南方山地风电场建设的探讨.doc

南方山地风电场建设的探讨崔洪远江西中电投新能源发电有限公司，南昌市绿茵路669号11楼 邮编330038；South Mountain Construction of wind farmCui Hong-yuanJiangxi China Power Investment New Energy Power Generation Co., Ltd, Nanchang Greenery Road, No. 669, 11 Floor, 330038;4ABSTRACT: According to the South Mountains climate and terrain characteristics of the South Mountain wind farm construction, the construction of roads, fields Ping, collector lines, worth considering the recommendations put forward, and to discuss with the industry.KEY WORDS: South Mountain; wind farm; construction 摘 要：本文根据南方山地的气候和地形特点，对南方山地风电场建设过程中，在修建道路、场坪、集电线路等提出了值得参考的建议，与同业者共同探讨。关键词：南方山地；风电场；建设1 概述 风电场的建设在我国可以说是风起云涌，风电事业的发展可谓是突飞猛进。据有关资料统计，近年来，我国风电装机规模连续翻倍增长，截至年底，中国风电总装机规模已经达万千瓦，远远超过“十一五”初期预测的万千瓦的目标，装机容量已跃居世界第四位。 就目前的发展速度预测，到1年底，我国风电总装机容量将达到万千瓦。应该说，这么多的风电建设使我们积累不少的经验和教训，这些主要是草原、西北戈壁和沿海风电的建设，山地风电虽然也有些，但大都集中在北方，南方山地风电的建设，据我所知，这两年才刚刚起步，因而在建设中还是有不少的经验教训值得总结，而且南方风电的建设是有其一些特点的，本文主要就有关南方风电场建设中碰到的一些问题与大家共同探讨。2 道路道路在草原、戈壁或沿海风电场的建设中是不算什么的，可在山地风电场的建设中却是重要的一环，而且要考虑的问题也是很多，主要有以下问题必须考虑：2.1坡度这是道路首要考虑的问题，目前从我们建设经验来看，仅按规范考虑坡降在12%以下还是不能满足要求，因此，在不增加很多投资的情况下，把坡降控制在9%以下是比较好的。大家都知道，风电场建设过程中的运输量是很大，尤其是运输塔筒更是困难，因为塔筒算是比较重的设备，且重心分散靠后，可运输用的平板拖车的驱动靠前，上坡时，塔筒的重心后倾，塔筒的重量不能给驱动轮以有效的压力，拖车不能产生足够的牵引力（尽管拖车的马力很大），因而，拖车还是上不了山。解决的办法就是把道路的坡降尽量控制在9%以下，实在控制不了，那只有靠其它车辆（如装载车）进行牵引。2.2弯度风电场建设中的大件运输量是很多的，尤其是超长超宽的设备，如塔筒、叶片。因此，要求上山道路转弯半径必须足够大，才能使设备通过，主要是要考虑叶片的长度，因为风机的设备算叶片是最长的。但转弯半径如果纯粹地按理论计算考虑，却可能会有些宽裕，在某些路段纯粹按理论转弯半径修路就可能产生较大的投资，不经济。我们的经验就是做适当的计算，再进行一些模拟行进，在差不多的情况下，让运输叶片的车辆走走看，有问题时，再考虑作适当的修整，这样可节省投资。2.3排水排水在山地风电场中也是非常重要的，这也往往会是设计忽视的问题。我们有一个风电场的道路，排水就考虑得很少，17公里多的道路，排水沟不到2公里，到了雨季，很多道路被雨水冲得沟沟坎坎，影响车辆的正常行驶。在考虑排水时，不仅仅是道路，升压站和开关室的电缆沟等的排水也必须要认真考虑。还有一个排水更是容易忽视，那就是场坪的排水问题。正常的情况下，场坪上的水往四周排出即可，可当场坪高于场内的通行道路时，场坪上的水就可能通过场坪与场内通行道路的连接路段，或直接从场坪的边坡向场内道路排水，这样产生的后果是，场内通行道路和连接道路都可能遭到损毁。解决的办法就是，场内道路必须要设排水，同时，修建场坪时，整个场坪尽可能往没有道路的一侧倾斜，这样场坪上的水就不会往场内道路排，道路即可得到保护。3 场坪谈到场坪，可能在草原、西北戈壁几乎是没什么概念的，因为那些地方都是一望无际的平坦，可在山地风电场的建设中却是一个非常值得考虑的问题。根据我们的建设经验，我觉得有以下几点是我们应该注意的：3.1风机基础的位置选择，根据地形最好摆在场坪的某一边角上（如图1），而不是摆在场坪里面，这样有利于场坪的有效使用，即：场坪既要便于吊装，又不使得投资很大。 