1.8　风电场的建设和设计

风电场建设工程是以监测评估初选的风电场所在地的风能资源开始，以完成风电场试运行通过竣工验收投入商业化运行结束。

1.8.1　风电场的建设

1.程序

风电场建设是把投资转化为固定资产的经济活动，是一种多行业、多部门密切配合的综合性系统工程。它涉及面广、环节多，内外部联系和纵横向联系比较复杂，建设过程中不同阶段有其不容混淆、不容颠倒的工作内容，必须有计划、有组织地按一定顺序进行，这个顺序就是风电场的建设程序。

风电场建设程序是客观规律的反映，它遵循国家颁布的有关法规所规定的建设程序，风电工程项目开展顺序如图1-26所示。我国的建设程序分为6个阶段，即预可行性研究阶段、可行性研究阶段、设计阶段、建设准备阶段、建设实施阶段和竣工验收阶段等（也有人把预可行性研究阶段和可行性研究阶段合并为工程立项阶段，把建设准备阶段和建设实施阶段合并为施工阶段）。对于使用世界银行贷款进行建设的风电场项目，其建设程序则按世界银行贷款项目管理规定的6个阶段，即项目选定、项目准备、项目评估、项目谈判、项目执行与监督、项目的总结评价等。

根据我国建设程序规定和各地实施风电场建设的经验，风电场建设各阶段的工作内容，按先后顺序排列如下：

（1）根据气象资料、本地区国民经济发展计划、本地区电力发展规划和本地区风电发展规划，制订风电场开发方案并初选场址。

（2）在初选场址地域安装测风塔，采集不少于1年的风能资源资料，对风能资源进行分析评估。

（3）编报风电场预可行性研究报告。

（4）预可行性研究批复后，选定有合格资质的设计单位或工程咨询单位进行风电场项目可行性研究，编报可行性研究报告。

（5）成立风电场项目公司或筹建机构。

（6）报批电价。

（7）签上网协议。

（8）筹措建设资金。

（9）选定风电场项目设计单位。

（10）现场勘测、微观选址、风电场设计。

（11）监理招标，签订委托监理合同。

（12）采购招标，签订各类采购合同。

（13）施工招标，签订施工合同。

（14）塔架制造招标，签订塔架制造合同。

（15）进行建设施工准备，办理工程质量监督手续，报批开工报告或施工许可证。

（16）风电场工程施工。

（17）设备到货验收，设备安装、调试。

（18）试运行。

（19）竣工验收。

（20）风电场投入商业化运行。

（21）风电场工程总结、后评价。

2.管理

风电场建设单位（业主）是风电场建设全过程的管理者，它组织风电场建设过程中的风电场规划、勘察设计、监理、施工安装、设备物资供应等单位间相关工作的进行，协调工作中相互关系；向政府有关部门报批有关申报报告，获得相应政策支持和工作指导；办理与建设项目有关的银行、保险、电信、环保、交通、安全、消防、地震等相关业务。管理工作涉及面广、业务繁杂，除了有足够实力的企业可以完全依靠自己的技术、经济、组织、管理、风险管理等实力实施风电场建设全过程管理外，为了使得风电场建设项目科学、高效、经济地实施，大多数风电场建设单位都采用了聘请专家、与专业管理公司合作，实施“小业主、大监理”等措施来管理项目建设。

1.8.2　风电场的设计

1.设计单位的选择

风电场的设计由项目业主单位委托有资质的设计单位设计，可采用招标或议标选择设计单位，也可采用直接选择的方法。选择设计单位的目的是以设计质量为主要目标，因为，设计时需为业主初选机位，并需进行机位的优化，使风电场的风力发电机组发出电量高，选择的机型又最适合本风电场的风能资源，最后为业主选择最佳的施工方案并实现早日发电。总之，所设计的方案使单位发电量成本为最优。设计优化所取得的经济效益，可大大超过设计本身的成本。

