风力发电场新建工程项目可行性研究报告

PAGE风力发电场新建工程可行性研究报告目录1总的部分………….12场址选择………….83风资源分析……….104工程地质………….195风力发电机组选型和布置……….196电气部分………….427土建部分………….478消防设计9环境保护和水土保持设计及社会影响评价4910风电场规划土地利用情况11施工组织设计…….5412劳动安全卫生13工程投资估算……….…………..5714财务评价……….…………..6715附件：……………...9216附图：……………...931总的部分1.1发展风力发电的可行性与必要性##省是我国的重工业基地，也是能源消耗大省，长期以来，由于能源短缺制约了工农业的发展。东北电网是以火力发电为主电源的电网。大量的火力发电不仅受到燃料短缺的制约，而且也受运输条件的限制。从长远战略出发，开发利用风能资源，作为常规能源的补充能源是十分必要的。风能是一种洁净的可再生的一次能源。风力发电是一种不消耗矿物质能源、不污染环境、建设周期短、建设规模灵活。具有良好的社会效益和经济效益的新能源项目。随着人们对环境保护意识的增强，以及国家有关部门对风力发电工程项目在政策方面的扶持，风力发电在我国得到了迅猛发展。而辽北地区是我省风能资源最为丰富的地区之一，风速大，风向稳定，而且大部分地区地势平坦、开阔。适合于大规模开发、安装风力发电机组。风力发电在该地区具有较好的发展前景。该地区风能资源丰富，且风能大多集中在春冬两季，此时也恰为年用电高峰期。风力发电可以与火电、水电互补起到年调峰的作用。因此，建设###风力发电场不仅具有较好经济效益，同时也具有显著的社会效益。1.2项目背景1.2.1近几年来，随着风力发电工程项目的建设和发展，以及国家有关部门出台的一些对风力发电的优惠政策，极大的促进了风力发电机组的国产化工作的步伐，目前已有新疆金风科技股份有限公司、西安维德风电设备有限公司、浙江运达股份有限公司等多家公司与国外公司合作、合资及自主开发生产大型风力发电机组。同时，随着大型风力发电机组制造技术的日渐成熟，进口机组的价格也有了明显的下降。根据国家发改能源[****]1204号《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》风电设备国产化率要达到70%以上的要求，本期工程安装拟安装****金风风电有限公司生产的750千瓦风力发电机组66台，装机容量为49500千瓦。本期工程除由中国****电器集团有限公司自筹资金（总投资的20%）外，其余部分资金采用国内贷款。1.2.2建设单位概况中国****电器集团有限公司创立于1986年，其前身为****县****开关厂。****集团现有员工1300人，其中各类工程、技术人员320余人。企业主要生产40.5kV及以下成套开关设备、配电自动化开关及终端装置、风力发电、高压元件、仪器仪表、低压电器等9大类48个系列、100多个品种、500多种规格的产品，公司于2002年3月与新疆金风公司合作，共同引进开发生产大型风电机组，具有技术先进、结构新颖、安全可靠、造价低廉，适合我国国情的特点，达到效率高、运行平稳和使用寿命长等优点。1.3工程概况1.3.1设计依据a)我院与中国****电器集团有限公司签定的“****风力发电场新建工程可行性研究设计合同”。b)风电场风能资源评估方法。c)风电场工程可行性研究报告编制办法。d)风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准。1.3.2工程编号：21-Q224K11.3.3建设单位：中国****电器集团有限公司1.3.4建设规模：本期及最终工程装机容量为49500千瓦1.4主要设计原则1.4.1概述****风电场场址位于****市西南的高力沟、四家子村附近，场址距距****市区约9公里。该风场处于****市西部的山丘地带，场区范围内平均海拔高度为180--260米。风电场行风方向为地形起伏平缓的山丘地，场区范围内均为荒地、山坡地或林地。场区规划面积为在****风电场安装了50米高的测风塔和10米高的测风杆，并分别进行了10米、30米和50三个不同高度的实际测风工作，实测测风塔10米高度处年平均风速为5.5米/秒，有效风能密度为302.6瓦/平方米。通过实际测风结果可知，该风场风资源丰富，具备建设大型风电场资源条件。本期工程在****风电场场址处共安装750千瓦风力发电机组66台，装机容量为49500千瓦。1.4.2风能资源根据风电场的建设需要，从2003年9月开始在****风电场安装了50米高的测风塔和10米高的测风杆，并分别进行了10米、30米和50三个不同高度的实际测风工作，并已收集到了24个月的测风数据。根据实际测风结果可知，****风电场测风塔10米高度处年平均风速为5.5米/秒，50米高度处年平均风速为6.7米/秒。且季风特性明显；其冬季盛行偏西北风，夏季盛行偏西南风，10米高度处年有效风能密度为302.6瓦/平方米，50米高度处年有效风能密度为392.0瓦/平方米。风向分布：风电场以N风为主导风向，出现频率在17.9-27.9%之间，两测点各高度处的次多风向均为SW风，出现频率为15.7-18.6%。风能分布：SW为主导风能量方向，占26.9--40.6%；。N、SSW为能量偏多能量风向三个风向的风能占总能量的70%以上。因此，该风电场风能资源丰富、稳定。具有较好的开发条件。工程地质a)拟建场区稳定性评价****风力发电场位于****市****镇西南部丘陵区，城子村周围低矮丘陵的山顶上，升压站位于城子村的东北部。构造运动活动不明显，主要以整体间歇性上升为主。因此该拟建场地区域构造稳定。b)场区工程地质条件拟建场地宏观上地形起伏较大，从地貌上看属于丘陵地貌。地形开阔，地层结构清楚，适宜建筑。1层耕土：灰褐色至黄褐色，松散，含植物根，厚度0.40—0.60米。2层砂质粘土：以黄褐色为主，可塑，中等干强度，无摇震反应，中等韧性，厚度1.70m左右，Fak=170kpa。3层强风化闪长岩：浅灰色呈灰白色，中粗粒片麻状闪长岩，见大量风化裂隙，结构面复杂，岩石坚硬。Fak=350kpa。4层全风化二长花岗岩：灰黄色，长石已基本风化为粘土，见有植物根，厚度0-0.80m，Fak=250kpa。评估区岩性较单一，地质构造简单，风机及简易路所在处岩土力学性质良好，无软弱夹层。根据地质灾害危险性评估：评估区现状未见地质灾害，拟建工程建设本身不可能直接诱发、加剧地质灾害的发生。c)拟建场地地基土标准冻为1.40米d)评估区地处地震动加速度为0.05g和地震动反应谱特征周期为0.35s的区域，地震烈度为Ⅵ烈度区。1.4.4风力发电机组选型、布置及发电量计算a)风力发电机组选型5.1风力发电机组选型根据测风资料：****风电场年平均风速高，主导风向稳定，属于典型的季风气候特征，该风电场风能贮量大，具有良好的风能资源优势。同时由于场址处地质条件好，地势起伏平缓，交通运输及安装条件优越。具备建设大型风电场的条件。根据风机选型比较结果及****风力发电场场址处的风资源条件及地形特点，本期工程拟安装****金风风电有限公司组装的单机容量为750千瓦的风力发电机组b)风力发电机组排列及发电量计算5.2风力发电机机组排列根据****风力发电场场址处的实际测风资料分析可知，该风力发电场以N风为主导风向，出现频率为17.9-27.9%，SW风为次多风向，出现频率为15.7-18.6%。