风电场工程设计导则.docx
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1、风电场工程设计导则中国华电集团新动力开展企业规范风 电 场 工 程 设 计 导 那么试行Design Guidelines of windpower projects2020年 9月13日发布 2020年10月1日实施中国华电集团新动力开展 发布中国华电集团新动力开展风电场工程设计导那么试行目 录第一章 总 那么11.1 编制目的11.2 编制依据11.3 适用范围1第二章 设计阶段划分及设计普通原那么32.1 设计阶段划分32.2 设计普通原那么5第三章 风电场选址73.1 资料搜集、整理73.2 风能资源普查73.3 风力发电场的微观选址73.4 风力发电场测风83.5 风力发电场场址选择
2、原那么10第四章 风电场可行性研讨124.1 可行性研讨报告的编制和审查124.2 风电场工程等级划分和设计平安规范124.3 工程地质134.4规划装机容量134.5 风电机组选型134.6 风电场年发电量预算184.7 电气194.8 土建工程214.9 环境维护和水土坚持224.10 消 防254.11 可研概算274.12 财务评价32第五章 风电场初步设计395.1 初步设计报告的编制和审查395.2 风力发电场总体规划395.3 风电机的微观选址415.4 风力发电机基础435.5 变电站修建局部475.6 电气局部595.7 风电场集电线路645.8 施工组织设计665.9 交通
3、工程715.10初步设计概算75第一章 总 那么1.1 编制目的为规范和促进中国华电集团新动力开展风电场工程树立任务,一致和规范公司所属风电场工程设计规范,以追求合理的工程投资取得最正确的经济效益和社会效益为目的,制定本设计导那么。1.2 编制依据1.2.1 国度和行业有关设计规范、规程和规范,详细见【附录】。1.2.2 中国华电集团公司及中国华电集团新动力开展相关管理规则。1.3 适用范围1.3.1 本导那么适用于中国华电集团新动力开展及其全资、控股公司所属或管理的新建含扩建的风力发电工程设计,参股项目可参照执行。1.3.2 本导那么适用于装机容量为20MW级及以上或以35kV及以上电压等级
4、并入电网的陆下风电场含位于多年平均大潮位以上的沿海风电场工程设计任务,其他规模和离网型陆下风电场及海下风电场工程设计可参考执行。1.3.3风电场工程设计普通包括风电场和变电站两局部,风电场工程接入系统设计按有关规则执行。1.3.4 本导那么仅就主要设计内容停止说明,未尽局部应依照国度和行业现行规程规范执行,满足相关规程规范要求。1.3.5 本导那么为企业指点性规范,如与国度强迫性规范相矛盾,应按国度规范执行。1.3.6 本导那么由中国华电集团新动力开展担任解释。第二章 设计阶段划分及设计普通原那么2.1 设计阶段划分2.1.1划分普通原那么依据国度有关规则,结合本公司特点,风电场工程设计阶段普
5、通划分为工程规划、预可行性研讨、可行性研讨含项目核准央求报告、初步设计、施工图设计、完工图设计等阶段。2.1.2 适用阶段本导那么仅就风电场设计普通原那么、风电场选址、可行性研讨设计和初步设计区分停止说明;工程规划、预可行性研讨和施工图设计、完工图设计等可参照国度和行业相关规程规范执行。2.1.3 各阶段任务内容1 可行性研讨阶段:1确定工程义务和规模,论证项目开发的必要性和可行性;2对风电场风能资源停止评价;3查明风电场场址工程地质条件,提出相应的评价和结论;4选择风电机组选型,提出风电机组优化布置方案,计算发电量;5依据风电场工程接入系统方案,提出风电场和变电站电气设计方案;6拟定消防方案
