風電場工程施工設計方案

風電場工程施工設計方案1.1概述XXX風電場二期工程位于XXX境內。XXX地勢較高地區(qū)有一些較平坦的高地，而這些地方的風速往往較大，具有一定的風能開發(fā)潛力和價值。XXX風電場二期工程場址總體呈不規(guī)則多邊形，東西寬約XXXkm、南北長約XXXkm，面積約XXXkm2；場區(qū)大部分地區(qū)海拔高程在XXXm，地貌形態(tài)總體為XXX。風電場距XXX約35km，距XXX約50km；從風電場西面XXX公路可進入風電場區(qū)域，地理位置見圖XXX。1.2風能資源為了解和開發(fā)XXX風電場區(qū)域的風能資源，XXX于XXX到XXX先后在風電場區(qū)域設立了XXX座XXXm高的測風塔進行測風觀測。通過對風電場的風能資源評估分析后，得到以下幾點結論：（1）XXX測風塔XXXm高度的年平均風速分別為XXXm/s、XXXm/s、XXXm/s，相應風功率密度分別為XXXW/m2、XXXW/m2、XXXW/m2。XXXm高度風功率密度等級為XXX級。（2）風電場場址內風向穩(wěn)定，風能分布較集中。風電場風向主要集中在XXX，風速主要分布在XXXm/s～XXXm/s，約占XXX%，風能主要分布在XXXm/s～XXXm/s風速段，約占總風能的XXX%。（3）風電場有效風速小時數(shù)高。各測風塔XXXm高度測風數(shù)據(jù)XXXm/s～XXXm/s有效風速小時數(shù)均占XXX%以上。（4）通過推算，本風電場標準空氣密度下XXX年一遇最大風速小于XXXm/s，平均湍流強度為中等，該風電場適宜的風機應為XXX類及以上風機。（5）根據(jù)計算分析，本風電場的空氣密度為XXXkg/m3，約為標準空氣密度的XXX%左右，空氣密度較低。（6）從各測風塔平均風速、風功率密度年變化看，風電場風速和風功率密度以XXX月較大，XXX月較小。從該風電場平均風速、風功率密度日變化看，風速和風功率密度以夜晚較大，白天較小。綜上所述，XXX風電場風向穩(wěn)定，風能分布集中，有效風速時數(shù)高，風速和風功率密度年變化以XXX月較大、XXX月較小，日變化以夜晚較大、白天較小，XXXm高度風功率密度等級為XXX級，風能資源總體屬一般，但場區(qū)地勢較高處的風能資源較為豐富。1.3工程地質XXX風電場二期場址區(qū)總體屬中XXX地貌，場址范圍內XXX，地層層次XXX，巖土性質變化XXX，巖體風化差異XXX，基巖面XXX，覆蓋層XXX，綜合考慮場區(qū)基本地質條件，XXX風電場屬XXX場地，相應的地基等級為XXX地基；風電場為XXX工程，場地等級為XXX，地基等級為XXX，工程勘察等級為XXX。根據(jù)區(qū)域地質構造資料，工程區(qū)挽近以來新構造運動總體表現(xiàn)為XXX；根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2001），場址地震動峰值加速度為XXX，相應地震基本烈度為XXX，對應動反應譜特征周期為XXX，區(qū)域構造XXX。擬建場址范圍內屬XXX地貌，自然邊坡XXX，未見XXX存在，不良地質現(xiàn)象主要為XXX；該建設場地為XXX，場地自身XXX。該建設場地地基為XXX，地基附近XXX存在，地基整體XXX；選擇XXX作為XXX，采用XXX形式能夠滿足設計要求。XXX地層中XXX對混凝土結構存在XXX；XXX對混凝土結構存在XXX；其余XXX對混凝土結構具XXX，所有XXX對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具XXX。場區(qū)XXX地層中環(huán)境土對混凝土結構具XXX；XXX第一段地層中環(huán)境土對混凝土結構具XXX；所有地層中環(huán)境土對鋼筋混凝土結構中鋼筋具XXX，對鋼結構具XXX。