且冬季盛行北风及偏北风，夏季盛行偏南风，其主导风向明显。从风场能量分析情况看，各高度均以SW风的能量所占比例最大，占26.9--40.6%；次多能量风为SSW和N风。三个能量偏多能量风向占总能量的70%左右。应以风力发电场主导风向及主导能量方向来确定排列方向。而风力发电机机组之间的间距和排距，应综合考虑风力发电场场地条件、风资源特性以及风力发电机之间尾流影响等条件。通过技术经济比较后确定。由于****风力发电场场址处为多个山丘及偏东西走向的山梁形成的丘陵场地，因此，在风力发电机布机时主要是根据场区地形的变化特点，将风力发电机排布在山梁的高处，并适当考虑风力发电机之间排布的影响，本期工程安装风力发电机间距按（4-5）D（D为风轮直径），风力发电机排距按（7-8）D进行设计。即风力发电机间距约200--250米，风力发电机排距约350--400米。经过WASP软件进行了发电量的计算。本期工程安装66台S50/750型风力发电机组的年上网电量为9991.4万度。平均单台机组年上网电量为151.3万度。折合满容量运行小时数为2018小时,容量系数为0.23。电气部分a)电力系统部分****风电场场址位于****市西南高力沟村附近，地处铁岭地区电网本期工程在****风力发电场安装66台750千瓦风力发电机组，总装机容量为49500千瓦。根据****地区电网现状及风电场厂址位置、本期装机容量，兼顾地区规划网架，风电场本期接网方案为新建一回从****风电场升压站到66kV跃进变电所66kV母线的66kV线路，线路全长7.4千米，导线型号为LGJ-240。b)66千伏升压站。1)建设规模升压站内新建25000千伏安主变压器2台。本期建设66千伏出线间隔1个，最终出线2回。10千伏本期出线10回，最终出线10回。2）电气主接线66千伏采用单母线接线，10千伏采用单母线分段接线，风力发电机组采用扩大单元接线。配电装置及总平面布置66千伏屋外配电装置为水泥杆钢横梁，普通中型布置。10千伏屋内配电装置采用KYNZ-12系列金属铠装中置式高压开关柜。主变压器布置在66千伏和10千伏配电装置之间,屋外布置。4）继电保护本期工程在66千伏线路装设一套微机型距离保护装置，主变保护配置一面微型机保护柜，10千伏出线、电容器、所用变均采用微机型保护测控装置。5）通信部分调度关系：根据风力发电场所在地理位置，该风力发电场应由****供电公司地调负责调度指挥。通信通道：在66千伏线路上建1路12芯OPGW光缆通道，作为调度和远动信息的传送通道。6）远动部分****风力发电场升压站配置一套计算机监控系统，实现对全所信息的采集、处理与监视控制。完成事件记录及事故告警等功能c)风机组合供电设备配置及联网线路单台风力发电机均采用一机一变的方式升压。综合考虑风力发电机组的超发能力以及变压器的过载能力，750千瓦风机配1台S9-850/10，10/0.7KV型变压器。场区内供电线路全部采用架空绝缘线路。其中由升压站至箱式变电站回路干线选用LGJ-185；分支回路选用LGJ-120和LGJ-70型架空绝缘导线。由架空绝缘导线路至箱式变电站之间采用一根YJV-223×508.7/15kV型交联聚乙烯绝缘电缆，由变压器至风机之间采用一根VV22--3×300和一根VV22--3×300+1×120聚乙烯绝缘及护套电缆并列敷设。高低压电缆线路均采用直埋敷设。土建部分a)升压站1）新建主控制楼一座（二层），其建筑面积507.5平方米，体积2200立方米；新建10千伏室内配电装置室一座（一层），建筑面积198.25平方米，体积为1100立方米。新建附属建筑一座（一层）为砖混结构，其建筑面积187.15平方米，体积1300立方米。主控制楼、10千伏室内配电装置室及附属建筑均采用砖混结构毛石基础。2）66千伏构支架及基础部分：66千伏构配电装置采用普通中型布置，构支架柱采用钢筋混凝土杆钢横梁。基础均为C20钢筋混凝土独立式基础。3）采暖通风主控制楼：采暖设备采用辐射电暖器，主控制室、会议室采用分体柜式空调器。附属建筑：采暖设备采用中温辐射器。4）给排水部分：给水水源为在场内打深井一眼，设备选用深井潜水泵，给水经全自动量子净化器过滤处理后，再由变频调速给水设备向场内建筑物供水。由于场内生活污水无处排放，故场内生活污水经化粪池沉淀处理后排至渗水井内。b)场区性建筑为便于风力发电机安装检修及运行维护，在每排风机前修建4.5米宽砂石路，并分别与进场公路相连，以形成畅通的安装、检修、运输通道。本期工程共需修建4.5米宽砂石路35公里。风力发电机基础型式为：独立式钢筋混凝土结构。箱式变电站采用内空腔混凝土结构。1.4.7消防设计主变压器灭火装置：在变压器附近配置适量的推车式和手提式磷酸氨盐灭火器，以用于主变压器的外部防火需要。升压站内化学灭火设计：主控楼火灾危险性为戊类，监控室、保护屏室内均选用灭火后不会引起污损的CO2灭火器。其它电气设备的灭火，均选用手提式磷酸氨盐灭火器风力发电组灭火设计:在每台风力发电机塔筒内设置1台手提式磷酸氨盐灭火器。1.4.8环境保护和水土保持设计及社会影响评价a)节能及环保效应风能是一种可再生的、清洁的能源。按****风力发电场本期工程安装风力发电机49500千瓦，年上网电量为9991.4万度，与燃煤的火电相比，每年可为国家节约标煤36763吨。相应每年可减少向大气排放有害气体及废渣：二氧化硫:：1096吨，一氧化碳9.2吨，二氧化碳95798吨b)风力发电场污染防治措施风力发电场内的升压站建筑采暖，热源采用智能型电暖器，无废气和灰渣排放。风力发电机组布置在距周围村庄200米c)施工期环境影响及保护措施由于场址地处丘陵地区，在施工中要尽量从减少原有植被扰动的角度考虑选择施工机械，制定施工期的环境管理监控计划，严格限定施工场地和运输路线，防止施工作业活动破坏生态环境。对施工中可能造成土地碎裂的地方，要有相关的技术措施。以减少破碎化的程度。埋设电缆线路时需将表层土壤单独存放，以用于回填覆盖。施工后在道路两侧及升压站内进行绿化，在风机基础周围对坡面进行平整，同时恢复原有植被，防止水土流失。d)社会影响评价****风力发电场的建设，能够带动当地旅游业的发展按****风力发电场远期规模建成后，将成为一处南北长约7公里，东西宽约4公里的风力发电机群。将成为当地的一个高科技、绿色能源基地，成为一个独具特色的旅游观赏景点。****风力发电场的建设，有利于增加当地就业机会，增加税收，带动地区经济的发展。风力发电是新能源项目，符合国家能源产业政策的发展要求。有利于促进风力发电机组及部件的国产化，加快我国风力发电事业的发展。因此，建设****风力发电场不仅具有较好经济效益，同时也具有显著的社会效益。1.4.9施工组织设计a)机构编制及人员培训****风力发电场隶属于********风能开发有限公司。按照本期工程安装机组的数量,暂按30人编制.b）施工组织及进度****风力发电场地处****市西北部地区，靠近公路，交通运输方便，本期工程安装750千瓦风力发电机66台，涉及到的主要工程量有：风力发电机基础、变压器基础，风力发电机及变压器组设备的安装调试。66千伏线路及变电所的建设。

