鲁能康保屯垦100MW风电场工程可行性研究报告 (审定稿) .pdf
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1、 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程 可行性研究报告 (审定稿)(审定稿) 北京国电水利电力工程有限公司 二八年三月 公司总经理: 李志谦 主管副总经理: 王永虎 新能源工程部主任:于绍奉 公司主管副总工: 杨建设 项目经理: 王 斌 项目设总: 潘 宁 批准: 王永虎 王 斌 核定:杨建设 马登清 蒋一峰 卢兆钦 齐志诚 审查: 马登清 齐志诚 王毓麟 王 斌 吴朝月 金 弈 杜秀惠 姜树德 校核: 靳亚东 施留龄 王凤云 杨明群 吴宝隆 谭奇林 蔡颖安 汪宏伟 编写: 潘 宁 赵 焱 胡 静 潘 莉 梁花荣 聂 淼 杨赫楠 李薇薇 前前 言言 张家口坝上地区处于风能资源较好的区域,地势较
2、为平坦,而且 邻近华北地区经济中心、电力负荷中心,交通条件便利,电网接入条 件较好。由于这一系列有利条件,国家优先考虑在坝上地区建设第一 个百万千瓦级风电基地。 坝上百万千瓦级风电基地规划范围包括张家口市坝上地区的张 北县、尚义县、康保县、沽源县、崇礼县、察北管理区和塞北管理区, 原规划首批拟建 6 个 100MW 及以上风电场,规划总装机规模为 1200MW。 2006 年 8 月 31 日,国家发改委在北京主持召开了张家口坝上地 区百万千瓦级风电基地规划评审会议。审查并通过了张家口坝上地 区百万千瓦级风电基地规划报告和张家口坝上地区百万千瓦级风 电基地输电系统规划两报告。 2007 年 7
3、 月,国家发改委对原规划进行了调整,根据新近调整 的坝上百万千瓦风电基地规划,整个坝上地区近期拟建设 9 个风电 场,总装机 1300MW。鲁能康保屯垦风电场规划总装机容量为 200MW,根据坝上百万千瓦风电场规划,本次挑选了风能资源和建 设条件较好的西部场地,进行首期 100MW 工程的可行性研究工作。 我公司承担了该工程可行性研究报告的编制工作, 并于 2007 年 10 月 完成了送审稿。 2007 年 11 月 6 日,水利水电规划总院会同河北省发展和改革委 员会在北京对可研报告的送审稿进行了审查,我公司根据审查意见, 对送审稿的相关内容进行了补充完善, 完成了本可研报告审定稿的编 制
4、。 在本报告的编制过程中, 得到了建设方山东鲁能发展集团有限公 司以及地方政府等相关领导和工作人员的大力支持, 在此表示诚挚的 谢意。 目目 录录 1 综合说明综合说明 1 1.1 概述.1 1.2 风能资源.1 1.3 工程地质.2 1.4 工程任务与规模.2 1.5 风电机组选型和发电量计算.2 1.6 电气设计.3 1.7 工程消防设计.3 1.8 土建工程设计.4 1.9 施工组织设计.4 1.10 工程管理设计.5 1.11 环境保护和水土保持设计.5 1.12 节能设计.6 1.13 劳动安全与工业卫生.6 1.14 工程概算.6 1.15 财务评价.6 1.16 关于 CDM 项
5、目申请.7 1.17 工程特性表.8 2 风能资源风能资源 10 2.1 风电场概况.10 2.2 基本资料.10 2.3 气象站资料分析.11 2.4 测风塔数据分析.18 2.5 鲁能康保屯垦风电场风资源评价结论.31 3 工程地质工程地质 39 3.1 地形地貌39 3.2 区域稳定性39 3.3 地层岩性40 3.4 水文地质44 3.5 风电场工程地质评价44 3.6 附表及附图45 4 工程任务与规模工程任务与规模 50 4.1 地区经济概况.50 4.2 地区电力概况.53 4.3 工程任务和规模.58 5 风电机组选型和年发电量计算风电机组选型和年发电量计算.59 5.1 比选
6、机型确定.59 5.2 各机型机组布置方案及指标.61 5.3 轮毂高度比选.67 5.4 上网发电量计算.68 6 电气设计电气设计 73 6.1 接入系统方式.73 6.2 电气一次.74 6.3 电气二次86 7 工程消防设计工程消防设计 .97 7.1 消防设计依据和设计原则.97 7.2 消防总体设计方案.97 8 土建工程设计土建工程设计 102 8.1 风电场场区工程地质及地下水条件102 8.2 土建设计依据和设计原则103 8.3 风机及箱变基础设计104 8.4 220KV 升压站设计.106 8.5 主要工程量表.109 9 施工组织设计施工组织设计 .111 9.1 施