6、;7) 确定工程总体布置、中央控制室的结构型式、布置方案和主要尺寸,拟定土建工程方案和工程量;8确定工程占地范围及修建征地主要目的,拟定施工组织设计方案、编制施工总进度;9拟定风电场工程定员编制,提收工程管理方案;10环境维护和水土坚持设计;11休息平安和工业卫生方案;12编制节能减排方案;13可研设计概算;14经济评价。2 初步设计阶段1依据微观选址效果和设计要求,停止风电场补充测量和地质详勘; 2依据最新地形地质勘探效果和风能资源测量剖析结果,优化确定风电机组的微观位置,复核发电量;3确定轮毂设计高度,提出塔架设计方案;4停止风电机基础设计,提出风电机基础设计方案;5停止机组变基础设计,提
7、出基础结构型式和配筋设计方案;6确定集电系统电气主接线,选择确定机组变、开关、熔断器、避雷器等或箱式变电站、电力电缆导线、杆塔等主要设备资料的型号、规格。依据途径计算线路长度和杆塔数量等;7提出风电机组塔架、机舱、叶片吊装方案含主要吊装设备清单、设备堆放布置、吊装平台设计、风电机组基础及风电场变电站施工方案等,细化施工工期,编制施工网络进度图。8对风电场内外交通路途停止布置与初步设计;9停止变电站及站内修建、装置工程设计,提出总平面布置和竖向布置等;10初步设计概算;其中,初步设计中未触及的项目如消防、环保等按可研概算效果归入初步设计概算。2.2 设计普通原那么2.2.1 契合国度法规原那么风
8、电场设计必需遵守国度有关法规的规则,应严厉按国度最新规则的核准制顺序停止。设计文件应契合有关规章制度规则的内容和深度要求。2.2.2 近期树立与远期开展相结合原那么风电场设计应结合工程的中临时开展规划停止,正确处置近期树立与远期开展的关系。2.2.3 平安性、合理性、先进性原那么 风电场设计应本着平安牢靠、经济合理、技术先进等原那么,结合地域特点,在确保工程平安的前提下,积极推行、采用成熟的新技术、新设备、新资料、新工艺,努力提高自动化水平。2.2.4 统筹、浪费、环保和平安原那么1风电场工程设计应充沛应用场区已有设备,统筹思索分期树立状况,防止重复树立。2风电场工程设计应落实环境维护和水土坚
9、持措施,增加工程树立对环境和植被的破坏;3 风电场工程设计应契合休息平安与工业卫生的要求,落实平安预评价提出的平安对策措施;第三章 风电场选址3.1 资料搜集、整理从中央各级气候台、站及有关部门搜集的有关气候、天文及地质数据资料,对其停止剖析和归类,从中挑选有代表性的完整数据资料。其中包括能反映该地气候特征的多年普通不少于30年平均值和极值,如平均风速和极端风速、平均气平和极端气温、平均气压、雷暴日数等。3.2 风能资源普查对搜集的资料停止进一步剖析,按规范风能区域、风功率密度等级,初步确定风能可应用区。10m高度有效风功率密度在100W/m2以上属于可开发区域。3.3 风力发电场的微观选址依
10、据风能资源调查与分区的结果,选择最正确的场址,片面思索场址所在地对电力的需求及交通、电网、土地运用和环境等要素,力图增微风力发电机组的输入,提高供电的经济性、动摇性和牢靠性,最大限制增加各种要素对风能应用、风力发电机组运用寿命和平安的影响。3.4 风力发电场测风3.4.1为了正确评价拟选风力发电场的风能资源状况,取得代表性风速风向资料,了解不同高度风速、风向变化特点以及地形地貌对风的影响,必需停止实地测风。3.4.2 现场测风应延续停止,至少继续一年以上,有效数据不得少于90%。测风塔数量依地形和项目规模而定。3.4.3 测风的位置,应选择在风电场内风能资源具有代表性的位置。测风位置左近应无矮