风力发电机及箱式变电站基础。场区10千伏电缆线路施工。风力发电机安装调试期：预计本期工程总工期为12个月c)施工设备、施工条件施工设备66千伏升压站及66千伏线路，备有一台20吨吊车即可进行完成土建及设备安装工作。本风电场的风力发电机组及塔筒均在浙江温州生产。须用大型平板车将集装箱运至****风电场。预计需要大型施工机械：35吨吊车：1台50吨吊车：1台200吨履带吊车：1台d)施工条件目前县级公路在场区附近通过，施工材料及设备运输条件较好，从城子村的农电线路接引出1条10千伏线路，作为临时施工电源，在场区内打2个深井和利用升压站内的生活用水(深井泵房)作为施工水源。1.4.10劳动安全卫生措施a)防火防爆根据变电所生产运行和总平面布置，将所区划分为生产区和所前设施区两大部分。变电所设有一个出入口均能满足消防要求，所内生产区和所前设施区均设有道路，主通道形成环状。消防车可顺利通行并到达各建筑物附近。本工程主控楼、主变场地及开关场等均设有化学灭火设备。上述设计能够保证变电所的防火防爆措施的有效值。根据风力发电机组分散安装的特点，在每台风机的塔筒内配备1套化学灭火设备。b)防毒防化学伤害本工程对蓄电池室易产生挥发腐蚀物质的工作场所，设计均采用机械送风、机械排风。c)防电伤防机械伤害和其他伤害变电所布置在野外空旷地域，因此变电所设计过程中，采取严格的防雷接地系统；防雷采用了避雷针和避雷器。为检修安全的需要隔离开关设置了接地刀闸。d)防暑防寒凡所内有人值班、办公、生活的房间及工艺设备需要采暖的房间，均设置了采暖设施。监控室室、保护屏室均设置空调。e)防高空作业跌落事故由于风力发电机组轮毂高度为50米，风机塔筒的组装，机舱、风轮吊装及机组的调试等均为高空作业。因此，施工时必须做好施工作业指导书和施工组织措施，确保施工作业的安全。1.4.11工程设计概算a)概述****风力发电场新建工程建设规模为66台750千瓦风力发电机组及相应的配套设施,工程总投资为43865万元,其中风力发电场工程静态投资42817万元、单位投资8650元/千瓦，风力发电场工程动态投资43865万元、单位投资8862元/千瓦。b)编制依据依据国家发展和改革委员会办公厅文件，发改办能源（****）899号文《国家发展和改革委员会办公厅关于印发风电场工程前期工作有关规定的通知》附件一《风电场工程可行性研究报告编制办法》、附件二《风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准》。c)定额定额采用国家经贸委2002年15号文颁发的《电力建设工程概算定额》,中国电力企业联合会中电联技经2002年48号文颁发的《电力建设工程调试定额》。1.4.12财务评价a)资金筹措经济评价总投资(不含建贷利息和流动资金)为42817万元,注册资本金按20%计列,其余部分投资按贷款考虑,贷款年率利为6.12%。b)清偿能力分析贷款按10年偿还锁定计算。还贷资金主要包括还贷折旧和还贷利润。通过资产负债的计算，表明该项目在整个计算期内资产负债率较低、偿债能力较强。c)盈利能力分析通过现金流量（项目投资）的计算财务内部收益率8.70%大于电力行业基准收益率8％,财务净现值1920万元,投资回收期9.8年。根据损益表的计算，按10年偿还全部贷款后投资利润率为5.27%、投资利税率为6.43%、资本金利润率为26.98%。1.5结论****风力发电场，风能资源丰富，外部交通及电网联网条件较好，具备建设大型风力发电场的条件。根据测算分析，该项目的各项主要经济评价指标（全部投资）均能够满足电力行业的要求，该项目是可行的。风力发电工程是一个一次性投资很大,但运行成本很低,无污染,不消耗矿物质能源的洁净的新能源项目,具有很好的社会效益和经济效益,因此,建议抓紧该项目的立项及建设。附表1.1：风力发电工程特性表表1.1风力发电工程特性表序号及名称单位数量备注一、风力发电场场址名称：****风力发电场新建工程海拔高度：米180--260经度123°30′纬度42°25′二、风资源1、年平均风速(10米高度)米/秒5.52、有效风能密度(10米高度)瓦/平方米302.63、盛行风向N4、盛行风比率26%三、主要设备1、风力发电机组台数台66型号S50-750额定功率千瓦750叶片数量个3风轮直径米50扫风面积平方米1964风轮转数转/分钟22切入风速米3切除风速米25额定风速米13轮毂高度米50发电机额定容量千瓦750额定电压伏690额定电流安培640额定频率赫兹50极数4额定功率因数从0.982、升压供电设备S9--800/10台663、输电线路电压千伏66回路数回2输电目的地至220千伏****变电所线路长度公里154场内10千伏电缆线路公里41.350.7千伏电缆工程：VV22-3*300公里3.3四、土建工程1、中央控制建筑物型式砖混结构地基特征条形基础面积/层数平方米/层705/22、风力发电机基础数量个66型式钢筋混凝土体积立方米1983、工程永久占地升压站亩8.32风力发电机组亩23.4变压器组亩3道路亩315五、施工1、主体工程数量明挖土方立方米91808填筑土方立方米78740混凝土及钢筋混凝土立方米130682、主要建筑材料木材立方米1825水泥立方米4043钢材吨19003、新建公路砂石路公里354、施工期限总工期月12安装调试月5六、经济指标1、静态总投资(编制年)万元428172、总投资万元43865机电设备及安装工程万元33847建筑工程万元3368基本预备费万元1221其它费用万元3485接入系统万元896建设期贷款利息万元10483、综合经济指标风电场单位千瓦投资元/千瓦8862上网电量千瓦时9991.4单位电度投资元/千瓦时0.219发电成本元/千瓦时0.362平均上网电价(不含增值税)元/千瓦时0.599财务内部收益率(项目投资)%8.7财务内部收益率(资本金)%10.63总投资利润率%5.27总投资利税率%6.43投资回收期年9.8资产负债率27.272场址选择2.1风电场场址****风电场场址位于****市西南的高力沟、四家子村附近，场址距距****市区约9公里。该风场处于****市西部的山丘地带，场区范围内平均海拔高度为180--260米。风电场行风方向为地形起伏平缓的山丘地，场区范围内均为荒地、山坡地或林地。规划场区范围北至验尸场，西至四家子村西侧山梁，东至大树林子村、小树林子村西侧山梁，南至段家沟村北侧山梁。规划场区南北长约7公里，东西宽约4公里。场区规划面积为28平方公里。在由于其特定的地理位置和特殊有利的地形条件，对流经该风电场的风具有明显的加速作用，因而风场风资源丰富。为开发****地区风能资源，从2003年9月开始在****地区安装了50米高的测风塔和10米高的测风杆，并分别进行了10米、30米和50三个不同高度的实际测风工作，并已收集到了24个月的测风数据。场址中心处于东经123°30´，北纬42°25´。实测10米高度处年平均风速为6.4米/秒，有效风能密度为481.9瓦/平方米。且风向比较稳定，盛行风向为北风，次多风向为偏南风，风电场风资源分布特点表现为冬春两季风盛。风场年平均雷电次数为32天，平均沙尘暴、扬沙、吹雪、冰雹等不利自然因素的发生次数均小于5天。通过实际测风结果可知，该风场风资源丰富，具备建设大型风电场资源条件，是****地区较理想的风电场场址之一。本期工程在****风电场场址处共安装750千瓦风力发电机组66台，装机容量为49500千瓦。