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
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- Q224 K1
1.3.3
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
28
平方公里。
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。
1.4.3
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
0-0.80 m
，
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
。
1.4.5
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。
3
）
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。由架导线路至箱式变电站之间采用一根
YJV-22 3×50 8.7/15kV
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。
1.4.6
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
米以外
,
以降低噪声影响。
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
2
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，
