大鹿岛风力发电场新建工程可行性研究报告(编辑修改稿)

大鹿岛风力发电场新建工程可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

750/48（ 750kW）机组外， 容量在 750 kW 900 kW 之间的风力发电机组主要有： N50（ 800kW）、NM900/52（ 900kW）、 J48（ 750kW）、 V52（ 850kW）、 W4800 OS（ 750kW）等几种机型可供选择。 其机组的造价约为 5100 元 /千瓦。 在兆瓦级的机组中， NM1000/52（ 1000kW）， FL1000（ 1000kW） 其机组的造价约为 5100 元 /千瓦。 可作为备选机型。 而 N60（ 1300kW）型机组也可作为备选机型，但兆瓦级 的机组中的大容量机组的造价增加较大，以 N60（ 1300kW）型机组为例，机组造价约为 6150 元 /千瓦。 本期工程拟采用进口部件国内组装的风力发电机组，安装 3 万千瓦的风力发电机组有以下几种配置方案： 方案一：采用 600kW 的风力发电机，本期工程安装 50 台（共30000kW）及 50 台箱式变电站等联网设备。 方案二：采用 750kW 的风力发电机，本期工程安装 40 台（共30000kW）及 40 台箱式变电站等联网设备。 方案三：采用 850kW 的风力发电机，本期工程安装 33（共 28050kW）及 33 台箱式变电站等联网设备。 方案四：采用 900kW 的风力发电机，本期工程安装 32 台（共28800kW）及 32 台箱式变电站等联网设备。 方案五：采用 1000kW 的风力发电机，本期工程安装 30 台（共30000kW）及 30 台箱式变电站等联网设备。 方案六：采用 1300kW 的风力发电机，本期工程安装 22 台（共28600kW）及 22 台箱式变电站等联网设备。 由于各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。 1) 各种型号风机轮毂高度 取 60 2) 3) 风机使用年限 20 4) 均未考虑其它折减因素 表 风机选型比较结果表 机型 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） 风机本体度电成本 （元 /千瓦时） 安装台数 FL1000 30000 2299 4600 30 NM1000 30000 2644 4600 30 NM1000 28800 2518 4600 32 V52850 28050 2564 4600 33 通过比较可知： 1000 kW 的风力发电机综合造价适中，机组塔架高度为 60 米，结合大鹿岛风电场的场址条件，建议采用此容量系列的机组。 而 750900 kW 的机组，综合造价也较为合理，而且，可供选择 的机型也较多，可作为预选的机组容量等级。 600660 kW 的机组，综合造价较与 750900 kW 系列机组接近，是运行最为稳定、成熟的机组，但根据大鹿岛风力发电场场区地形狭窄，可利用面积有限的条件，该容量机组安装在大鹿岛风力发电场总装机容量小，因此，不推荐采用 600660 kW 的机组。 N60（ 1300kW）型机组，由于机组造价较高，同时受安装条件的限制，也不适合在该风电场安装。 由于大鹿岛风电场的场址处地形变化较大，可安装风力发电机的位置有限，为充分利用岛内的地形条件，结合大鹿岛风电场的风资源条件，设计推荐选用单机容量为 1000 千瓦的风力发电机组。 风力发电机组选型应 通过技术经济比较后确定。 虽然理论计算上FL1000 风力发电机组的年发电量比其他几种机型的发电量略低，但是，通过业主单位广泛收集在国内运行的一些机组的运行状况及各厂家机组在国外风电场中的运行情况，认为： FL1000 型风力发电机在国外运行业绩较好，故障率低。 运行中能够达到理论发电量。 因此，业主单位与 德国 Fuhrlaender 公司达成了初步意向，拟在丹东组建一个中外合资企业，准备引进部分关键部件，以国内组装的方式，合作生产 FL1000 型风力发电机组。 并安装在大鹿岛风力发电场内。 本次设计暂按 FL1000 型风机进行投资估算和经济评价。 其机组主要特性及参数如下：表 表 风力发电机组技术参数 一．额定参数 FL1000 型式 三叶片、水平轴、上风向 功率调节 失速调节 额定功率 KW 1000/200 起动风速 M/S 3 停机风速 M/S 20 额定风速 M/S 14 极限风速 M/S 54 运行环境温度 ℃ 20+45 轮毂高度 M 60 计算寿命 年 20 二．叶轮 叶轮直径 M 54 扫掠面积 M2 2290 叶轮转速 rpm 22/15 叶轮倾角 度 4 叶片材料 聚纸玻璃纤维 叶片长度 M 三．齿轮箱 型式 三级行星齿轮 /二级斜齿轮 额定功率 KW 1200 转速比 1： 68 四 .发电机 型式 4/6 极异步发电机 额定功率 KW 1000/200 额定电压 V 690 额定电流 A 836/167 额定频率 HZ 50 绝缘等级 F 级 转速 rpm 1500/1000 五 .