2.2交通运输、联网条件****风电场场址位于****市西南高力沟、四家子村附近，距****市区约9公里，职工生活方便。现有县级公路在场址附近通过。场址处具备大件设备的安装、运输条件。本期工程采购的风力发电机组及塔筒，在浙江温州组装，设备可通过浙江至南京高速公路再通过→京沪高速公路→沈山高速公路→沈法公路→法库至****公路及县级公路将设备运抵现场。能够满足运输大型机组及电气设备的要求。风力发电机组及塔筒国内公路运输距离约2200公里。按照****风力发电场远期发展规划，总装机容量为49500千瓦。经技术经济比较，该风力发电场需通过66千伏系统向地区电网供电。由于本期工程安装49500千瓦的风力发电机组，因此，需在风电场内建设一座66千伏升压站，及66千伏线路（采用LGJ-240导线），通过220千伏****变电所联网。目前县级公路已修建至场址附近，场址处距****市区约9公里。综上所述****风电场具备建设大型风电场的资源条件和良好的外部条件，经现场踏勘，本期工程安装的风力发电机组均布置于规划场区内的山梁上。风力发电机组安装位置详见“风机安装布置图”3风资源分析****风电场位于铁岭****市高力沟村南北两侧的丘陵地带，地理座标东经12330，北纬4225。该场址是##省电力有限公司组织有关专家和领导经过多次实地考察，综合考虑了地形、气候、地质等自然条件和道路、电网、土地利用状况等社会条件之后选定的风电场场址。为详细掌握风电场的风能资源，##省电力有限公司综合计划部委托##省气象能源开发应用研究所承担该风电场场址的风能资源实测与分析工作。场址的测风从2003年9月28日开始，至2004年9月30日，完成了一个年度的测风工作。根据风电场建设需要，又从2004年10月1日至****年9月30日进行了第二年度测风资料的采集。本报告将对风电场所在地区的气候概况、场址风能资源实测状况进行分析和评价。3.1气候概况与测风背景位于****风电场西北方向约11km处的法库县气象站是距风电场最近的气象站，其地理座标为12324E，北纬4230N，是风电场附近的长期气象观测站。这里将以法库县气象站的气象观测数据为代表分析风电场附近地区的气候概况与测风背景。3.1.1气候概况风电场附近地区属辽河平原北部低丘地带，靠近内蒙和吉林省，位于我国“三北”风带上，是风能资源丰富的地区之一。该地区常年多风，适合风能资源开发利用，并尤以春季风速大。从法库县气象站累年平均风速看（表3.1），该地区年平均风速为4.0m/s，4月风速最大，达到5.5m/s；8月风速最小，为3.0m/s。SSE风是该地区的主导风向（表3.2），SSW、S风次之，可以说，偏南风是这里的明显优势风向。表3.1法库县气象站累年（1971~2000）平均风速（m/s）月份123456789101112年风速3.53.03.54.0表3.2法库县气象站多年平均风向频率（%）风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC频率2.91.00.70.830.317.42.03.6风电场处于北温带半湿润大陆性气候区，受季风影响，夏热多雨、温差较大、日照充足、四季分明。由表3.3可见，法库地区的年平均气温为7.1℃表3.3法库县气象站累年（1971~2000）各月气温、气压、相对湿度值要素123456789101112年气温（℃）-12.6-8.5-21.223.722.416.38.4-1.4-9.47.1气压（hPa）1014.71012.71008.61001.6997.7994.2993.2996.71002.71008.21012.11014.01004.7相对湿度（%）59545051536781817263616063法库地区的其它相关气象要素情况如下：•极端最高气温37.5℃，极端最低气温•年平均降水量597.2mm•年平均水汽压9.1hPa•年平均雷暴日数32天，最多48天，最少19天•1971-2000年间最大风速为25.0m/s•50年一遇10分钟平均最大风速为29.3m/s图3-1法库县气象站1971~2004年逐年平均风速变化直方图1.2测风背景分析图3-1法库县气象站1971~2004年逐年平均风速变化直方图图3-1是法库县气象站1971~2004年的历年年平均风速变化图。可以看出，30多年来该地的风速基本呈现“高-低-高-低”的阶段性变化，且1996~2003年的8年是明显风速偏大的阶段（均超过4.0m/s）。其中，1996年风速最大，达到4.7m/s；2004年风速最小，仅为3.1m/s。表4也列出1971~2004年的逐年平均风速。表3.4法库县气象站1971~2004年的历年年平均风速(m/s)年风速年风速年风速年风速19714.319804.419893.719984.619724.219814.119903.719994.419733.819824.119913.620004.219743.919833.919923.320014.319753.919843.719933.220024.419763.919853.819943.420034.419773.919863.619953.720043.119784.219874.319964.719794.319883.619974.6表3.5是测风期间法库县气象站各月及年平均风速。从中可以看出，测风期间两个年度的平均风速均为3.2m/s，小于多年平均风速，而且第二个年度的风速更小。表明风电场测风期间是在年平均风速明显小于多年平均风速的气候背景下进行的。表3.5法库县气象站2003.10~****.9各月平均风速（m/s）月份101112123456789年2003.10~2004.03.52004.10~****.2.9平均3.83.72.92.43.14.04.33.93.12.62.22.43.23.2风能资源实测结果分析3.2.1测风方法在风电场设置两个测风点：一点在高力沟村南侧丘陵上立一50m高测风塔，在塔的50m、30m、10m三个高度分别装测风仪，即可直接测出风电机轮毂高度（50m）处的风能资源情况，又可以了解风能随高度的变化情况；另一点在高力沟村北侧丘陵上立一10m高铁杆，在杆顶安装一台测风仪。设置两个测风点可较全面了解该风电场南北两条东西走向丘陵带的风能资源情况。测风使用的风向风速感应仪为上海气象仪器厂生产的EL型风向风速仪。记录部分为山东恒生电器有限公司生产的ZFJ型风力记录仪。感应器和记录仪之间由12蕊电缆连接。记录仪与微机连接后利用专用软件直接读取测风数据。测风内容为全年每日逐时的风向、风速。风向为16个方位；风速精确到0.1米/秒。每20天左右从记录仪中读取一次测风记录。两年度内测风点位置、测风所使用的仪器、测风内容完全相同。3.2统计得到两测点的月及年平均风速如表3.6。图3-2为对应的各月平均风速直方图。表3.6.1****风电场第一年度各月及年平均风速（m/s）月份101112123456789年塔50m高度5.58.06.36.7塔30m高度5.07.46.06.3塔10m高度5.5杆10m高度8.0表3.6.2****风电场第二年度各月及年平均风速（m/s）月份101112123456789年塔50m高度6.4塔30m高度5.25.05.35.9塔10m高度5.75.04.55.1杆10m高度5.0从表3.6可以看出，风电场春季风速较大，其中，第一年度以2~5月风速偏大，第二年度3~5月为风速偏大期，且均以4月风速最大。