場區(qū)未見流量XXX，XXX可以考慮從XXX抽取。XXX的儲量及質量能夠滿足XXX所需。1.4項目任務和規(guī)模1.4.1項目任務XXX風電場二期工程主要任務是發(fā)電。風電場建成后，供電XXX電網(wǎng)。1.4.2工程建設規(guī)模XXX電場規(guī)劃總裝機容量約XXXMW，擬分兩期期建設。二期工程裝機容量約為XXXMW，計劃于XXXX年投產發(fā)電。根據(jù)有關資料預測，到XXX年XXX水、火電裝機總規(guī)模將達到XXXXXXMW以上，本風電場工程裝機容量只占XXX電網(wǎng)總裝機規(guī)模的約XXX%，其電力完全可以被XXX電網(wǎng)吸納，不會對XXX電力系統(tǒng)產生不利影響。本風電場工程現(xiàn)階段擬推薦采用XXX臺單機容量為XXXkW的風力發(fā)電機組，總裝機容量為XXXMW。1.5風電機組選型和發(fā)電量估算風電場范圍內的XXX測風塔XXXm高度平均風速為XXXm/s，平均風功率密度為XXXW/m2，風能主要集中在XXX～XXX方向。XXXm/s風速的湍流強度小于XXX，XXX年一遇最大風速小于XXXm/s。可見本風電場適宜選擇XXX類及以上風力發(fā)電機組。根據(jù)本風電場的風能資源、地形地質、施工安裝和交通運輸?shù)葪l件，結合當前國內外風電機組技術、市場現(xiàn)狀和項目的經(jīng)濟性，本風電場工程風電機組單機容量選擇范圍擬定為XXXX～XXXXkW。從各比選機型方案的項目發(fā)電效益、工程投資和項目經(jīng)濟性等方面綜合分析，本階段推薦采用XXX型機型作為本風電場工程的備選機型。根據(jù)XXX機型在風場實際空氣密度下的功率曲線和推力曲線，采用WASP軟件對本風電場工程的理論年發(fā)電量和尾流影響進行計算，在考慮各種損耗與風電機組利用率等參數(shù)的修正計算后，得到各風電機組的平均年上網(wǎng)電量，綜合折減系數(shù)取XXX。經(jīng)計算，XXX風電場二期工程平均年上網(wǎng)電量為XXXW?h，等效滿負荷年利用小時數(shù)為XXXh。1.6電氣1.6.1電氣一次XXX風電場規(guī)劃裝機容量約為80MW，擬分兩期開發(fā)，一期工程已開發(fā)了49.5MW，本期為第二期工程，本期工程擬安裝20臺單機容量為1500kW風電機組，總裝機容量為30MW。一期工程已新建了1座110kV升壓變電站，該升壓站按2×50MVA規(guī)模設計，為本期工程預留了1臺50MVA主變壓器的安裝位置，本期工程不再另行新建升壓站。根據(jù)現(xiàn)場情況，若下階段微觀選址經(jīng)過優(yōu)化，二期工程存在擴容的可能，因此，本期工程僅需在一期工程已建升壓站基礎上新增一臺50MVA的升壓變壓器以及相關配電設備。根據(jù)接入系統(tǒng)專題設計，升壓站以1回110kV出線就近接入XXX變電站，線路長度約10km。風電場每臺風電機組附近均設置1臺箱式升壓變電站作為機組變壓器，將發(fā)電機電壓由0.62kV升高至35kV后接入風電場內110kV變電站主變低壓側母線。風電機組和箱式變電站之間采用一機一變單元接線方式。根據(jù)一期工程的設計情況，110kV配電裝置采用戶內SF6全封閉組合電器。110kV側采用單母線接線，35kV側采用單母線分段接線方式，35kV配電裝置采用手車式高壓開關柜。本工程集電線路共2回，每回集電線路連接10臺風電機組。由于本工程位于XXX區(qū)，因此，風電場內35kV集電線路盡可能采用直埋電纜的方式，僅在跨越大的沖溝時采用架空線方式。