风电场48MW工程可行性研究报告.doc

风电场 48MW 工程可行性研究报告 风电场风电场48MW48MW工程工程 可行性研究报告可行性研究报告 内审版内审版 风电场 48MW 工程可行性研究报告 目 次 1 综合说明 1 1 1 概 述 1 1 2 风能资源 2 1 3 工程地质 2 1 4 工程任务与规模 3 1 5 风力发电机组和上网电量 4 1 6 电 气 5 1 7 消 防 8 1 8 土建工程 8 1 9 施工组织设计 10 1 10 工程管理 11 1 11 环境保护与水土保持 12 1 12 劳动安全与工业卫生 13 1 13 工程节能降耗 14 1 14 工程设计概算 14 1 15 经济和社会效果分析 14 2风资源 15 2 1 概述 15 2 2 参证气象站资料分析 17 2 3 测风资料分析 23 风电场 48MW 工程可行性研究报告 2 4 轮毂高度风资源评估 42 2 5 风资源评估初步结论 58 3 工程地质 60 3 1 前 言 60 3 2 区域构造稳定性 61 3 3 场地基本地质条件 63 3 4 场地工程地质评价 67 3 5 施工和生活用水水源 68 3 6 矿产及文物 68 3 7 结论及建议 68 4 项目任务和规模 70 4 1 工程建设必要性 70 4 2 工程建设规模 71 5 风电机组选型 布置及风电场发电量估算 71 5 1 风电场风能概况 71 5 2 风电机组选型 73 5 3 风电机组布置 82 5 4 风电场年上网电量估算 84 5 5 估算结果及分析 87 6 电气部分 89 6 1 系统接入 89 6 2 电气一次 97 风电场 48MW 工程可行性研究报告 6 3 电气二次 113 6 4 系统安全自动装置 122 6 5 调度自动化 122 6 6 通 信 123 7 工程消防设计 123 8 风电场平面布置及土建工程 124 8 1 风电场建设条件 124 8 2 风电场总体规划 125 8 3 土建工程 127 8 4 建 筑 132 9 水工与暖通部分 132 9 1 升压站水源及给排水 132 9 2 采暖通风与空气调节 132 10 施工组织设计 133 10 1 施工条件 133 10 2 施工总布置 134 10 3 施工交通运输 138 10 4 工程征租地 140 10 5 主体工程施工 141 10 6 施工总进度 148 10 7 主要机械设备 150 11 工程管理设计 152 风电场 48MW 工程可行性研究报告 11 1 管理机构 152 11 2 主要管理设施 153 12 环境保护与水土保持设计 155 12 1 环境保护 155 12 2 水土保持设计 161 12 3 环保效益 162 12 4 环保结论与建议 163 13 劳动安全与工业卫生 163 13 1 工业安全与卫生危害因素分析 163 13 2 劳动安全与工业卫生对策措施 164 13 3 劳动安全与工业卫生专项工程量 168 13 4 预期效果评价及建议 168 14 工程节能降耗 168 14 1 节能工作的指导思想和编制依据 168 14 2 节能与降耗分析基础资料 170 14 3 施工期能耗分析 175 14 4 建筑及主要电气设备运行期能耗分析 179 14 5 主要节能降耗措施 182 14 6 结论与建议 188 15 工程设计概算 189 15 1 编制说明 189 15 2 工程概算表 196 风电场 48MW 工程可行性研究报告 16 财务评价与社会效果分析 207 16 1 财务评价 207 16 2 社会效果评价 213 风电场 48MW 工程可行性研究报告 1 1 综合说明 1 1 概 述 1 1 1 地理位置 本风电场主要位于某县井塘瑶族乡一带 沱江流域沿线 南与江华 瑶族自治县界牌乡接壤 海拔高程在200m 400m之间 场址内有效山脊 不连续 跨沱江两岸 某某县位于湖南省南部 地理坐标在东经111 17 111 56 北纬25 09 25 50 之间 南北长77km 东西宽62 6km 东邻宁远 县 南接江永县和江华瑶族自治县 西接广西全州县 灌阳县 北连双 牌县 县内交通方便 国某某G76和G207在此交汇 省某某S81纵观南北 S323 S325横穿东西 某某县位于湘江支流潇水中游 地处南岭高地 四周高地环绕 中 部丘岗起伏 平川交错 呈盆地特征 西部与广西交界的韭菜岭 海拔 2009m 为县境最高 最低处为双牌水库 正常水位海拔170m 主要河流 有潇水 永明河 濂溪河 九疑河和沱江等 属于中亚热带季风湿润气 候 年均气温18 5 日照充足 降水量1509mm 无霜期306d 本风电场工程规划区域范围内无规划的基本农田保护区或基本农田 扩展区 场地范围内无文物古迹 地下矿藏资源 军事设施及机场 1 1 2 建设规模 本风电场工程拟安装24台单机容量2000kW风机 总装机容量48MW 可 研阶段 理论发电量为138 86GW h 考虑尾流损失 平均尾流损失4 99 后 的年发电量为131 82GW h 同时考虑到控制和湍流 叶片污染 风机利 风电场 48MW 工程可行性研究报告 2 用率 功率曲线保证率 场用电及线损 气候等其它因素折减后 年上 网电量94 38GW h 年等效满负荷小时数为1966h 容量系数为0 229 1 2 风能资源 