两年里，10m杆处的风速均大于测风塔所处位置10m高度处的风速，并与塔30m高处的风速接近，这种差异主要是因为风电场北侧丘陵测风点位置（杆）高于南侧测风点（塔）30m左右所造成的。塔上各高度上的风速差异在两年中基本相似，塔50、30m高处年平均风速比塔10m高处分别大1.2、0.8m/s左右。两年间两测点各高度处的年平均风速第二年度均较第一年度小0.3~0.5m/s，各月的风速也普遍偏小。最小风速出现月份在两个年度中也有所不同，第一年度以8月风速最小，第二年度以12月风速最小。两年间的12、2、8月风速差异较大。比较风电场的测风背景可知，这些差异在法库县气象站中也基本存在，说明两年度的差异主要是气候的年际变化造成的。比较而言，虽然两个年度里风速存在一些差异，但主要特征相似，且10m高处的最小年平均风速也超过5.0m/s，已达到风能资源丰富的标准。2.3风速频率分布统计得到两测点各等级风速频率分布如表3.7。图3-3为对应的风速频率分布直方图。表3.7.1****风电场第一年度风速频率（%）风速（m/s）0123456789101112131415161718>18塔50m高度10.211.510.911.42.42.01.31.0塔30m高度11.611.011.60.20.2塔10m高度0.75.512.913.212.5杆10m高度10.712.413.02.00.6表3.7.2****风电场第二年度风速频率（%）风速（m/s）0123456789101112131415161718>18塔50m高度10.912.313.411.82.0塔30m高度11.813.612.60.10.1塔10m高度1.06.411.714.114.912.810.00.0杆10m高度12.113.814.012.310.03.00.20.2塔高50m处，3~7m/s风速出现频率较大。其中，第一年度4m/s风速出现频率最大，占11.5%，8m/s及其以上风速出现时间超过3200小时，10m/s及其以上风速全年出现1800小时以上；第二年度5m/s风速出现频率最大，占13.4%，10m塔高30m处，3~6m/s风速出现频率较大。其中，第一年度3m/s、6m/s风速出现频率最大，分别占11.6%；第二年度4m/s风速出现频率最大，占13.6%。但大于等于10m塔高10m处，2~6m/s风速出现频率较大。其中，第一年度3m/s、5m/s风速出现频率最大，分别占13.2%；第二年度4m/s风速出现频率最大，占14.9%10m杆处，两年度均以5m/s风速出现频率最大，分别占13.0、14.0%，10m比较而言，风速出现频率较大的风速段在两个年度中基本相当，但超过10m/s的风速第二年度较第一年度少，说明第二年度风速偏小主要是较大风速出现得较少。2.4风向频率分布统计得到两测点的风向频率分布如表3.8。图3-4是对应的风向频率分布图。表3.8.1****风电场第一年度风向频率(%)风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC塔50m高度26.00.95.09.40.5塔30m高度9.31.1塔10m高度10.90.7杆10m高度2.51.3表8.2****风电场第二年度风向频率(%)风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC塔50m高度10.80.6塔30m高度13.615.75.05.71.1塔10m高度2.02.05.712.43.36.06.91.0杆10m高度2.01.95.310.80.6从表3.8可见，风电场以N风为主导风向，出现频率在17.9~27.9%之间，且第二年度均小于第一年度。两测点各高度处的次多风向均为SW风，出现频率为15.7~18.6%。总体看来，风电场以N、SW、SSW风居多，ENE、E、ESE、SE、SSE风向出现较少。两年度风向频率特征基本相似，居多风向体现了风电场处于东亚季风区的特征，即冬季盛行北风，夏季盛行西南风和西南偏南风。2.5风速的日变化表3.9是统计得到的两测点各高度风速的日变化情况。图3-5是对应的风速日变化直方图。表3.9.1****风电场第一年度逐时平均风速（m/s）时间212223241234567891011121314151617181920塔50m高度7.17.07.07.06.97.0塔30m高度6.06.06.1塔10m高度6.05.15.2杆10m高度6.07.07.27.06.16.3表3.9.2****风电场第二年度逐时平均风速（m/s）时间212223241234567891011121314151617181920塔50m高度塔30m高度塔10m高度4.95.05.05.04.84.9杆10m高度5.96.05.6风电场风速的日变化为双峰双谷型分布。午后14时及夜间24时左右风速较大，14时风速最大；清晨7时、傍晚18时前后风速较小。塔50m处白天和夜间的风速峰值比较接近，而随着高度降低两峰值的差异也加大，即白天风速明显大于夜间风速。两年间上述特征比较一致。3.2.6风速随高度的变化根据近地面层风速随高度变化的指数规律，由测风资料计算得到****风电场第一年度风速随高度变化的指数n=0.122，塔高50m处的年平均风速是塔高10m处的1.22倍；第二年度n=0.141，塔高50m处的年平均风速是塔高10m处的1.25倍。2.7风能资源参数计算得到两测点各高度的年平均风功率密度、4～24米/秒有效风力小时数、有效风功率密度、年有效风能及风速频率分布Weibull模式拟合参数A、K值在表3.10中给出。表3.10.1****风电场第一年度风能资源参数项目年平均风功率密度（W/m）年有效风功率密度（W/m）年有效风力小时数（h）年有效风能（kW•h/m）A值K值塔50m高度363.1476.866193156.27.591.99塔30m高度316.9444.561832748.27.071.85塔10m高度234.2370.05450200杆10m高度356.3481.964023085.07.241.82表3.10.2****风电场第二年度风能资源参数项目年平均风功率密度（W/m）年有效风功率密度（W/m）年有效风力小时数（h）年有效风能（kW•h/m）A值K值塔50m高度300.0392.066142593.07.262.12塔30m高度256.9365.360522210.96.681.93塔10m高度185.2302.652111576.95.771.76杆10m高度253.2351.961902178.46.681.99表中各参数值表明，风电场风能资源达到资源丰富的标准，50m高处的年平均风功率密度大于等于300W/m，年有效风功率密度在400W/m左右。第二年度的年平均风能密度、有效风功率密度、有效小时数、有效风能均小于第一年度。3.2.8风功率密度的日变化表3.11是统计得到的两测点各高度风功率密度的日变化情况。图3-6是对应的风功率密度日变化曲线。