刹车系统 型式 叶尖气动刹车和机械刹车 六 .塔架 型式 锥型圆筒塔架 底部法兰连接 塔架高度 M 60 塔架 重量 T 95 塔架底部直径 M 七 .偏航系统 型式 偏航齿轮启动和刹车盘制动 八 .控制器 型式 微电脑控制 候选机型主要型式应为：上风向，三叶片，失速调节或变浆距调节，风轮直径 52～ 54 米。 风轮扫风面积在 21002300 平方米，轮毂高度为 60～ 65 米。 切入风速为 3 米 /秒， 额定风速为 1214 米 /秒。 切出风速为 20～ 25 米 /秒。 抗极风风速 5560 米 / 根据大鹿岛风电场实际测风资料分析可知，该风电场主导风向为北风，其出现频率占 30%以上，其 次为偏北风，其出现的频率为16%以上。 且冬季盛行北风及偏北风，夏季盛行南风及偏南风，其主导风向明显。 从风场能量分析情况看， 40 米高测风塔处以 N 风的能量最大，占 39%。 次多风能量为 NNW 风，占 16%、再次为 NNE、 SE 风，分别占6%。 在 10 米杆处，也是以 N 风的能量最大，占 39%。 次多风能量为NNW 风，占 21%、再次为 S、 SSE 风，分别占 6 和 5%。 三个偏多能量风向的之和占总能量的 60%以上。 结合风电场设计经验，风力发电机的排列，应以风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， 应综合考虑风电场场地条件、风资源特性以及风机之间尾流影响等条件。 通过技术经济比较后确定。 由于大鹿岛风电场场址处为一东西走向的山梁，且在山梁上多为起伏平缓的山丘，因此，为了获得较大的发电量，风机布机主要应根据场址处的实际地形进行，为此，我们在该风电场布机设计时，采取风机横排垂直于偏北方向布置，风机间距取 ( 5D)，风机排距 (6D 8D)。 本期工程安装 30 台 FL1000 机组，风机间距为 190270米，风机排距为 320430 米。 为便于选择比较，我们根据预选风力发电机组参数不同 ，分别进行了（ 800900）千瓦和 1000 千瓦风机的布机设计，并进行了发电量的计算，布机方案见图 5— 1图 5— 3。 发电量计算见 “表 ～表 ”。 在初步设计进行风力发电机定位时，应根据选定的 风力发电机组的技术参数，按上述主要原则进行设计。 并应注意风力发电机组与民宅的距离应满足环保方面的有关要求。 根据风机安装位置图，以及厂家提供的风力发电机功率曲线和大鹿岛风电场的实际测风资料，经过 WASP 软件进行了发电量的计算。 本期工程安装的 30 台 FL1000 机组年发电量为 万度。 单机年发电量 (平均值 )为 万度。 考虑到运行过程中机组检修、叶片污损、厂用电及线损、湍流影响等因素取： 1 机组可利用率： 95% 2 叶片污损： 1% 3 厂用电及线损： 2% 4 湍流影响： 1% 扣除上述四个因素 (9%)后，本期工程 30 台机组年上网电量为 万度。 平均单台机组年上网电量为 万度。 折合满容量运行小时数为 2092 小时 ,容量系数为。 6 电力系统部分 根据地区电网情况，本次可研设计接入系统提出了 2 个接网方案，即通过石灰窑变电所接网和通过兴隆山变电所接网，具体接网方案详见“大鹿岛风力发电场接入系统”报告。 1） 升压站内安装 20200 千伏安主变压器 2 台。 2） 本期建设 66 千伏出线 1 回，最终出线 1 回。 3） 本期建设 10 千伏出线 6 回，最终出线 6 回。 1） 66 2） 10 3） 风力发电机组采用扩大单 1） 66 千伏屋外配电装置为水泥杆钢横梁，普通中型布置。 间隔宽度为 米，母线构架宽度为 7 米，出线门型构架高度为 米，设备安装高度为 米。 本期建设 2 跨 4 个间隔，即主变进线、电压互感器避雷器和线路进线间隔，母线采用 LGJ150 导线。 66 千伏线路向西出线。 2） 10 千伏屋内配电装置采用 KYNZ10 系列金属铠装中置式高压开关柜。 一列式布置。 本期共装设高压开关柜 12 面。 10 千伏线路向东出线。 3） 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） 主控制楼布置在场区的南部。 根据大鹿岛风电场远期接网方案设计，升压站 66 千伏母线最大三相短路容量为 200 兆伏安，三相短路电流为 千安。 10 千伏母线短路容量为 兆伏安，三相短路电流为 千安。 经验算本期工程所选择的电气设备及原有设备均满足动、热稳定的要求。 由于场址处于沿海地区，因此，屋外电气设备外绝缘按 3 级污区的标准选择，即 66 千伏屋外电气设备爬电距离为 2250mm， 10 千伏屋外电气设备爬电距离为 400mm 1）、主变压器： SFZ9— 20200/66， 66177。 8 2）、 66 千伏断路器： ， 3150A， 3）、 66 千伏隔离开关： GW560， 1000A 4）、 66 千伏电流互感器： LCWB566， 2*200/5A 4）、 10 千伏高压开关柜 KYNZ10 附：表 表 主要电气设备选择结果表。