风电场轮毂高度月平均风速在5 21m s 7 12m s之间 平均风功率 密度在111 98W m2 348 67W m2之间 年平均风速为6 22m s 年平均风 功率密度为221 39W m2 轮毂高度月平均风速以1月 2月 4月 6月 7月和12月较大 其他 月份较小 风功率密度变化规律与风速变化规律基本一致 风电场轮毂高度逐时平均风速在5 56m s 6 69m s之间 风功率密 度在178 78 W m2 254 77 W m2之间 轮毂高度逐时平均风速以19时 次 日6时相对较大 8 16时相对较小 其他时段接近平均水平 平均风功 率密度基本遵循同样的变化规律 风电场轮毂高度风速分布主要集中在1 10m s风速段 所占比例为 94 50 相应风能比例为79 60 风能主要集中在6m s 12m s风速段 所占比例为88 71 相应风速比例为59 89 风电场轮毂高度逐小时风 速大于等于3m s的小时数为7728h 占全年小时数的88 2 风速和风能 分布相对较集中 且风速可利用小时数较高 有利于风电机组对风能资源 的利用 风电场轮毂高度风向和风能方向主要集中在N NNE S扇区 主导风 向和主导风能方向均为NNE 频率分别为32 50 32 58 次主导风向为 NE 频率为15 98 次主导风能方向为S 频率为23 52 说明本风电场 风电场 48MW 工程可行性研究报告 3 风向风能比较集中 对风能资源的开发利用很有利 1 3 工程地质 1 3 1 区域地质概况 本工程所在区域大地构造单元隶属于某某县 姑婆山南北向拗陷带 它主体北起紫金山往南经铜山岭 沱江抵姑婆山南沿入桂 紫金山以北 至牛马司一线还有一线星散成分 南北断续长280km 东西宽20 40km 主要构造形迹由发育于上古生界中的复向斜及与其大致平行的断裂带组 成 北段双牌至某某县间 由寒武 奥陶系组成的紫金山复 倒转 背斜 与有泥盆系组成的单江复向斜 西 东两列相间出露 根据区域地质资 料与地表调查 场址下伏基岩地层为泥盆系上统佘田桥组 D3x 炭系下 统岩关阶 C1y 上段 C1y1 下段 C1y2 大塘阶 C1d 的测水段 C1d1 石磴子段 C1d2 零星分布有燕山期白垩系 53 第四系以冲洪积 和残 坡积物为主 分布范围广但厚度不大 1 3 2 场址工程地质条件及地质灾害评估 拟建场地处于稳定地块内 场地稳定 适宜本工程建设 场区大部 为第四系残坡积物覆盖 植被茂盛 土层厚度浅薄 场址大部为可溶岩 其岩溶可能较发育 地表调查 未发现大规模的滑坡 泥石 流等严重不 良地质体 不存在可液化土层 在自然状态下 边坡稳定性与场地稳定 条件较好 适宜风电场工程建设 但在雨季地表水流的冲刷导致局部土 层较厚地段边坡出现坍塌 因此人工开挖边坡应采取必要的支护与排水 措施 风电场 48MW 工程可行性研究报告 4 该区水文地质条件亦较简单 由于风电机组一般位于山包上 地下 水埋藏深度大于15m 对基础施工基本不会产生影响 场区地质灾害不发育 不存在大的不良地质作用 综上所述 场地 稳定性类别为稳定 适宜风电场工程建设 1 4 工程任务与规模 本风电场工程拟安装24台单机容量2000kW风机 总装机容量48MW 可 研阶段 理论发电量为138 86GW h 考虑尾流损失 平均尾流损失4 99 后 的年发电量为131 82GW h 同时考虑到控制和湍流 叶片污染 风机利 用率 功率曲线保证率 场用电及线损 气候等其它因素折减后 年上 网电量94 38GW h 年等效满负荷小时数为1966h 容量系数为0 229 1 5 风力发电机组和上网电量 1 5 1 风电机组型式 本风电场轮毂高度处年平均风速为 6 22m s之间 月风速变化区间为 5 21 m s 7 12m s 年平均风功率密度为221 39W m2 月风功率密度变化 区间为111 98W m2 348 67W m2 本风电场轮毂高度风向和风能方向主要集 中在N NNE S扇区 主导风向和主导风能方向均为NNE 频率分别为32 50 和 32 58 说明本风电场主风向和主风能稳定 轮毂高度逐小时风速大于等 于3m s的小时数为7728h 占全年小时数的88 2 风速和风能分布相对较 集中 且风速可利用小时数较高 有利于风电机组对风能资源的利用 根据风电市场近年来的发展趋势 综合考虑目前国内外风力发电机 组的制造水平 技术成熟程度 实际运行情况 价格水平和施工机械的 吊装能力等因素 并综合考虑本本风电场工程的风能资源 地形和交通 风电场 48MW 工程可行性研究报告 5 运输条件 以及风电项目设备国产化率要求 风机安全风速 湍流强度 等要求 本阶段暂按2000kW的机型进行后续的风机布置和发电量估算 考虑本风电场工程装机容量为48MW 风机具体配置为24台单机为2000kW 风机 1 5 2 风电机组布置 本次计算风电场发电量时 首先采用目前国内外用于复杂地区风资 源评估较为先进的Meteodyn WT软件 在地形图上生成风电场区域的风能 风谱图 然后根据反映风电场不同区域风资源分布的风能风谱图和风电 场区域数字化的地形图 按尽可能利用风能 满足施工运输 缩短集电 线路 节省土地及避开约束条件等风机布置原则 考虑风电场区域地形 风资源条件 边界约束等因素 采用WindFarmer风电场设计优化软件 对风电机组进行优化布置 1 5 3 