表3.11.1****风电场第一年度逐时平均风功率密度（W/m）时间212223241234567891011121314151617181920塔50m高度388.0404.0410.4414.5387.9393.9382.4381.1363.3325.7310.6307.5318.2329.9334.9375.5378.3395.7389.9369.1344.2322.9344.0365.9塔30m高度328.2340.3342.8346.0324.5328.6315.8317.2299.6272.4268.7271.3291.4307.7309.7349.4351.9364.2360.2332.4306.6280.6291.0306.2塔10m高度237.0247.1246.6252.0238.0233.5226.7226.6212.4198.6197.5200.4222.5233.0236.7269.8270.1281.6271.9250.3230.7202.2210.3224.0杆10m高度363.5370.3362.1357.3352.5330.3321.8312.5302.2274.2275.3267.8304.3347.6379.8422.1434.9462.7459.4430.6366.0344.8343.1365.0表3.11.2****风电场第二年度逐时平均风功率密度（W/m）时间212223241234567891011121314151617181920塔50m高度276.9315.6307.9318.1298.6303.6301.0313.0303.4305.2294.2284.1289.8294.8311.6313.1325.2336.9333.7304.7272.8266.5253.2276.1塔30m高度227.2256.9248.3257.8239.6246.7244.7255.5248.9251.0245.2250.4266.0266.7286.9289.4298.3303.8303.3273.8239.8227.0210.6228.2塔10m高度159.1183.0173.9182.3167.8174.2170.3180.6175.2179.7179.2185.9196.6197.3210.2212.6218.0221.7224.0199.3176.0164.7150.4161.6杆10m高度226.1244.1232.0239.0229.0237.8232.5244.4233.8231.8234.2241.2246.3255.0283.7288.7309.2314.9322.6301.2253.9236.5215.5223.0风功率密度的日变化与风速的日变化相似，除塔50m处第一年度外，其余均以14时的风功率密度最大；第一年度6~8时风功率密度最小，第二年度19时的风功率密度最小。从两测点各高度各时次看，10m杆处第一年度14时的风功率密度最大，达到462.7W/m，塔10m高处第二年度19时的风功率密度最小，但也超过了150W/m。总体看来，两个年度中10~16时均是风功率密度较大的时段，19时左右是相对较小的时段，而夜间的情况在两个年度中有所差别。因此可以说，中午和午后是该风电场的最佳风能利用时段。3.2.9各风向的风能分布计算得到两测点各风向风能分布如表3.12。图3-7是相应的各风向能量分布百分比频率图。表3.12.1****风电场第一年度各风向风能分布(%)风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW塔50m高度26.00.20.022.227.05.62.8塔30m高度23.0塔10m高度28.828.42.02.3杆10m高度0.00.00.015.7表3.12.2****风电场第二年度各风向风能分布(%)风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW塔50m高度20.5塔30m高度31.623.13.04.1塔10m高度30.0杆10m高度16.5可以看出，两个年度各风向的风能频率特征相似，两测点均以SW、N、SSW风能量较大。第一年度除塔10m高处以SSW风能量最大（28.8%）外，其余均以SW风能量最大，占26.9~40.6%；第二年度，塔50m、10m杆处以SW风能量最大，塔上另两个高度处以SSW风能量最大。三个能量偏多能量风向占总能量的70%以上。两处均以ENE、E、ESE、SE、SSE、W风向能量最小。3.2.10各风速区间的风能百分比分布计算得到两测点各风速区间的风能分布如表3.13。图3-8是相应的各风速区间的能量百分比分布直方图。表3.13.1****风电场第一年度各风速区间的风能百分比分布（%）风速（m/s）≤11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-18>18塔50m高度0.00.08.09.410.29.04.2塔30m高度0.00.00.41.02.04.06.44.02.63.7塔10m高度0.07.09.310.010.02.91.9杆10m高度0.00.04.611.7表3.13.2****风电场第二年度各风速区间的风能百分比分布（%）风速（m/s）≤11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-18>18塔50m高度0.00.02.82.7塔30m高度0.08.310.610.83.02.82.4塔10m高度0.010.111.411.7杆10m高度0.08.910.911.0风电场基本以9~11m/s风速能量最高，这个风速区间的能量占总能量的20%左右。两个年度各风速区间的风能百分率分布特征相近，只是第二年度12m/s以上的较大风速的能量普遍较第一年度小，而3~12m/s风速的情况则相反。图3-9为50米高度处各月风向玫瑰图图3-10为50米高度处各月风能分布图图3-11为50米高度处风速和风功率密度年变化曲线3.3资源评估通过对****风电场测风气候背景和风能资源测试数据的计算分析可以看出，两年度50m高处的年平均风速为6.6m/s，年平均风功率密度大于300W/m，有效风力小时数超过6600小时，10m/s及其以上风速出现时间多于1500小时；10m杆处的年平均风速为6.2m/s，年平均风功率密度在300W/m左右，有效风力小时数多于6000小时。N风为该地的主导风向，SW、N和SSW由于风电场北侧丘陵测风点位置（杆）高于南侧测风点（塔）30m左右，测风杆处的风能资源状况要好于测风塔所处位置。通过与风电场附近的长期气象站进行对比可知，该风电场测风期间处于风速较小的年份，风电场风速的月季变化特征与气象站的月季变化特点相似，说明两地风速变化有一定的同步性，处于相似的气候背景条件下。因气候年际变化的差异，风电场第二年度的风能资源状况较第一年度略差，但仍达到风能资源丰富的标准。综上所述，****风电场达到了建设大型风电场所要求的风力资源条件，适宜建设大型风电场。

图3-2###风电场各月平均风速(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度

图3-3###风电场风速频率(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度

(c.2)(b.2)(a.2)(d.2)(d.1)(c.1)(b.1)(a.1)图3-4###风电场风向频率(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度