為補償110kV主變壓器和35kV箱變等消耗的無功，在110kV升壓站35kV母線上配置1組容量為10MVar的無功補償裝置，以保證110kV線路出線側功率因數(shù)維持在0.95～1.0之間。35kV系統(tǒng)采用接地變經(jīng)低電阻接地方式。1.6.2電氣二次本風電場由XXX進行調度管理。因此，本風電場的風電機組及相關110kV升壓變電站電氣設備，系統(tǒng)所要求的遙測/遙信/遙控遠動信息、電能計量信息、繼電保護裝置故障信息都應經(jīng)XXX升壓站送入XXX中調。本風電場自動化系統(tǒng)按照“無人值班”（少人值守）的運行管理方式設計，全場的機電設備分風力發(fā)電機組和XXX升壓變電站兩個局域網(wǎng)進行監(jiān)控。兩個局域網(wǎng)結構上相對獨立，均采用全計算機監(jiān)控系統(tǒng)、分層分布式結構，必要時兩局域網(wǎng)之間可通過以太網(wǎng)交換機進行信息交換，組成全場計算機監(jiān)控系統(tǒng)。本風電場風力發(fā)電機應配置如下保護和監(jiān)測裝置：溫度升高保護、過負荷保護、電網(wǎng)故障保護、振動超限保護和傳感器故障信號等。每臺風力發(fā)電機的35/0.62kV箱式變內裝升壓油浸全密封變壓器和SF6負荷開關－限流熔斷器組合電器等，配置變壓器重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、油溫等非電量保護，作用于跳閘和信號。110kV升壓站內電氣設備，35kV進線、站用及接地變、分段配置微機型保護測控一體化裝置安裝在相應35kV開關柜上。110kV線路、變壓器的保護裝置、測控裝置和操作箱等輔助裝置分別組屏安裝在繼保室。另外在升壓站配置有220V直流電源系統(tǒng)兩套、火災報警系統(tǒng)1套、工業(yè)電視系統(tǒng)1套和其他相關的控制保護設備。1.6.3通信風電場通信設計包括系統(tǒng)通信、風電場內通信兩部分。本風電場所有機組均接入一期工程110kV升壓變電站，不再新建升壓變電站。由于一期工程110kV升壓變電站已有完整的系統(tǒng)通信設計，因此本次工程不再考慮系統(tǒng)通信，只需考慮風電場內的通信。風電場通信主要包括數(shù)據(jù)通信和話音通信。數(shù)據(jù)通信：風機、箱式變電站至控制中心的數(shù)據(jù)通信采用光纖傳送。話音通信：話音通信：鑒于風電場巡檢人員與升壓站值班人員間話音通信信息量少，風電場本期工程無線公網(wǎng)覆蓋較好，巡檢人員與升壓站值班人員間話音通信，可直接采用手機實現(xiàn)。無需花較大投資，建立專用話音通道。1.7暖通及消防設計本風電場一期工程已完成了升壓站的采暖、通風設計，本工程不需另外設置。根據(jù)一期的設計情況，在35kV配電裝置室、SVG控制室、水泵房設置通風風機，自然進風機械排風，排除室內余熱。在中控室、會議室、通訊機室、繼電保護室、辦公室、值班室設置柜式空調。本工程消防設計貫徹“預防為主，防消結合”的原則，在建（構）筑物的設計、配電裝置的設計以及設備的選型上滿足防火等級的要求，其次對可能發(fā)生火災的場所，布置、安裝相應消防器材，采用有效的滅火措施。根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50116-2008）的要求進行設計，風電場設置一套火災自動探測報警及消防控制系統(tǒng)。風電場火災自動探測報警及消防控制系統(tǒng)采用集中報警工作方式。在控制中心設置壁掛式火災報警控制器（聯(lián)動型）一臺，主要監(jiān)測設置在各火災探測器場所的火警信號，并可對相關部位風機、防火風口、防火閥等實施自動聯(lián)動控制。