上网电量 本风电场工程拟安装24台单机容量2000kW风机 总装机容量48MW 可 研阶段 理论发电量为138 86GW h 考虑尾流损失 平均尾流损失4 99 后 的年发电量为131 82GW h 同时考虑到控制和湍流 叶片污染 风机利 用率 功率曲线保证率 场用电及线损 气候等其它因素折减后 年上 网电量94 38GW h 年等效满负荷小时数为1966h 容量系数为0 229 1 6 电 气 1 6 1 电气一次 湖南某某县井塘风电场工程装机容量为48MW 本期一次建成 接入 某某县审章塘风电场110kV升压站 本工程不新建升压站 某某县审章塘 风电场 48MW 工程可行性研究报告 6 风电场110kV升压站建设1台100MVA的主变压器 1回出线 考虑井塘风电 场与审章塘风电场共1回110kV线路送出 1 6 1 1 电气接线 本工程装设24台单机容量为2000kW的风力发电机组共48MW 风电机 组接线方式推荐采用一机一变的单元接线方式 风力发电机组出口电压 为0 69kV 采用低压电缆接至风机升压变压器系统 风机升压变压器系 统采用箱式变电站 2000kW的风力发电机组低压侧电流约为1761A 将机 端690V电压升至35kV 经3回35kV集电线路连接后 送至审章塘风电场 110kV升压站 并与审章塘风电场共1回110kV线路送出 1 6 1 2 主要设备选型 1 风力发电机组 额定功率2000kW 24台 2 箱式变压器 2000kW的风力发电机组升压变压器选用油浸式三相双卷自冷式升压 变压器 型号为 S11 2200 35 3 35kV配电装置选用三相交流50Hz的户内成套装置KYN 40 5金属 封闭开关设备 4 35kV集电线路采用电缆敷设 1 6 1 3 主要设备布置 1 根据审章塘风电场工程110kV配电装置布置方案 本工程新增 110kV配电装置采用屋内GIS布置 2 35kV配电装置设备采用金属铠装移开式开关柜 室内单列布置 风电场 48MW 工程可行性研究报告 7 3 发电机升压变压器布置在风力发电机组的塔体下 塔架附近 升压变压器高压侧采用35kV敷设电缆连接至110kV升压站 1 6 1 4 集电线路接线方案 根据风电场风力发电机的布置位置及地形情况 本工程风力发电机 组经风机箱式变升压至35kV后 采用35kV电缆 分组连接至审章塘风电 场110kV升压站 将24台风力发电机 变压器组分成3组 1 6 2 电气二次 湖南某某县井塘风电场工程以35kV集电线路接入审章塘风电场工程 建设的升压站 经主变升压后以110kV电压接入审章塘风电场升压站 110kV母线 并与审章塘风电场共用1回110kV线路送出 审章塘升压站内 二次设备室 计算机监控系统 直流电源 UPS等二次设施按终期规模考 虑 本风电场按 无人值班 少人值守 的运行方式设计 采用计算机监控 通过计算机监控系统可实现在二次设备室对110kV 升压站和全部风电机组的集中监控 因审章塘风电场升压站已设置一套 升压站计算机监控系统 本工程仅需在审章塘风电场建成的计算机监控 系统的基础上扩展 不考虑增加工作站 审章塘风电场升压站已设置1套交直流一体化电源系统 容量配置按 远景规模考虑 故本工程可利用其直流系统备用馈线回路 暂不考虑新增 直流电源和UPS屏柜 本工程升压站内新增的主要电气设备 包括主变压器 35kV线路等 的保护测控装置选用微机型保护测控装置 风电场 48MW 工程可行性研究报告 8 1 6 3 通 信 本期工程通过湖南某某县审章塘风电场110kV升压站送出线路接入系 统 审章塘风电场升压站已配置系统及厂内通信设备 不增加通信设备 及通某某 1 7 消 防 本工程消防设计贯彻 预防为主 防消结合 的设计原则 在建 构 筑 物的设计 配电装置的设计以及设备的选型上满足防火等级的要求 其 次对可能发生火灾的场所 布置 安装相应消防器材 采取有效的灭火措 施 根据GBJ 50116 2013 火灾自动报警系统设计规范 的要求进行设 计 风电场设置了火灾自动探测报警及消防控制系统 本升压站消防采用水消防 移动式推车或手提式干粉灭火器 CO2灭 火器和干砂灭火3种灭火方式 消防电源采用独立的双回路供电 一回由场用电供电 另一回接备 用电源 两路电源能够实现自动切换 备用电源由风电场的外来备用电源 供给 1 8 土建工程 1 8 1 工程等级 根据 风电场工程等级划分及设计安全标准 试行 FD 002 2007 风电场地基基础设计规定 试行 FD 003 2007 建筑地基基础设 计规范 GB 50007 2002 本风电场工程等别为 工程规模为中型 风电机组地基基础设计等级为1级 结构安全等级为一级 风机箱式变压 风电场 48MW 工程可行性研究报告 9 器地基基础设计等级为丙级 结构安全等级为二级 根据 风电场工程 等级划分及设计安全标准 试行 FD 002 2007 升压站内建筑物 构 筑物级别为二级 升压站内建筑物 构筑物的安全等级均采用二级 结 构使用年限50年 1 8 2 风力发电机机组基础 根据区域地质描述 风机基础可采用天然地基 本阶段拟取用强 中风化细砂岩做为风机基础持力层 可满足拟建风机上部荷载和建筑物 抗倾斜要求 本阶段由于缺乏风机制造厂提供的设计参数 暂时无法确定风电机 组基础的相关参数 根据同类工程相关数据比较和估算 2000kW风电机 