11、小修建、树木等阻碍物,与单个阻碍物距离应大于阻碍物高度的3倍,与成排阻碍物距离应坚持在最大高度的10倍以上。3.4.4 测风设备的数量,应依风场规模及场内地形的复杂水平而定。关于地形较为平整、容量在50MW以下的风场,可选择一处装置测量设备;关于地形较为复杂或容量超越100MW的风场,应选择二处及以上装置测风设备。3.4.5测风塔装置的高度不应低于拟装置的风力发电机组的轮毂中心高度,普通为70m。风电场多处装置测风塔时,其高度可按10m的整数倍选择,但至少应有一处测风塔的高度高于拟装置的风力发电机组的轮毂高度。3.4.6装置在测风塔上的测量仪器包括:风速传感器、风向传感器、气压传感器、温度传感
12、器和数据采集器等设备。只在一处装置测风塔时,测风塔应装置至少四层风速、风向传感器,其中两层应选择在10m高度和拟装置的风力发电机组的轮毂高度处或其以上位置,其它层可按10m的整数倍高度装置,通常会选择在30m和50m高度。3.4.7不得对现场采集的原始数据停止任何的删改增减。对下载的数据应及时停止复制和整理,应对数据停止初判,看其能否在合理范围内。3.4.8测风数据的合理范围和数据相关性及变化趋向见下表: 表3.4-1 数据合理范围主要参数合理范围平均风速0m/s小时平均风速40m/s风向0小时平均值360平均气压海平面94kPa小时平均值106kPa表3.4-2 数据相关性主要参数合理相关性
13、50m/30m高度小时平均风速差值2.0m/s50m/10m高度小时平均风速差值4.0m/s50m/30m高度风向差值22.5表3.4-3 数据变化趋向主要参数合理变化趋向1h平均风速变化6m/s1h平均气温变化51h平均气压变化1kPa3.4.9在数据整理进程中,发现数据缺漏和失真时,应立刻与现场测风人员联络,仔细反省测风设备,及时停止设备检修或改换,对缺漏和失真数据应说明缘由。3.4.10 特殊的天文和气候条件要对风力发电机组提出特殊的要求,如海拔超越2500m,最微风速超越50m/s或极微风速超越70m/s,气温低于零下20,积雪、积冰、雷暴、盐雾或沙尘多发地域等。3.5 风力发电场场址
14、选择原那么3.5.1 场址区年平均风速较大。拟建风电场空中以上70m高处,年平均风速普通应大于6m/s;海拔超越2000m的高原地域,应大于6.5m/s;关于风电电价较高的地域高于0.61元/kWh,可适当放宽,但不应低于5.5m/s。3.5.2 场址区场地开阔,地质条件较好。场地开阔便于大规模开发和运输、管理。良好的地质条件可有效增加基础工程投资。3.5.3 场址对外交通运输方便。场址选择应依据风电机机舱重量、叶片长度等充沛思索大件运输的可行性及对投资的影响。3.5.4 风电场并网条件良好。应契合电网规划,电力消纳才干满足风电场树立规模的要求,尽量接近电网,增加送收工程投资。3.5.5 土地
15、征用方便。风电场单位容量布机区域的面积普通为200400m2/kW,土地征用面积约为布机区域面积的1,应尽量避开基本农田、养殖区、自然维护区及军事基地或国度重要设备。3.5.6对环境影响小。风电场布置应思索风电机噪声对左近居民的影响,机位普通应布置在民居300m以外。第四章 风电场可行性研讨设计4.1 可行性研讨报告的编制和审查4.1.1风电工程可行性研讨报告由有资质的咨询、设计单位完成。可行性研讨报告详细内容和深度应依照国度发改委风电场工程可行性研讨报告编制方法发改办动力2005899号和风电场工程可行性研讨报告设计概算编制方法及计算规范FD001-2007执行。风电场的规划选址依照风电场场