7、工条件.111 9.2 对外交通.112 9.3 施工总布置.113 9.4 工程建设用地.114 9.5 主体工程施工.115 9.6 施工总进度.120 10 工程管理设计工程管理设计 .123 10.1 工程管理机构.123 10.2 主要管理设施.123 11 环境保护与水土保持设计环境保护与水土保持设计 .125 11.1 环境保护设计.125 11.2 水土保持设计.132 12 节能设计节能设计 .136 12.1 节能工作的重要性和紧迫性.136 12.2 节能工作的指导思想和目标任务.136 13 劳动安全与工业卫生设计劳动安全与工业卫生设计.138 13.1 设计依据、任务
8、与目的.138 13.2 工程概述与风电场总体布置.141 13.3 工程安全与卫生因素分析.142 13.4 劳动安全与工业卫生对策措施.142 13.5 风力发电场安全与卫生机构设置、人员配备及管理制度.144 13.6 事故应急救援预案.147 13.7 劳动安全与工业卫生专项工程实施计划.148 13.8 预期效果评价.149 13.9 投资概算.149 14 概算概算 .151 14.1 编制说明.151 15 财务评价财务评价 164 15.1 资金筹措及贷款条件.164 15.2 费用计算.164 15.3 上网电价及发电效益计算.166 15.4 清偿能力分析.167 15.5
9、 盈利能力分析.168 15.6 敏感性分析.168 15.7 社会效果分析.169 15.8 财务评价结论.170 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程可研报告 1 1 综合说明综合说明 1.1 概述概述 鲁能康保屯垦风电场位于河北省康保县东北部, 属大陆性季风气 候中温带亚干旱区。风电场海拔高度在 1460m1730m 之间,中心地 理位置约为 N4159,E11446,风电场距康保县城公路里程 32km, 距张家口市 171km。 鲁能康保屯垦风电场占地面积为 70.9km2,整个风电场的地势微 波起伏,海拔高度一般在 1460m1730m 之间,其东北部的镶黄旗山 海拔较高,地势比较陡
10、,最高峰海拔高度达到 1784m。 根据风电场开发规划报告,整个风电场规划装机 200MW,计划 分两区开发,优先推荐西部一区开发方案。一期 100MW 风电工程的 占地面积为 37.7km2,海拔高度在 1480m1590m 之间。 本工程年上网电量为 2.465 亿 kW.h。与燃煤电厂相比,以发电标 煤煤耗 360g/(kWh)计,每年可节约标煤 8.7 万 t,可减少多种大气 污染物的排放。工程所发电量通过察北 220kV 变电所,向京津唐电 网供电。 本工程的可行性研究工作,包括风能资源评估,工程地质,工程 任务和规模,机组选型和发电量计算,电气设计,土建工程,施工组 织设计,环境影
11、响评价,工程概算和财务评价等方面内容。 1.2 风能资源风能资源 鲁能康保屯垦风电场位于河北省康保县东北部, 属大陆性季风气 候中温带亚干旱区。该地区风资源条件较好,风电场主风能的方向为 NW。 风电场 70m 高度代表年年平均风速为 7.73m/s,风功率密度为 453W/m2,50m 高度年平均风速为 7.54m/s,风功率密度为 420W/m2, 10m 高度年平均风速为 6.69m/s,风功率密度为 294W/m2。轮毂高度 65m 处的平均风速为 7.69m/s,风功率密度为 446W/m2。 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程可研报告 2 根据风电场风能资源评估办法GB/T 18
12、710-2002,50m 高度 4 级风场的风功率密度为 400500W/m2,参考风速为 7.5m/s。鲁能康保 屯垦风电场的 50m 高度风速风功率密度与此参数接近,属于 4 级风 场,风能资源较好,具备开发潜力。 1.3 工程地质工程地质 康保地区地处构造单元为内蒙华力西晚期褶皱带, 本区南邻内蒙 地轴康保台拱的北侧。该地区是一个较为稳定的地区,有史以来未发 生过大的地震,地震活动较弱。根据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) ,场址区 50 年超越概率 10%的地震动峰值加速度 为 0.05g,相应地震基本烈度为度。 根据水质监测, 地下水水质对混凝土结构及钢筋混凝土结构