组基础拟采用现浇C35圆形柱台式基础 基础分上 下两部分 上部为直 径 6500mm的圆形柱台 高0 9m 下部为直径 18400mm的圆形柱台 最大高度为2 5m 最小高度为1 0m 暂定风机基础埋深 3 2m 每台风机 基础设4个沉降观测标 施工图阶段将根据各风机位置的地层分布 基岩露头标高及岩性等 因素 对风机基础的形式和外形尺寸等进行多方案的技术经济比较 综 合优化基础设计及埋深 1 8 3 风机箱式变压器基础 35kV箱式变压器拟拟采用天然地基 基础形式为钢筋混凝土现浇箱 形基础 1 8 4 110kV升压站 110kV升压站布置在相邻的审章塘风电场工程规划区域中部 升压站 风电场 48MW 工程可行性研究报告 10 进站某某路长0 3km 宽4m 从现有村镇公路引接 110kV升压站主要建构筑物 1主变压器 动态无功补偿装置 事故油 池 1 9 施工组织设计 1 9 1 施工总布置原则 施工总布置应综合考虑工程规模 施工方案及工期 造价等因素 按照因地制宜 因时制宜 有利生产 方便生活 易于管理 安全可靠 少占耕地的原则 在满足环保与水保要求的条件下布置生产生活区 施 工仓库 供电供水 堆场等 1 9 2 施工总布置方案 根据本工程特点 为施工和管理方便 本工程利用审章塘风电场施工 生产生活场地作为本工程风电场临时施工生产生活场地 规划位于升压站 东北面 面积约0 6 104m2 1 9 3 施工交通运输 结合审章塘风电场建设情况 本工程风电场大件运输及进场 某某路采 用审章塘风场大件运输通某某 即风机设备经高速公路 在 某某州南收费 站下高速 再转审章塘大件运输通 某某及进场或场内某某路 进入本工程 风电场范围内 以上某某路将按照审章塘风电场工程建设要求改造 可满 足大件运输要求 根据本风电场风机布置点位和现场踏勘了解 风电场风机点位较为分 散 场内临时施工检修某某路由审章塘场内临时施工检修某某路或风电场 内已有水泥路上引接 总长约13 8km 其中4 5km改造村村通某某路或风 风电场 48MW 工程可行性研究报告 11 电场已有机耕某某 其他为新建某某路 临时施工检修某某路为等外某某 路 参照山岭重丘四级标准 路面宽度为5 0m 路基宽度6 0m 采用 180mm厚泥结碎石路面 1 9 4 工程征租地 根据国家发展和改革委员会 国家国土资源部 国家环境保护总局 下达的 风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法 及电力工程项 目建设用地指标 风电场 风电场工程用地按政策执行 根据施工总布置要求 工程永久占地8 37 104m2 施工临时租地面 积20 53 104m2 1 9 5 施工总进度 工程施工准备期3个月 工程建设工期为12个月 主体工程于2017年 1月初开工 2017年7月底第一批风电机组具备发电条件 2017年12月底 24台机组全部投产发电 1 10 工程管理 根据生产和经营需要 结合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 在风电场工程 包括 110kV升压站 机械 电气设备进入平稳运行时期之后 按无人值班少人 值守方式管理 审章塘工程项目运营维护期间定员为15人 结合新建本风电场工程 的具体情况 本工程工程投入运营后 拟增加 5个运行 检修人员 风电场主要管理设施包括 110kV升压站 生产 生活电源及备用电 源 生产 生活供水设施等 风电场 48MW 工程可行性研究报告 12 风电场建成后 场内风电机组和电气设备及110kV升压站拟实行统一 管理 省电网进行统一调度管理 1 11 环境保护与水土保持 某某县井塘风电场48MW工程建成后 年上网电量约为95 62GW h 现 以每kW h消耗322g标准燃煤和0 629kg水为例 同燃煤电站采取相应环 保治理措施后相比 每年可节约标准煤为3 08万吨 节水约6 05万吨 相应每年可减少多种有害气体和废气排放 其中二氧化碳约为11 69万吨 二氧化硫为81 98吨 年 烟尘22 29吨 年 氮氧化物184 88吨 年 风力 发电是清洁能源 对缓解当前的能源危机和环境压力都有着重要的意义 某某县井塘风电场建设 实现经济与环境的协调发展 项目节能和 环保效益显著 本工程建设具有较好的经济效益 可以实现当地优势风资源转换 减少煤资源的消耗 缓解电力电煤资源开发的压力 同时将提供地方电 力支持 便于附近的各企业的经济发展 增加地方税收 具有一定的社 会效益 另外 本工程建设将加强当地电源建设 有利于缓解区域电力供应 的紧张局面 同时将提供一定就业岗位 有利于促进就业 构建和谐社 会 在项目设计 建设和运营阶段严格执行报告中提出的环境保护与水 土保持措施 并加强施工期环境保护措施 加大生态保护力度 加强运 营期环境保护的管理 与当地政府协调 保证风机 升压站200m范围内 风电场 48MW 工程可行性研究报告 13 不新建项目 项目建设对当地区域环境影响较小 符合国家相应环保法 规要求 综上所述 本项目是清洁能源的开发利用项目 符合我国能源产业 政策 当地总体发展规划和环境保护要求 具有明显的经济效益 社会 效益和环境效益 因此 从环境保护和可持续发展的角度来讲 本风电 场项目可行 水土流失重点部位为风电机组 升压站 施工检修某某路水土流失 