风机基础场 坪单元变及其它电气设备（图1）3.2单元变位置的选择同样也应考虑到场坪的有效使用。3.3集电线路终端杆塔位置的选择，一是杆塔本身要注意摆在场坪的边角；二是集电线路不要跨越场坪，以免吊装和线路架设相互影响；三是终端杆靠近单元变，以减少连接的投资（尤其是采用电缆连接时）。3.4风机基础摆放在场坪的边角，有一个问题值得注意，那就是风机基础的浇筑按传统的办法（采用溜槽送浆如图2）不方便。我们的经验是采用天泵打浆浇筑（如图3），这样既便于施工，速度又快，浇筑质量也很好。场 坪溜槽风机基础（图2）山体边缘山体边缘场 坪风机基础（图3）天泵3.5注意场坪的排水，上一节已谈到。4 排水谈到排水的设计，在南方山地风电场的建设是一个需要考虑的重点问题之一，如道路、升压站的电缆沟道以及包括场坪的排水都是必须认真考虑到的问题，否则就可能对今后的运行带来不利影响，这是南方山地风电场的特殊气候和地形决定的：4.1南方雨水多，尤其是到了汛期，大雨、暴雨是经常发生的，甚至大暴雨发生的概率也很高，引起山洪暴发的情况也很多，所以排水就显得很重要，否则就可能发生道路损毁和一些生产场所积水的不利影响。4.2南方山地不平，既可能有山洪暴发，又可能有很多低洼之处产生积水，使道路等可能长期浸泡在水中，不利于建筑设施的安全。4.3从以上情况考虑，南方山地风电场从长远来看，道路、升压站等生产场地一定要有足够及长久的排水设计，以免道路损坏、积水等，给正常的生产运行带来不利及增加维护费用。5 集电线路在南方山地风电场的建设中，集电线路的设计和架设也是要考虑一些南方山地特点的：5.1防雷的考虑。南方很多山区都是雷暴比较频繁的地区。就目前我公司所建设的三座风电场，平均年雷暴日都在60天左右，而且事实上雷电也已经给我们带来不小的损失，因此，山地风电场的防雷设计是要着重考虑的。一是架空线最好都要考虑架设避雷线，尤其是10kv线路，因为按常规是不架设避雷线的，但在雷暴日较多的山地风电场却是很有必要的。从我公司已投运的两个风电场来看，有避雷线的线路，避雷器及线路损坏的情况要少，再者，如果开始不考虑避雷线，后来要改造增加就很困难；二是终端杆塔与单元变的引接最好是不采用电缆，而是采用裸导线或绝缘线等连接，以免电缆终端受雷击损坏，带来维修的困难；三是单元变与整条集电线路的连接之间要有明显的隔离，以便在某一单元变检修维护需要停电时，不影响在该线路上其它单元变及其机组的运行；四是基于上述同样的理由，线路上的避雷器最好装设在单元变与集电线路连接隔离靠单元变的一侧（如图4所示），按线 路（图4）GBDLGK避雷器常规避雷器是装设在靠线路侧的（如图5所示），但因为山地风电场中避雷器被击坏的线 路（图5）GBDLGK避雷器几率非常高，常常损坏，给维修带来不便，这样装设可以较好地解决这个问题；五是由于雷暴厉害，仅仅有一次防雷措施还不够，还要有可靠的二次防雷措施，才能更好地保护二次设备，以保证整个系统更安全运行。5.2从运行的灵活性和经济性考虑，每条集电线路上所接带的机组不能太多，以免线路故障和检修时，影响太多的机组运行。5.3与场坪相互位置的考虑，上面已谈到，不再重复。6 机组单元变的选择关于机组单元变的选择，目前大部分的风电场都是采用箱式变压器，这当然是有其很多的优点，但根据我们目前已经投运的两个风电场来看，在南方风电场采用箱式变压器却有值得探讨的地方：6.1采用箱式变压器，终端杆塔与单元变的连接就必然要使用电缆，这样对在上述谈到的防雷及维护就带来隐患和困难；6.2在南方高温季节当风机负荷较高时，箱式变压器的散热比较困难。就目前我公司运行的箱式变压器，即使在环境温度20左右，单元变在满负荷的情况下都有过热现象。因此我觉得采用敞开式变压器散热问题就可以解决。6.3采用箱式变压器时，相关的测量仪器仪表及保护控制装置放置在箱体内也是不适合的。根据我们观测，在夏季高温时，箱体内的最高温度可达6070，显然这样的环境对于二次设备的运行是不利的。因此在南方山地风电场来说，单元变选用敞开式变压器是比较合适的，因为这样既可改善单元变的散热，又可节约投资（一是箱式变压器的造价高，二是节省了连接电缆的投资），同时南方山地风电场大多是处在环境没什么污染的地区，所以对于变压器的污闪问题是不用担心的。7 其它问题的考虑根据我们建设的三个风电场来看，就南方山地风电场来说，还有其它的一些问题值得考虑：7.1机组单元变有关控制和测量的二次设备，放置在塔筒里，对其运行环境是有利的。7.2由于南方山地风电场的风机比较分散，且道路也比较崎岖，因此对于单元变投切的控制最好能做到远方操作，这样可提高工作效率及减轻运维人员的劳动强度。对于这个问题，在设计上主要考虑的是供给开关操作的USP电源及给网关供电的USP电源的容量要能满足较长时间