火災報警控制器上設有被控設備的運行狀態(tài)指示和手動操作按鈕。1.8土建工程1.8.1工程等級本風電場總規(guī)劃裝機容量約80MW，擬分兩期建設。二期工程擬安裝20臺1500kW的風電機組，總裝機容量30MW，輪轂高度為70m；升壓變電站出線電壓等級為110kV。本風電場工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模中型；機組塔架地基基礎設計級別為2級，結構安全等級取二級，抗震設防類別為丙類，結構設計使用年限為50年。風電場升壓變電站主要建筑物級別為2級，結構安全等級取二級，抗震設防類別為丙類，結構設計使用年限為50年。1.8.2風力發(fā)電機及箱式變基礎根據(jù)廠家提供的有關資料，結合本風電場具體情況，初擬風機基礎為圓形鋼筋混凝土擴展基礎，風機基礎為一次整體澆成型的大塊體混凝土?；A底板直徑16.8m，翼緣高度1.35m，基礎埋深2.85m，開挖邊坡1:0.3?；卒?50mm厚C20素混凝土墊層，墊層上澆筑主體基礎鋼筋混凝土，強度等級C40。箱式變壓器基礎按天然地基上的淺基礎進行設計，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型基礎。為使箱式變壓器不受地表水的影響，工作平臺面高于地面0.20m。1.8.3升壓變電站本工程與一期工程共用一座110kV升壓變電站，本期工程與一期工程的全部機組均接入該升壓站。110kV升壓站長145m，寬80m，占地面積11600m2，房屋總建筑面積3038m2，一期已設置1臺50MVA的升壓變壓器，并預留了1臺50MVA升壓變壓器的位置。本期工程新增一臺50MVA升壓變壓器基礎及一套SVG無功補償裝置基礎。1.9施工組織設計(1)對外交通本二期工程位于XXX。風電場距XXX約35km，距XXX約50km，距XXX距離約13km.(2)場內交通風電場場內道路全部為新建道路，約XXXkm，從XXX縣道及XXX縣道上引接；場內施工檢修道路根據(jù)風機布置及地形條件設計，路面寬5.0m，路基寬6.0m，碎石路面。按道路設計規(guī)范XXX四級廠外道路設計，道路采用低級路面，橋涵按汽-20級設計，掛-100校核；道路極限最小彎曲半徑35m；最大坡度不超過10%。(3)主要建筑材料供應工程所需砂石骨料擬在附近砂石料場購買，工程其他主要建設物資（水泥、鋼材、木材、油料、火工產品等）可分別從XXXX地購買。(4)施工供水施工用水可從場區(qū)XXX水庫取水。(5)施工用電施工用電可從XXX10kV線路引接，到達本風電場用電點線路長度約XXXkm左右，可滿足施工期營地的用電要求。此外，配置若干臺柴油發(fā)電機組，作為風機基礎澆筑及工程的備用電源。(6)施工總布置按工程總進度安排，本風電場工程施工期的平均人數(shù)為XXX人，高峰人數(shù)為XXX人。本工程場址呈不規(guī)則多邊形，東西寬約XXXkm、南北長約XXXkm，場址范圍不大，施工營地、設備堆存場及施工生產設施，都集中布置于風電場西部縣道附近，該處場地開闊，交通便利。(7)建設用地本風電場工程永久性征地面積為XXXm2（XXX畝），臨時性用地面積XXXm2（XXX畝）。本地區(qū)土地等別為九等，風電場區(qū)域以荒地和草地為主，有少量灌木林，不涉及林地與基本農田。(8)施工總進度本二期工程包括籌建及準備期，總工期共XXX個月。場內道路及吊裝平臺施工從第3個月初開始，至第6個月底結束。升壓站內預留的電氣設備安裝調試從第5個月底開始，至第8個月底結束，安裝調試工期為3個月。第8個月底110kV升壓變電站電氣設備具備送電條件。風電機組及箱變基礎施工從第3個月底開始，至第8個月底結束；其中第一批風機基礎在第6個月底完成，具備風機吊裝條件。