主要集中在施工期 根据工程布置及水土流失特点 本工程采取预防保 护措施 植物措施 工程措施和临时措施等综合措施起到有效预防和控 制水土流失 保护和改善生态环境的效果 根据要求 本工程设置一个 弃土 渣 场 用于堆置无法平衡的弃土 渣 工程利用挡土墙进行拦挡 场地两侧设置截 排 水沟 工程施工完成后 进行土地整理 并撒播草 籽绿化 1 12 劳动安全与工业卫生 劳动安全与工业卫生设计的主要任务和目的是 对风电场工程投产后在生产过程中可能存在的直接危及人身安全和 身体健康的各种危害因素进行确认 提出符合规范要求和工程实际的具 体防护措施 以确保风电场职工在生产过程中的安全和健康 同时确保 工程建筑物和设备本身的安全 对施工过程中可能存在的主要危害因素 从管理方面对业主 工程 承包商和工程监理部门提出安全生产管理要求 为业主的工程招标管理 工程竣工验收和风电场的安全运行管理提供参考依据 确保施工人员生 风电场 48MW 工程可行性研究报告 14 命及财产安全 劳动安全与工业卫生设计的内容为 通过对施工期存在的高空作业 基坑开挖 防雷防电等工作可能存在的危害因素 对运行期可能存在的 防火防爆 电气伤害 机械伤害 电磁辐射等可能存在的危害因素进行 分析 制定相应对策 并成立相应的机构和应急预案 提出专项投资和 实施计划 1 13 工程节能降耗 节能降耗是缓解能源约束 减轻环境压力 保障经济安全 实现全 面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择 体现了科学发展观的本 质要 求 是一项长期的战略任务 必须摆在更加突出的战略位置 某某县井塘风电场48MW工程建成后 年上网电量约为95 62GW h 现 以每kW h消耗322g标准燃煤和0 629kg水为例 同燃煤电站采取相应环 保治理措施后相比 每年可节约标准煤为3 08万吨 节水约6 05万吨 相应每年可减少多种有害气体和废气排放 其中二氧化碳约为11 69万吨 二氧化硫为81 98吨 年 烟尘22 29吨 年 氮氧化物184 88吨 年 风力 发电是清洁能源 对缓解当前的能源危机和环境压力都有着重要的意义 1 14 工程设计概算 本风电场工程设计装机容量为48MW 设计安装24台单机容量为 2000kW的风力发电机组 年平均上网电量为95 62GW h 根据施工总进度安排 工程施工期为12个月 经投资估算 2016年2 季度价格水平 风电场静态投资37058 50万元 建设期利息722 80万元 风电场 48MW 工程可行性研究报告 15 流动资金144万元 项目计划总投资为37781 31万元 1 15 经济和社会效果分析 本项目按上网电价为0 60元 kW h 含增值税 测算 自有资金内部 收益率为21 62 大于同期长期贷款利率4 9 综上所述 本项目在财 务上是基本可行的 某某县井塘风电场的开发 不仅是某能源供应的有效补充 而且作 为绿色电能 促进地区低碳经济的发展 对于促进某地区旅游业 带动 地方经济快速发展将起到积极作用 另外 风电场是对国家新能源发展 战略的有力贯彻 项目社会效益显著 2风资源 2 1 概述 2 1 1 区域风能资源概述 作为我国中部内陆省份 湖南省风能资源相对贫乏 其风能资源潜 在可开发的场址区域主要集中分布在湘南 湘西南 湘东以及洞庭湖周 围 湖南省是一个兼有山地 丘陵和平原多地貌特征的省份 其东 南 西三面山地围绕 中部丘岗起伏 北部平原 湖泊展布 地势西高东低 南高北低 呈朝东北开口的不对称马蹄形盆地状 境内丘陵面积最广 与山地合占全省面积80 以上 平原与河湖面积接近20 湖南省风能资 源潜在可开发的场址大多与其地形地貌特征有关 湘东的风电场主要分 布于幕阜山 连云山 九岭山和万洋山等山脉山脊上 该区域70m高度年 平均风速在5 5m s 6 5m s之间 湘南和湘西南的可开发风电场场址则 主要分布于五岭山脉 即大庾岭 骑田岭 萌渚岭 都宠岭和越城岭 风电场 48MW 工程可行性研究报告 16 也称南岭山脉 其70m高度年平均风速在6 0m s 7 5m s之间 湘西和湘 西北的风电场场址主要分布于雪峰山脉和武陵山脉的山脊上 其70m高度 年平均风速在5 0m s 6 5m s之间 湖南中部和北部的洞庭湖区域的风 能资源则较为贫乏 70m高度年平均风速在5 0m s 6 0m s之间 风能资 源开发价值较为有限 本风电场位于湖南省某县井塘地区 根据 湖南省风电规划报告 2012 数据显示 推算本风电场70m高度处风速在5 6m s 5 7m s之间 风功率密度在190W m2 210W m2之间 2 1 2 风电场概况 本风电场主要位于某县井塘瑶族乡一带 北抵沱江流域沿线 南与 江华瑶族自治县界牌乡接壤 海拔高程在180m 450m之间 场址内有效 山脊不连续 可布机点位较为分散 风电场地理位置示意图见图2 1 1 地形地貌特征图见2 1 2 风电场 48MW 工程可行性研究报告 17 图2 1 1 某某县井塘风电场地理位置示意图 图2 1 2 某某县井塘风电场范围与地形地貌特征图 风电场 48MW 工程可行性研究报告 18 某某县位于湖南省南部 地理坐标在东经111 17 111 56 北纬25 09 25 50 之间 南北长77km 东西宽62 6km 东邻宁远 县 南接江永县和江华瑶族自治县 西接广西全州县 