图3-5###风电场逐时平均风速(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度

图3-6###风电场逐时平均风功率密度(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度

(c.2)(b.2)(a.2)(d.2)(d.1)(c.1)(b.1)(a.1)图3-7图3-2###风电场各月平均风速(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度图3-3###风电场风速频率(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度(c.2)(b.2)(a.2)(d.2)(d.1)(c.1)(b.1)(a.1)图3-4###风电场风向频率(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度图3-5###风电场逐时平均风速(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度图3-6###风电场逐时平均风功率密度(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度(c.2)(b.2)(a.2)(d.2)(d.1)(c.1)(b.1)(a.1)图3-7###风电场各风向的风能频率(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度图3-8###风电场各风速区间的风能百分比分布(a~d.1)为第一年度(a~d.2)为第二年度(a)塔50m高度(b)塔30m高度(c)塔10m高度(d)杆10m高度1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月图3-950米高度处各月风向玫瑰图1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月图3-1050米高度处各月风能分布图图3-1150米高度处风速和风功率密度年变化曲线工程地质4.1拟建工程概况****风力发电场位于****市****镇西南部丘陵区，城子村周围低矮丘陵的山顶上，升压站位于城子村的东北部。****风力发电场的中心位于城子村，距****市9km，距****至沈阳的省级公路4km，乡级柏油路面的公路直通城子村，交通比较便利，4.2地形地貌****风电场场区地貌主要为丘陵区，标高一般为115.5-290.6m，大部分地区山顶浑圆，冲沟浅而宽。地表植被发育，树种主要有刺槐、紫穗槐及长白落叶松等。风机所在位置地表标高一般为+175.00m-290.60m之间，最高峰位于城子村东北1.35km处，海拨标高290.60m4.3构造与地震4.3.1区域构造****风电场场址区域构造单元属中朝准地台华北断坳下辽河断陷法库断凸4级单元。区内褶皱构造发育，主要为一呈北东—南西走向的复背斜—****背斜，具有向北倾伏，向南翘起的特征。区内断裂不发育，有两条规模不大的断层。一条发育于四家子，一条发育于喇嘛山。断层性质及产状见表4.1。表4.1断裂特征表断裂名称断裂性质走向产状规模(m)备注四家子扭280º近直立长度3000举宽30-50切割T2C喇嘛山不明295º80º长度6000m切割T2C、P21f评估区新构造运动活动不明显，主要以整体间歇性上升为主。4.3.2地震依据2001年《中国地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期区划图》（##部分）及《##省地震震中及地震烈度区划图》，评估区地处地震动加速度为0.05g和地震动反应谱特征周期为0.35s的区域，地震烈度为Ⅵ烈度区。4.4岩土工程地质特征****风电场场址区域属于低山—丘陵区，主要地层有第四系砂质粘土；古生界富垃堡子岩组变粒岩及三叠世岩浆岩。根据东北煤田地质局一0一勘探队《##省****风力发电场岩土工程勘察报告》评估区各地层物理力学指标见表4.2。表4.2各地层物理力学指标地层编号岩层名称地基承载力标准值kpa压缩模量mpa变形模量mpa1耕土2砂质粘土1705.353-1全风化闪长岩250373-2强风化闪长岩350374-1-1全风化二长花岗岩250374-1-2强风化二长花岗岩350375-1全风化变粒岩250375-2强风化变粒岩35037不同区的岩土工程地质特征分述如下：1层耕土：灰褐色至黄褐色，松散，含植物根，厚度0.40—0.60米。2层砂质粘土：以黄褐色为主，可塑，中等干强度，无摇震反应，中等韧性，厚度1.70m左右，Fak=170kpa。此层宜做升压站基础。（1）3-1层全风化闪长岩：灰黄色，见植物根，厚度0—0.60m，Fak=250kpa，此层不宜做风机基础；适宜修建简易路。（2）3-2层强风化闪长岩：浅灰色呈灰白色，中粗粒片麻状闪长岩，见大量风化裂隙，结构面复杂，岩石坚硬。Fak=350kpa。此层宜做风机基础。（1）4-1-1层全风化二长花岗岩：灰黄色，长石已基本风化为粘土，见有植物根，厚度0-0.80m，Fak=250kpa。此层不宜做风机基础，适宜修建简易路。4-1-2层强风化二长花岗岩：浅灰—灰白色中细粒片麻状黑云母二长花岗岩见大量风化裂隙，结构面复杂，岩石坚硬。Fak=350kpa。此层宜做风机基础。拟建升压站处位于山前坡地，地基土自上而下分为3层（见工程地质剖面图A-A’）：（1）5-1层全风化变粒岩：灰色，大部分矿物已风化为粘土，见植物根。厚度0-0.60m，Fak=250kpa。此层不宜做风机基础，适宜修简易路。（2）5-2层强风化变粒岩：灰色，黑云二长变粒岩，见大量风化裂隙，结构面复杂，岩石坚硬，Fak=350kpa。此层宜做风机基础。综上所述，评估区岩性较单一，地质构造简单，风机及简易路所在处岩土力学性质良好，无软弱夹层；升压站所在位置也无拟建工程隐患。根据地质灾害危险性评估：评估区现状未见地质灾害，拟建工程建设本身不可能直接诱发、加剧地质灾害的发生。4.5根据《中国季节性冻土标准冻深线图》，拟建场地地基土标准冻为1.40米5风力发电机组选型和布置5.1风力发电机组选型根据测风资料：****风电场年平均风速高，主导风向稳定，属于典型的季风气候特征，该风电场风能贮量大，具有良好的风能资源优势。同时由于场址处地质条件好，地势起伏平缓，交通运输及安装条件优越。具备建设大型风电场的条件。近年来，随着风力发电机组制造技术的不断进步和完善，在国际风机制造市场上，风力发电机组单机容量逐渐增大，单位千瓦造价也相应地下降。目前，600—750千瓦风力发电机在国产化机组中已成为主力机型，在国内风电场建设中也得到了广泛的使用。同时，兆瓦级风力发电机在国际风机市场上也已经由试验阶段逐步走向商品化，并已有成功的运行经验。随着风力发电机组制造技术的进一步提高，一些新技术也在大容量机组中得到了应用。如：可变转速的变桨距调节系统、主动失速控制系统等。根据国家发改能源[****]1204号《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》风电设备国产化率要达到70%以上的要求，本期工程安装的风力发电机组应采用国产或本地化生产的机组。