集電線路、電力電纜、通信電纜的敷設從第6個月初開始施工，至第9個月底結束。風力發(fā)電機組安裝從第6個月底開始，至第10個月底結束。1.10工程管理設計根據(jù)生產和經(jīng)營需要，結合現(xiàn)代風電場運行特點和各類電廠長期運行管理經(jīng)驗，遵照“精簡、高效、統(tǒng)一”的原則，對運營機構的設置實施企業(yè)管理。在風電場工程（包括110kV變電站）機械、電氣設備進入平穩(wěn)運行時期之后，按無人值班（少人值守）方式管理。本風電場和一期工程共用一個變電站，因此風電場機構設置和人員編制按兩個風電場統(tǒng)一考慮，參照我國同類工程運行管理經(jīng)驗結合本風電場實際情況，確定本風電場和一期工程運行、維護管理人員總數(shù)為20人。風電場主要管理設施包括：風力發(fā)電機組、箱式變電站、電力電纜、110kV升壓變電站，生產、生活電源及備用電源，生產、生活供水設施，生產生活建筑物等。1.11環(huán)境保護和水土保持設計本工程所在區(qū)域基本為荒草地，有少量灌木林，不涉及林地與基本農田，風電場的建設對環(huán)境的不利影響主要產生在施工期，如施工粉塵、噪聲對施工人員的影響以及施工對原生植被的破壞等，通過采取適當?shù)拇胧?，可將不利影響減小至最低程度。環(huán)境保護主要從大氣環(huán)境、水環(huán)境、聲環(huán)境、固體廢物處理等幾方面采取保護措施，經(jīng)測算，本風電場工程環(huán)境保護總投資為XXX萬元。水土保持設計主要針對工程建設對地表的影響，對施工場地清理平整、覆土綠化和防水土流失設計等，盡量恢復被擾動的地表。經(jīng)測算，本風電場工程水土保持總投資為XXX萬元，其中水土保持設施補償費為XXX萬元。風電是清潔、可再生能源。本風電場工程裝機容量30MW，風電場項目建成后，每年可為電網(wǎng)提供清潔電能XXXW?h，與燃煤電廠相比，按照火電煤耗(標準煤)每度電耗煤XXX克，每年可節(jié)約標煤XXX萬t，減少二氧化硫(SO2)排放量約XXXt，二氧化碳(CO2)約XXX萬t。此外，每年還可節(jié)約用水，并減少相應的廢水排放和溫排水，節(jié)能減排效益顯著?？傮w評價，本風電場工程的建設不僅符合國家產業(yè)政策要求，也不存在制約工程建設的重大環(huán)境因素，不會制約當?shù)丨h(huán)境資源的永續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，只要采取防、治、管相結合的環(huán)保措施，工程建設對環(huán)境的不利影響將得到有效控制，而且風電場本身就是一個清潔能源項目，從環(huán)境角度分析，不存在制約工程開發(fā)的環(huán)境因素，本工程建設是可行的。1.12勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生遵循國家已經(jīng)頒布的政策，貫徹落實“安全第一，預防為主”的方針，在工程設計中，結合工程實際情況，采用先進的技術措施和可靠的防范手段，確保工程投產后符合勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生的要求，保障勞動者在生產過程中的安全與健康。通過對工程施工期存在的高空作業(yè)、基坑開挖、防雷防電等工作可能存在的危害因素，對工程運行期可能存在的防火防爆、電氣傷害、機械傷害、電磁輻射等可能存在的危害因素進行分析，提出相應對策，并成立相應的機構和應急預案。對風電場的施工和安全運行提供了良好的生產條件，有助于減少生產人員錯誤操作而導致安全事故以及由于運行人員處理事故不及時而導致設備損壞和事故的進一步擴大，降低了經(jīng)濟損失，保障了生產的安全運行。