13、中的 钢筋无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。建议施工期,使用 100m 以上 的深水井。工程区最大冻土深度 2.48m。建议将重要建筑物基础置于 冻结层之下。施工时不允许在冻结时期开挖基础坑和浇筑混凝土。 总体说来,场址区属于区域断裂构造发育区内的相对稳定地块。 适宜进行大型风电场工程建设。 1.4 工程任务与规模工程任务与规模 根据区域能源、电力系统现状及规划,鲁能康保屯垦风电场的主 要任务是发电。 鲁能康保屯垦风电场占地面积为 70.9km2,规划装机容量为 200MW。其中一期工程范围 37.7km2,计划安装单机容量为 1500kW 的机组 67 台,总装机容量为 100.5MW。 1.5
14、 风电机组选型和发电量计算风电机组选型和发电量计算 根据地区五十年一遇最大风速和湍流强度, 选择了 IEC C类及 以上级别的风电机组进行机组选型比较。 分别是金风 50-750、 上海电 气 SEC62-1250、金风 77-1500、东汽 70-1500 和大重 FL70-1500 五种 机型。 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程可研报告 3 通过机组选型,最终确定风电场的推荐机型为 FL70-1500。共布 置该种机型 67 台。年上网发电量为 2.465 亿 kWh,平均单机上网电 量为 0.037 亿 kWh,年可利用小时数为 2453 小时,平均容量系数为 0.28。 1.6 电
15、气设计电气设计 根据张家口坝上地区百万千瓦级风电基地规划报告 、 张家口 坝上地区百万千瓦级风电基地输电系统规划及鲁能康保屯垦风电 场开发规划报告 ,鲁能康保屯垦风电场电能将由 220kV 输电线路送 至其东南侧的察北 220kV 变电所,向京津唐电网供电。 风电场安装 67 台 1500kW 的风力发电机组, 选用 67 台美式箱式 变电站,容量为 1600kVA。 风力发电机变压器组接线方式为一机一 变单元接线方式。由于风电场装机台数多,为减少箱式变电站至风电 场 220kV 升压站的电缆回路数,根据风电机组和箱式变电站的位置, 以及电缆敷设走向,对风力发电机组进行了分组,每 910 台风
16、电机 组箱式变电站为一组,共分 7 组。每组内的各台箱式变电站高压侧 均采用并联接线方式,以 7 回 35kV 电缆集电线路,直埋引入 220kV 升压站低压侧 35kV 母线上。风电场升压站本期设置 1 台 120000kVA 升压变压器。 鲁能康保屯垦风电场升压站暂考虑由张家口区调和华北网调分 别实施调度。风电场至 220kV 察北变电站之间拟考虑采用光纤通道 接入系统。 1.7 工程消防设计工程消防设计 本工程消防设计贯彻“预防为主,防消结合”的设计原则,针对 工程的具体情况,积极采用先进的防火技术,做到保障安全,使用方 便,经济合理。 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程可研报告 4
17、1.8 土建工程设计土建工程设计 本工程土建设计部分主要包括:1500kW 风电机组基础、35kV 箱式变压器基础和 220kV 升压站。其中,220kV 升压站主要包括高 低压配电房、综合楼、库房及车库等。 44 台风机基础为天然地基上的大块体钢筋混凝土板式基础,正 八边形,边长为 6.254m,基础埋深为 2.3m,边坡拟采用 1:0.5。基 础混凝土设计强度等级为 C30,基底下设 200mm 厚的 C15 素混凝土 垫层;23 台风机采用钢筋混凝土灌注桩基础,单台风机布桩数为 24 根,桩径为 0.80m,有效桩长为 10m 的共 12 台,有效桩长为 20m 的共 11 台。承台为正
18、八边形,边长为 5.8m,基础埋深为 2.1m,边坡拟采 用 1:0.7。基础混凝土设计强度等级为 C30,基底下设 100mm 厚的 C15 素混凝土垫层。 35kV 箱式变电站基础拟按天然地基上的浅基础进行设计,根据 箱式变电站厂家提供的箱式变电站外形尺寸,基础采用 C20 现浇钢 筋混凝土箱形基础,基础下设 100mm 厚 C10 素混凝土垫层,基础埋 深 1.50m,边坡拟采用 1:0.5。 220kV 升压站的主要建筑物和构筑物有综合楼、高低压配电房、 进出线构架和设备支架、主变压器基础、库房及车库、4 座 30m 高的 避雷针等。 总占地面积为 17036.7m2, 其中二期预留面