灌阳县 北连双 牌县 县内交通方便 国某某G76和G207在此交汇 省某某S81纵贯南北 S323 S325横穿东西 某某县位于湘江支流潇水中游 地处南岭高地 四周高地环绕 中部 丘岗起伏 平川交错 呈盆地特征 西部与广西交界的韭菜岭 海拔 2009m 为县境最高 最低处为双牌水库 正常水位海拔170m 主要河流 有潇水 永明河 濂溪河 九疑河和沱江等 属于中亚热带季风湿润气 候 年均气温18 6 日照充足 降水量1539mm 无霜期355d 2 2 参证气象站资料分析 2 2 1 参证气象站概况 本风电场场址区域距离最近的气象站为江华沱江气象站 位于本风电 场南方 距离场址中心约17 1km 本报告以江华沱江气象站作为井塘风 电场工程的参证气象站 江华县沱江气象站与本风电场地理位置关系见 图2 1 1 风电场 48MW 工程可行性研究报告 19 图2 2 1 气象站与风电场地理位置关系图 江华县气象局观测站为国家一般气象站 于1954年建立江华沱江气 象站 1957年1月在江华水口建成水口气候站 1989年12月31日由水口搬 迁至沱江 于1990年1月1日正式观测 站址位于个体一街130号山顶 地 理坐标为111 34 19 E 25 10 57 N 海拔高度265 7m 测风仪离 地高度10m 测风仪器型号为EN 1型测风数据处理仪 1990年 2007年的 风速采用人工观测 2008年的风速人工观测与自动观测并行 2009年起 风速采用自动观测 风电场 48MW 工程可行性研究报告 20 表2 2 1 江华气象站主要气象要素特征表 气候要素单 位数 值备 注 发生时间 年平均气温 18 4 近30年平均 年极端最高气温 39 4 2003年 气 温 年极端最低气温 3 9 1991年 平均相对湿度 78 近30年平均 湿 度 最小平均湿度 14 近30年平均 年平均降水量 mm1465 9 近30年平均 年最多降水量 mm1937 1 2002年 年最少降水量 mm1021 8 2009年 降 水 最大日降雨量 mm134 71994 7 23 年平均气压 kPa98 2近30年平均 气 压 年平均水气压 kPa1 8近30年平均 年平均雷暴日数 d59 近30年平均 年最多雷暴日数 d95 1983年 雷 暴 年最低雷暴日数 d36 2007年 年平均结冰日数 d5 6 近30年平均 年最多结冰日数 d21 2008年 结 冰 年最少结冰日数 d0 1992 2007年 最大积雪深度 cm10 1991年 最大冻土深度 cm 无此观测项目 年平均冰雹次数次 0 0 年平均雾数 d2 6 近20年平均 其 它 要 素 沙尘暴 d0 0 风电场 48MW 工程可行性研究报告 21 2 2 2 参证气象站风况特征 2 2 2 1 风况年际变化 现阶段收集到江华沱江气象站1990年 2015年的26年风速资料 整理 统计得到多年平均风速 见表2 2 2和图2 2 2 表2 2 2 江华沱江气象站多年平均风速统计表 年份 平均风速 m s 年份 平均风速 m s 1990 4 23 2003 4 14 1991 4 31 2004 3 92 1992 4 08 2005 3 97 1993 4 18 2006 3 72 1994 3 68 2007 4 02 1995 3 78 2008 3 67 1996 3 75 2009 3 48 1997 3 65 2010 3 43 1998 3 78 2011 3 41 1999 3 78 2012 3 18 2000 3 44 2013 3 17 2001 3 36 2014 2 94 2002 3 73 20153 05 近5年3 15 近15年3 54 近10年3 41 近20年3 58 近25年 3 66 多年平均 3 69 注 年风速统计时段为当年3月至次年2月 风电场 48MW 工程可行性研究报告 22 0 00 0 50 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 3 50 4 00 4 50 5 00 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 年 风速 m s 图2 2 2 江华沱江气象站多年平均风速直方图 由以上图表可见 江华沱江气象站长多年平均风速为3 69m s 年平 均最大风速为4 31m s 1991年 较多年平均风速大16 90 年平均风速最 小值为2 94m s 2014年 较多年平均风速小20 18 气象站年际风速变 化幅度较大 且有逐年减少趋势的趋势 尤以近10年最为明显 究其原 因 可能与近年来气象站周围建筑物增加而遮挡风有关 2 2 2 2 风况年内变化 统计江华沱江气象站站多年气象数据 可得多年逐月平均风速 见 表2 2 3和图2 2 3 表2 2 3 江华沱江气象站月平均风速统计表 m s 月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月 10 月 11 月 12 月 多年4 40 4 33 4 09 3 71 3 27 3 10 3 12 2 83 3 39 3 82 3 90 4 21 近20年4 30 4 21 3 97 3 64 3 16 2 97 3 01 2 76 3 