由于****风力发电场风力发电机组均装设在山梁上，地形变化较大。1500千瓦级的风力发电机组，用于单机容量较大，风机的机舱均为40吨级的平台，安装需要特大型的吊车，安装检修不便。同时，由于风轮直径大，叶片较长，运输困难，不适合在该风电场安装。因此，在该风电场不适合安装大容量的机组，结合目前风力发电机组国产化或本地化的实际情况，我们分别选择了满足国产化条件的FL1000(1000KW)、G52(850KW)、和S50-750共3种机型进行比较。本期工程安装49500千瓦的风力发电机可采用以下几种种配置方案：方案一：采用750千瓦的风力发电机组，本期工程安装66台（共49500kW）及66台变压器等联网设备。方案二：采用850千瓦的风力发电机组，本期工程安装58台（共49300kW）及58台变压器等联网设备。方案三：采用1000千瓦的风力发电机组，本期工程安装49台（共49000kW）及49台变压器等联网设备。由于3个方案中风机的塔架及箱式变电站等联网设备配置不同，发电机及联网设备的综合造价也略有差别，各种型号风机选型比较结果见表5.1表5.1风机选型比较结果表机型轮毂高度装机容量（KW)年发电量（MWH)满容量运行小时数容量系数购机费用（元/千瓦）塔筒及基础（元/千瓦）风机本体度电成本（元/千瓦时）安装台数S50－750504950012809525880.2954460013630.115266S50－750604950013579327430.3132460016430.113866G52－850554930014099128600.3265630014500.135558G52－850654930014789330000.3424630017000.133358FL-1000605000013322926650.3042560016500.136050为便于比较：1)750--850KW风机轮毂高度取50米--65米1000KW风机轮毂高度取60米。2)风机设备费用按近期询价的均价估算。3)风机使用年限20年。4)均未考虑其它折减因素通过比较可知：以上3种风力发电机的发电量较好，轮毂高度为50米—65米时，理论计算满容量运行小时数都在2588小时以上，容量系数均0.294—0.342之间。通过风机排布计算可知；G52(850KW)型风力发电机组，由于采用了更先进的控制技术和双馈式发电机组，发电量较高。FL1000(1000KW)、S50-750型风力发电机组采用的是失速调节技术，发电量相对较低。G52(850KW)型风力发电机组，虽然发电量较高，但其机组设备费约在6300元/千瓦左右，设备投资大，设备订货困难。FL1000(1000KW)型风力发电机组，发电量低，价格高。综合比较，新疆金凤生产的S50-750单位千瓦造价最低，机组设备费约在4600元/千瓦左右。从风机本体度电成本比较，由于新疆金风生产的S50-750单位千瓦造价较低，风机本体度电成本最小。因此，设计推荐采用新疆金风生产的S50-750型风力发电机组。最终风机选型应通过技术经济比较后确定。本次设计按S50-750型风力发电机组进行投资估算和经济评价。其机组主要特性及参数如下：表5.2表5.2.1风力发电机组技术参数序号描述单位规格1机组1.1型号S50/7501.2额定功率kW7501.3叶轮直径m501.4切入风速m/s3．01.5额定风速m/s131.6切出风速（10分钟均值）m/s251.7切出极限风速(5秒均值)m/s331.8抗最大风速（3秒均值）m/s57.21.9设计使用寿命年201.10设备可利用率≥95%2叶片2.1制造厂家/型号LM23.5P或类似叶片2.2叶片材料玻璃纤维增强树酯2.3叶片数量个32.4叶轮转速rpm222.5叶尖线速度m/s55．32.6扫风面积m219642.7旋转方向(从上风向看)顺时针3齿轮箱3.1额定功率8253.2变速形式一级行星，两级平行轴3.3传动比1：67.93.4传动效率97%3.5润滑方式强迫润滑3.6润滑油加热有4发电机4.1类型异步发电机4.2额定功率kW7504.3额定电流A6904.4额定电压V6404.5额定频率Hz504.6额定转速rpm15154.7功率因数（cosφ）额定0.984.8绝缘等级B4.9润滑方式自动加注润滑脂4.10润滑脂型号FAG5刹车系统5.1主刹车系统3个叶片顺桨实现气动刹车5.2第二刹车系统发电机刹车（用于维护状态）6偏航系统6.1类型/设计电机驱动/四级行星减速6.2控制主动对风/计算机控制6.3偏航轴承形式外齿圈四点接触球轴承6.4润滑方式自动加注润滑脂6.5偏航速度度/秒0.57控制系统7.1控制单元类型PLC7.2软件控制界面中文界面7.3主开关柜7.4额定电压V6907.5额定频率Hz507.6额定流出电流A6907.7并网装置/类型可控硅软并网7.8电容补偿柜225kVA7.9额定出力的功率因数≥0.98表5.1.2S50-750型风力发电机功率曲线空气密度1.1225(-3度)50/750风速（m/s）功率（kW）303.53415.5551.56103.87174.28263.69367.210476.811580.512659.213717.114751.415766.716769.617761.218747.919732.520717.521704.222694.923690.124689.425692.85.2风力发电机机组排列根据****风力发电场场址处的实际测风资料分析可知，该风力发电场以N风为主导风向，出现频率为17.9-27.9%，SW风为次多风向，出现频率为15.7-18.6%。且冬季盛行北风及偏北风，夏季盛行偏南风，其主导风向明显。从风场能量分析情况看，各高度均以SW风的能量所占比例最大，占26.9--40.6%；次多能量风为SSW和N风。三个能量偏多能量风向占总能量的70%左右。结合风力发电场设计经验，风力发电机的排列，应以风力发电场主导风向及主导能量方向来确定排列方向。而风力发电机机组之间的间距和排距，应综合考虑风力发电场场地条件、风资源特性以及风力发电机之间尾流影响等条件。通过技术经济比较后确定。由于****风力发电场场址处为多个山丘及偏东西走向的山梁形成的丘陵场地，为了获得较大的发电量，风力发电机布机主要应根据场址处的实际地形进行布机，由于规划场区内都是起伏平缓的山丘，因此，在风力发电机布机时主要是根据场区地形的变化特点，将风力发电机排布在山梁的高处，并适当考虑风力发电机之间排布的影响，本期工程安装风力发电机间距按（4-5）D（D为风轮直径），风力发电机排距按（7-8）D进行设计。即风力发电机间距约200--250米，风力发电机排距约350--400米。根据现场实地踏勘，结合场区地形条件进行了风力发电机组的布机设计，在规划场区范围内进行了大范围的布机方案设计，并通过WASP软件进行发电量的测算。根据发电量测算结果及现场安装条件，优化出3个布机方案，方案二，以高力沟以北，西至四家子村西侧山梁北至大树林子村西侧山梁组成，方案三，以高力沟以北，小树林子村西侧山梁，西至四家子村西侧山梁，及高力沟村南侧的几处山梁组成，方案一是结合方案二、方案三的计算结果，及现场安装、运输条件，筛选出的优化方案。通