19、积为 4370.00m2, 升压站内建筑物综合楼、库房等均已考虑二期的功能房间,高低压配 电房只考虑一期 100.5MW 的电气功能房,二期预留在高低压配电房 的西侧。 1.9 施工组织设计施工组织设计 康保县位于河北省西北部的坝上高原,张家口市区的北部。交通 以公路为主,G207 国道从其东边通过。康保至张家口通过省道和 G207 国道,公路里程为 140km;张家口到北京有 G110 国道,公路 里程分别为 218km (京张高速 148.2km)。县城康保镇距京包铁路张家 口南站 140km。风电场到康保镇 32 km。境内公路纵横连通,对外交 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程可研报
20、告 5 通运输条件方便。 本工程设备运输方式采用公路运输。 主要风机设备生产地为辽宁 大连,由辽宁大连北京张家口风电场,里程约 1180 km,通过 国道 G202、G305 经 G101、G110、G207 或高速公路和省道等的公 路运输可到风电场。 主变压器公路运输由保定北京张家口风电 场,里程约 470 km。 鲁能康保屯垦风电场内设有风力发电机组 67 台、单机容量 1500 kW, 总装机容量为 100.5MW, 每台风力发电机组配一台箱式变电站, 新建 220kV 升压站一座。施工总工期 19 个月(含冬季停工 4 个月) 。 第一批风力发电机组发电为第 1 年 12 月 1 日。
21、全部工程峻工为第 2 年 12 月 31 日。施工高峰人数 620 人,平均人数 480 人。 1.10 工程管理设计工程管理设计 本风电场和 220kV 升压站按少人值班的原则设计。 待风电场 (包 括 220kV 升压站)机械、电气设备进入平稳运行时期之后,风电场 和配套的联网 220kV 升压站可按无人值班(少人值守)方式管理。 鲁能康保屯垦风电场一期 100.5MW 项目机构设置和人员编制如 下:风电场定员标准为 23 人。初拟运行人员和日常维护人员 16 人, 设班长 1 人,值班 15 人,分 3 组,每组为 5 人,主要工作为风电机 组巡视、日常维护和值班。另管理人员 7 人,包
22、括本项目风电场常务 经理、会计、出纳等人。 1.11 环境保护和水土保持设计环境保护和水土保持设计 本风电场工程每年可为电网提供电量 2.465 亿 kWh。与燃煤电 厂相比以发电标煤煤耗 360g/(kWh)计,每年可节约标煤 8.87 万 t, 可减少多种大气污染物的排放。 本工程对环境基本不存在不利的影响。工程占地、施工开挖破坏 会产生少量的水土流失面积,产生少量的新增水土流失量。但施工结 束后,可通过生态恢复与绿化减少工程建设对生态环境的影响。 鲁能康保屯垦 100MW 风电场工程可研报告 6 工程施工过程中有少量的生活污水与生活垃圾产生, 可通过环保 措施予以减免,对环境也基本不存在
23、不利的影响。 1.12 节能设计节能设计 风电场的生产过程是转变风能为机械能、再转变为电能的过程, 在整个工艺流程中, 不产生大气、 水体、 固体废弃物等方面的污染物, 也不会产生大的噪声污染。从节约煤炭资源和环境保护角度分析,本 风电场建设具有明显的经济效益、社会效益及环境效益。 由此可见,本工程上马不但可节约宝贵的一次能源,还可避免由 于电力的发展,造成环境的污染,为“十一五”期间节能工作目标的 实现起到有利的保障。 1.13 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 鲁能康保屯垦风电场在建设和运行期间,应坚持“安全第一,预 防为主”的指导思想和工作方针,实现全员、全过程、全方位的管理 和监督
24、,保证场内各类设备的安全经济运行和工作人员的人身安全。 鲁能康保屯垦风电场主要的劳动安全防范措施有工程防伤害措 施、改善运行条件、安全应急措施以及各项防范设备和设施等。具体 要求严格按照国家和电力行业相应的卫生及安全生产条例执行。 1.14 工程概算工程概算 鲁能康保屯垦风电场工程概算依据国家、 部门现行的有关文件规 定、费用定额、费率标准等,材料价格按 2007 年河北省张北地区二 季度价格水平计列。通过计算,工程动态总投资 97439 万元,工程静 态投资 92408 万元,单位千瓦动态投资 9695 元/kW,单位千瓦静态 投资 9195 元/kW。 1.15 财务评价财务评价 经济评价
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