27 3 63 3 90 4 16 近10年4 22 3 94 3 72 3 36 3 02 2 79 3 00 2 74 3 17 3 42 3 58 3 91 2015年3 55 3 50 3 25 3 52 2 89 3 24 2 91 2 51 2 55 2 72 2 96 3 54 注 年风速统计时段为当年3月至次年2月 测风年测风年 风电场 48MW 工程可行性研究报告 23 0 00 0 50 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 3 50 4 00 4 50 5 00 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 风速 m s 多年近20年近10年2015年 图2 2 3 江华沱江气象站月平均风速直方图 由以上图表可见 江华沱江气象站多年各月平均风速在 2 83m s 4 40m s 年内变化明显 总体规律表现为秋冬季风速较大 春 夏季风速较小 且年际变化规律基本一致 统计结果中 多年 近20年 近10年和2015年 测风年 的最大月平均风速均出现均在1月 多年 近20 年 近10年和2015年 测风年 的最小月平均风速出现均在8月 2 2 3 参证气象站风向特征 根据江华沱江气象站多年风向频率资料进行统计分析 风向频率见 表2 2 4 风向玫瑰图见图2 2 4 表2 2 4 江华沱江气象站多年风向频率统计成果表 风 向 年 限 NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC 多 年 29 5 1 1 1 1 3 7 13 4 1 0 0 0 2 23 7 风电场 48MW 工程可行性研究报告 24 图2 2 4 江华沱江气象站多年风向玫瑰图 由以上图表可以看出 江华沱江风向较为集中 主导风向集中在 NNW N风向区间以及SSE S风向区间 此外 根据统计资料 夏季以 SE S风向区间的平均风速最大 冬春季则以NNW N风向区间的平均风速 最大 全年中以SW风向区间的平均风速为最小 2 3 测风资料分析 2 3 1 测风塔分布及仪器情况 本风电场场址区域共布设有3座测风塔 编号为9780 0300 和 0080 分别位于风电场区域的中南端 场址外的东北侧和南侧 测风塔 采用美国NRG公司制造的测风设备 各测风塔风速计分别布设在 10m 30m 50m 60m和70m高度 风向标布设于10m和70m高度 温度布设 在10m高度 气压计布设在7m高度 目前收集到9780 测风塔2014年12月5 日 2016年3月18日的测风数据 0300 测风塔2015年5月26日 2016年3月 18日的测风数据 以及0080 测风塔2014年7月6日 2016年1月11日的测风 风电场 48MW 工程可行性研究报告 25 数据 测风塔基本情况见表2 3 1 测风塔的地理位置示意图见图2 3 1 表2 3 1 井塘风电场测风塔基本信息表 编 号 9780 0300 0080 25 19 56 70 N25 23 44 52 N25 18 35 94 N 地理坐标 111 35 39 66 E111 39 14 76 E 111 36 23 16 E 海拔 m 387310256 测风时段 2014年12月5 日 2016年3月18日 2015年5月26 日 2016年3月18日 2014年7月6 日 2016年1月11日 风速仪器高度 m 10 30 50 60 70 风向仪器高度 m 10 70 温度仪器高度 m 10 气压仪器高度 m 7 图2 3 1 井塘风电场测风塔位置分布示意图 风电场 48MW 工程可行性研究报告 26 2 3 2 测风数据完整性 合理性和相关性验证 测风数据验证是对风电场测风获得的原始数据 经完整性 合理性 相关性验证 检验出不合理的数据进行处理 整理出满足规范要求的测 风数据 按照 风电场风能资源评估方法 GB T 18710 2002 对风电场 区域各测风塔的原始测风数据进行完整性 合理性及相关性等验证 2 3 2 1 完整性验证 本阶段收集到9780 测风塔2014 12 05 00 00 2016 3 18 7 00的逐 小时数据11264个 0300 测风塔2015 5 26 00 00 2016 3 18 2 00的逐 小时数据7131个 以及0080 测风塔2014 7 6 19 00 2016 1 11 6 00的 逐小时数据13284个 3座测风塔实测数据完整率及缺测 无效时段统计 成果见表2 3 2 表2 3 2 测风塔实测数据统计表 塔 9780 0300 0080 通 某某 应测数有效数 完整率 应测数有效数 完整率 应测数有效数 完整率 70m风速 11264887778 81 7131710199 58 132841059079 72 60m风速 11264888678 89 7131705098 86 132841053079 27 50m风速 11264890079 01 7131708699 37 132841052479 22 30m风速 11264845275 04 7131709199 44 132841054879 40 10m风速 11264888978 92 7131709699 51 