2.设计内容

（1）总体设计。设计内容如下：

1）风电场地形图测绘。对需建设的风电场范围应进行1∶1000地形图的测绘。

2）微观选址。根据已确定的风力发电机组的机型，以及风力发电机组厂家在投标书中提供的功率曲线，利用欧洲普遍采用的WAsP（Wind Atlas Analysis and ApplicationProgram）等软件对风电场进行微观选址。微观选址后提供给业主的是每台风力发电机组的地理位置（X轴和Y轴的数值、高程）以及每台机组的发电量。

3）确定风电场变电所的位置。微观选址后需确定风力发电机组的送出工程，即风电场变电所的所址，所址的选择根据可研报告中确定的变电所的电压等级以及初选的所址，到现场落实所址。

4）钻探。初步确定的风力发电机组的机位、变电所的位置进行地质钻探，提供给业主和设计单位各层的应力等力学指标。

（2）基础设计。设计内容如下：

1）风力发电机组基础。风力发电机组基础主要是由设计院负责，设计单位根据风力发电机组的受力，设计一般基础结构，进行工程量的估算，在施工期间进行修正。

2）箱式变压器基础。箱式变压器由于重量较轻，体积也不大，可采用天然地基上的浅基础进行设计。一般采用钢筋混凝土条形基础，基础顶预埋槽钢以支承箱式变压器。

（3）变压器选择。根据接入变压器的风力发电机组的容量之和，并考虑风力发电机组的超负荷的余量，同时，也需考虑风力发电机组的抗短路电流的能力（向厂家索取），也为了降低机端的短路电流，选择的箱式变压器的短路阻抗值不要过小。箱式变压器的型号可选择干式也可选择油浸，视风电场的具体情况，如风电场场地周围的树木较多，则选择干式变压器较好，反之，可选用油浸变压器。

（4）变电站设计。根据风电场装机容量确定的风电场变电所的电压等级，在设计风电场变电所时，如果是电压等级在35～110kV的变电所可按照GB50059—2011《35kV～110kV变电站设计规范》进行设计；如需设计成无人值班的可按照DL/T5103—2012《35kV～110kV无人值班变电站设计规程》进行设计。若电压等级是220kV则可按照国家标准DL/T5218—2012《220kV～750kV变电站设计技术规程》。

在所用变压器的容量选择方面，需考虑补偿风电场电力电缆产生的电容电流的容量。

（5）架空线路设计。根据风电场接入系统的方案审批后的意见，需建设风电场变电站的电压等级和架设线路的电压等级、回路数和长度。如果风电场场址处树木较多，架空导线可采用绝缘导线，可减少征地面积。否则可选用普通的导线，按照DL/T601—1996《架空绝缘配电线路设计技术规程》进行设计。

架空输电线路设计可按照国标GB50545—2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》。

（6）中央控制室及其他建筑物设计。中央控制室及其他建筑物按设计该电压等级的变电所规程中的中央控制室和生产用房的规定进行设计。由于风电场专用的变电所和风电场一般是同一业主（出资者），为了统一管理，减少运行人员和节约建筑面积，风电场的中央控制室和变电所的中央控制室可合二为一，在一个控制室内。由于风电场场址处一般是比较偏僻的地区，在建设生产用房同时，也需建设值班人员的寝室（如旅馆中的标准房）、会议室和办公室。

（7）道路规划和绿化设计。风电场道路规划分风电场对外的道路规划和风电场内部的道路规划。对外的道路规划可与当地地区道路规划结合进行，尽量利用原有的道路。对内道路是每台风力发电机组机位之间的通道和风力发电机组至风电场专用的变电所的道路。道路设计可按4级公路设计，如风电场作为当地旅游景点之一，可提高公路的设计标准。

绿化设计的目的是恢复和加强风电场未建设前的环境保护，绿化设计的地区一般在变电所内外地区，以及在新、旧公路两侧种植当地能生长的植物。

（8）项目建设单位在设计阶段的任务。项目建设单位在各设计阶段的首要任务是选择设计单位，然后配合设计单位不同的设计阶段提供风电场场址的测站风资料、当地气象站的近30年的风资料、当地经济发展规划、电力发展规划等；提供预可行性研究阶段所需要的附件和可行性研究阶段审查所需要的附件等；在设备招标阶段需设计单位配合建设单位选择发电成本最低的风力发电机组。