M 高度代表年年平均风速为 6.7m/s，平均风功率密度为 313.6W/ ；有效风速小时为 7377h(325m/s)。风电场 70m 高度代表年风向及风能主要集中于 135 180(SES)及 247.5 315（ WSWNW）区间，占总风能的 75%。 5.5 风电场风力发电机组选型 比较以上机型发电量，其中以 WTGS1500A 型风机的风电场年理论发电量较高，且单位千瓦 .时投资最低。京综合比较分析可知， WTG1500A 型风机年理论发电量高，投资小，性能较稳定，机组比较适用于本风电场。因此本项目推荐选用适合于本风电场风况的 WTG1500A 型风力发电机组。 WTG1500A 型风力发电机组目前可供选择的轮毂高度仅有 70M一种，综上所述本项目设计最终采用 WTG1500A 机型，轮毂高度推荐采用 70m。可研究按照轮毂高度为 70m 的 WTG1500A型风力发电组进行方案论证。 6电气 6.1 电力系统 6.1.1 投产前地区风电产概况 宁夏京能灵武风电场三 期 49.5MW 项目计划于 2011 年投产，届时宁夏电网网架结构将得到不断地加强。 6.1.2 接入系统落点分析 宁夏京能灵武风电场三 期 49.5MW 项目拟选场址位于灵武市东南侧，根据宁夏京能灵武风电场规划容量及建设安排，风电场宜以 220KV 电压等级接入系统。根据宁夏电网网架结构和地区电网规划，该地区距离风电场较近、可供风电场接入的系统落点为五里坡 220KV 变。 6.1.3 风电场接入系统方案 根据本工程新建风电场的地理 位置、供电范围，同时结合宁夏电网结构，设计对宁夏京能灵武风电场三 期 49.5MW 项目接入系统提出以下接入方案： 在宁夏京能灵武 风电场一期 49.5MW 项目风电场建设一座220KV 风电场升压站风电场一期 49.5MW，机组经出口变压升压后以 35Kv 电压系统等级接入风电场升压站，风电场升压站出单回 220KV 线路至五里坡 220KV 变，导线型号 LGJ-2240，长度约 24KM。宁夏京能灵武风电场二期 49.5MW 项目接入，已建设的 220KV 风电场升压站 35KV 母线。 8 土建工程 8.1 设计安全标准 8.1.1 风电场的工程规模 及工程等级 本风电场工程规划装机容量 300MW，本期容量 49.5MW，电压等级为 220KV，根据风电场工程等级划分 及设计安全标准（试行）（ FD002-2007），风电场工程等别为等，工程规模为大（ 1）型。 8.1.2.1 风力发电机组基础 本期风电场拟安装 33 台金凤 FD82-1500KW 的风力发电机组，单机容量为 1500KW，轮毂高度 70m，地基条件良好，根据风电场工程等级划分及设计安全标准（试行）（ FD002-2007）及风电机组地基基础设计规定（试行）（ FD003-2007）， 风力发电机组基础的设计级别为 2 级，结构安全等级暂定为二级，结构重要性系数为 1.0. 8.4 站区总布置与交通运输 8.4.1 站区总 体规划 宁夏京能灵武风电场三 期 49.5MW 工程场地位于宁夏回族自治区灵武市南侧。 220KV 升压站位于风电场南 部。国道 211线从升压站东侧通过，进站道由此引接，长约 1.4KM。风电场平均海拔高度约为 1350m。 8.5 升压站内主要建筑物 8.5.1 风电场升压站主要建筑物 本风电场升压站主要建筑物包括综合楼、 35KV 配电室、仓库及汽车库等。 8.5.1.1 综合楼 综合楼建筑面积 2591.5 平方米，建筑体积 10310.4 立方米，本建筑物是集生产和生活为一体的综合型建筑。 11.1.2.7 效益分析 （ 1）节能 效益 由于风能是一种不消耗矿物燃料的可再生能源，风电的使用，相当于节省相同数量电能所需的矿物燃料，这样可以减少开发一次能源如煤、石油、天然气的数量，同时节约大量的水资源。 本期工程装机容量为 49.5MW，拟选择 33 台单机容量为1500KW 风力发电机组，年发电量 9949.5 万 KW.h,按火车每kw.h 电量消耗 380 克标准煤计算，共可节约标准煤 3.78104t/a。 工程规模：一期、二期工程已建容量 49.5MW，本期工程为三期工程，总装机容量 49.5MW，安装 33 台 1500KW 的风力发电机组。 风电场内 ：风机单机容量为 1500KW，出口电压 690V。本期 33 台，接入系统容量 49.5MW，全部由 35KV 箱式变压器（经35KV 电缆送出）。 220KV 升压站：一期工程已在风电场建设一座 220KV 风电场升压站，主变压器容量 150MVA。本期不新建主变， 35KV本期出线 4 回。风电场出单回 220KV 线路送出。 其它费用：其它费用主要由建设用地费、建设管理费、生产准备费、勘测设计费及其他 5 部分组成。 永久占地按 60 元 /；施工临时占地按 7.5 元 /，总占地费用 224.39 万元。 投资主要指标 资金来源：工程资金来源 20%为资本金，其余为银行融资，银行贷款利率为 5.94%，偿还期 15 年，建设期贷款利息据此计算。 工程总投资 :工程静态投资 41411.88 万元，单位造价8366.04 元 /kw；建设期贷款利息 979.19 万元； 工程动态投资 42391.07 万元，单位造价 8563.85 元 /kw. 工程总概算表 单位：万元 工程或费用名称 设备购置费 安装工程费 建筑工程费 其他费用 合计 占投资额（ %） 设备及安装工程 30076.56 3559.77 33636.33 81.22 建筑工程 2882.16 2882.16 6.96 其他费用 2081.39 2081.39 5.03 基本预备费 812.00 1.96 静态投资 41411.88 100.00 建设期利息 979.19 动态投资 42391.07 单位千瓦的静态投资（元/千瓦） 8366.04 单位千瓦的动态投资（元/千瓦） 8563.85 经济效益分析： 税金：增值税按依据关于资源综合利用及其 他产品增值税政策的通知财税【 2008】 156 号中规定利用风力生产的电力实行即征即退 50%的政策。依据中华人民共和国增值税暂行条例及中华人民共和国增值税暂行条例实施细则规定，对购进固定资产部分的税额允许可以从销项税额中批扣。经计算，本工程允许抵扣进项税额为 4370.10 万元。 效益分析：本项