132841049579 00 70m风向 11264893379 31 7131711099 71 132841062379 97 10m风向 11264893279 30 7131711099 71 132841062379 97 10m温度 11264893379 31 7131711099 71 132841062179 95 风电场 48MW 工程可行性研究报告 27 塔 9780 0300 0080 通 某某 应测数有效数 完整率 应测数有效数 完整率 应测数有效数 完整率 7m气压 11264893379 31 7131711099 7119 主 要缺测 无效数据 时段 2015 3 12 11 00 2015 4 27 9 00 全通某某缺测 2015 5 8 2015 5 10 2015 5 19 3 00 2015 5 20 23 00 全通某某缺测 2015 6 15 2015 6 18 19 2015 6 20 13 00 2015 6 21 23 00 全 通某某缺测 2015 6 28 2015 6 30 2015 7 4 2015 7 6 8 2015 7 15 2015 7 18 全通某某缺测 2015 7 23 8 00 2015 7 26 23 00 2015 7 30 全通某某 缺测 2015 8 2 3 2015 8 6 7 2015 8 14 15 00 2015 8 15 23 00 2015 8 20 全通某某 缺测 2015 9 3 2015 9 10 2015 9 11 12 00 2015 9 12 23 00 2015 9 16 0 00 2015 9 18 23 00 全通 某某缺测 2015 9 22 2015 9 27 2015 10 3 8 00 2015 10 4 23 00 2015 11 23 9 00 2015 11 24 23 00 全 通某某缺测 2016 2 1 19 00 2016 2 2 23 00 各风速通某某无效 2014 12 5 0 00 2014 12 2015 11 3 3 00 23 00 全通某某缺测 2015 5 26 0 00 2015 12 3 8 00 7m温度通某某无效 2014 8 13 10 00 2014 9 26 11 00 全通某某缺测 2015 3 30 5 00 2015 4 2 23 00 全通某某缺测 2015 4 28 4 00 2015 6 4 11 00 全通某某缺测 2015 9 8 7 00 2015 9 16 23 00 全通某某缺测 2015 10 23 7 00 2015 10 29 23 00 全通某某缺测 2014 9 26 12 00 2014 10 28 11 00 7m气压通某某无效 风电场 48MW 工程可行性研究报告 28 塔 9780 0300 0080 通 某某 应测数有效数 完整率 应测数有效数 完整率 应测数有效数 完整率 22 11 00 30m风速通某某缺 测 注 上表中仅列出主要缺测 无效时段 未涵盖所有缺测 无效时段 其中 9780 塔在2015年3月12日至4月27日间仪器被盗 存在较长时 段缺测 后来仪器重新安装 已恢复测风 2 3 2 2 合理性验证 依据 风电场风能资源评估方法 GB T 18710 2002 对测风数据的 合理性检验主要包括范围检验 相关性检验及趋势检验 检验成果见下表 表2 3 3 测风塔不合理数据统计 9780 0300 0080 主要参数合理参考值 超标数 次 比例 超标数 次 比例 超标数 次 比例 0 小时平均风速 40m s 00 00 00 00 60 06 0 小时平均风向 360 00 00 00 00 00 00 94kPa 平均气压 海平面 106kPa 20 02 00 00 40 04 70m 60m高度小时平均风速差值 1 0m s 10 01 981 38 30 03 70m 50m高度小时平均风速差值 2 0m s 891 00 00 00 50 05 70m 30m高度小时平均风速差值 4 0m s 2803 15 00 00 10 01 70m 10m高度小时平均风速差值 6 0m s 3163 56 00 00 40 04 70m 10m高度风向差值 45 5736 41 3524 95 142613 42 1h平均风速变化 6 0m s 2442 75 00 00 110 10 1h平均气温小时变化 5 10 01 00 00 00 00 风电场 48MW 工程可行性研究报告 29 主要参数合理参考值 9780 0300 0080 超标数 次 比例 超标数 次 比例 超标数 次 比例 3h平均气压变化 1kPa 10 01 00 00 00 00 本阶段对测风塔的缺测数据和不合理数据进行修正的基本原则如下 1 缺测风速的处理 测风塔各层的测风数据不同时缺测时 可通 过相关性较好的其他测风塔或测风层弥补修正 测风塔各层的测风数据 同时缺测时 可根据测风时段的长度 对缺测数据进行前后风速过程弥 补 也可通过相关性较好的其他测风塔弥补修正 2 数据合理性分析 对测风塔不同高度同一时段的风速 风向数 据进行对比分析 根据有效值范围 分析判断找出不合理的测风数据 3 不合理风速数据的处理 根据各测风塔各高度风速相关性分析 成果 采用相