1.13節(jié)能與降耗節(jié)能降耗是緩解能源約束，減輕環(huán)境壓力，保障經(jīng)濟安全，實現(xiàn)全面建設小康社會目標和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，體現(xiàn)了科學發(fā)展觀的本質要求，是一項長期的戰(zhàn)略任務，必須擺在更加突出的戰(zhàn)略位置。目前，國家已將新能源的開發(fā)提到了戰(zhàn)略高度，風能、太陽能等再生能源將是未來一段時間新能源發(fā)展的重點。從現(xiàn)有的開發(fā)技術和經(jīng)濟性看，風能開發(fā)具有一定的優(yōu)勢，隨著風電機組國產化進程加快，風電機組的價格將進一步降低，風電的競爭力將大大增強。開發(fā)風電是降低國家化石資源消耗比重的重要措施，有利于調整電網(wǎng)的能源結構，促進地方經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。本風電場項目主體工程施工機械設備主要以油耗設備和電耗設備為主。施工組織設計時首先立足于國內現(xiàn)有的施工水平，同時還采用了國內外先進的施工技術和施工機械，以機械化作業(yè)為主。在施工機械設備選型和配套設計時，擇優(yōu)選用電動、液壓、柴油等能耗低、生產效率高的機械設備。運行期耗能包括生產級輔助生產系統(tǒng)耗能設備和生產生活建筑物耗能。施工中主要耗能種類有：汽柴油、電、水等。經(jīng)估算工程施工期能耗總量為：汽柴油XXXt，電量XXXkW·h。根據(jù)本風電場的設計規(guī)模、廠用電負荷等情況，所選設備情況分析，采取一定的節(jié)能設計和措施后，設備全年總電能損耗不大XXXkW·h。1.14工程概算工程概算的主要依據(jù)為水電水利規(guī)劃設計總院風電標委XXX號文發(fā)布的《風電場工程可行性研究報告設計概算編制辦法及計算標準》（XXX年版）和《風電場工程概算定額》（XXX年版）（以下簡稱“編制辦法”和“定額”），設計概算編制價格水平按XXX年XXX季度。本風電場工程總投資為XXX萬元（不含流動資金），靜態(tài)總投資為XXX萬元，其中機電設備及安裝工程投資XXX萬元，建筑工程投資XXX萬元，其它費用XXX萬元，基本預備費為XXX萬元，建設期貸款利息XXX萬元。本工程單位千瓦靜態(tài)投資XXX元/kW，單位千瓦動態(tài)投資為XXX元/kW。1.15財務評價、經(jīng)濟及社會效果分析按照國家現(xiàn)行財稅制度、現(xiàn)行價格、原國家計委和建設部頒布的《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》（第三版）和《風電場可行性研究報告編制辦法》等，對本風電場工程進行財務評價，以判斷建設該工程的財務可行性。本風電場工程靜態(tài)總投資XXX萬元，計入建設期利息后的動態(tài)總投資為XXX萬元（不含流動資金），其中資本金占總投資的XXX%，為XXX萬元，其余由國內銀行貸款。本風電場工程財務計算期取XXX年，其中XXX個月為工程建設期。按當?shù)貥藯U上網(wǎng)電價XXX元/kW?h進行財務評價得出：項目全部投資財務內部收益率為XXX%，資本金財務內部收益率為XXX%，投資回收期為XXX年，總投資收益率為XXX%，項目資本金凈利潤率為XXX%。因此，該項目財務指標可行。本風電場工程項目的開發(fā)建設，不僅是對XXXXXX的有效補充，可減少化石資源的消耗，同時也是對XXX能源結構調整的一種有效嘗試。風電作為綠色電能，有利于緩解XXX電力工業(yè)的環(huán)保壓力，促進地區(qū)