16、址选择技术规则停止。4.1.2在风电项目的可行性研讨报告编制完成后,主机设备招标推销前,应组织咨询单位或专家对可研设计停止审查,为编制项目核准报告发明条件。4.2 风电场工程等级划分和设计平安规范4.2.1 风电场工程等别应依据装机容量和变电站电压等级划分为四等,当装机容量和变电站电压分属不同的等别时,工程等别应按其中较高的等别确定。表4.2-1 风电场工程等别划分工程等别工程规模装机容量MW变电站电压等级kVI大1型300500330II大2型300100220III中型1005011035IV小型50354.2.2 依据工程等别和规模,确定修建物级别和修建物结构平安规范。4.3 工程地质4
17、.3.1剖析拟建风场的风的构成缘由及类型,有无破坏性的飓风等。4.3.2 调查拟建风场50年一遇最大洪水位内涝及地震等级,对风电机及变电站有无潜在的危害。4.3.3勘查拟建风场的地质状况、地下水位等,依据地形地质条件复杂水平,普通选择不少于5处有代表性地段停止地质钻探,以拟定风电机基础、修建物及设备基础的选型和场内路途布置等。4.4规划装机容量4.4.1依据外地政府同意用地范围及测风数据,用相关软件对风场停止规划装机容量预算。4.4.2 依据确定的风电场规划装机容量,提出风电场分期开发方案。4.5 风电机组选型4.5.1依据所搜集的有关风能资料和工程地质资料,对技术成熟的风电机停止比选,经过对
18、可选择机型停止机组价钱、电气设备费用和施工费用等方面的经济技术比拟,结合风电场风资源和地形特点,思索风电机叶片、塔筒等大件运输对路途以及装置场地的需求等。 4.5.2 风电机设备选型主要应思索以下几方面要素:(1) 多年平均风速和极限风速;(2) 设备运输及吊装方案的可行性与经济性比拟;(3) 依据外地气候条件确定能否选择高温型或采取高温措施风电机组;(4) 机组的运转动摇性;(5) 机组运转维护、备品备件推销与改换方便性;(6) 估量在项目树立阶段设备消费厂商主要机型的市场供需状况。4.5.3 零件技术要求4.5.3.1 机组输入端电网条件(1) 电压范围为额外电压110;(2) 频率范围为
19、:48Hz49.5Hz:每次频率低于49.5Hz时要求至少运转10min;49.5Hz50.5Hz:延续运转;50.5Hz51Hz:每次频率高于50.5Hz时,要求至少运转2min。(3) 电压对称性,即电压不平衡值应坚持在电压负序重量与正序重量的比例不超越2;(4) 每年电网停电应小于20次,每次最长停电继续时间应不超越3天。4.5.3.2 功用要求(1) 机组的切入风速应小于4.5m/s,切出风速应大于等于 20m/s;(2) 机组的额外风速应满足JB/T 10300的要求;(3) 机组在额外工况时,其输入功率应大于或等于额外功率;(4) 机组须具有低电压穿越才干;(5)机组运转在不同的输
20、入功率时,机组的可控功率因数变化范围应在0.950.95之间;(6) 机组应具有经过中央监控系统停止有功功率在线调理的才干;中央监控系统应具有风电场有功功率在线调理才干;(7) 机组应满足项目所在地电网提出技术要求。4.5.3.3 零件的牢靠性要求 (1) 机组主要部件设计寿命应大于或等于20年;(2) 单台机组年可应用率应大于等于90;(3) 整场机组年平均可以应用率应大于等于95%。4.5.3.4机组动特性要求 (1) 机组在一切设计运转工况下和给定运用寿命期内,不发作任何机械及气体动弹性不动摇现象,也不发生有害或过度的振动;(2) 机组在正常运转范围内塔架振动量不应超越20mm/s。4.
21、5.3.5 噪声要求 机组在输入功率为1/3额外功率时排放的噪声等效声功率级应小于或等于110dB(A);在对噪声有要求和限制的区域,机组综合排放的噪声应契合该区域所执行的相关规范的规则。4.5.3.6 可维护性与可维修性要求 在机组要维护的部位应留有调整和维护的空间,以便于维护;机组及零部件在质量合格的前提下应具有维修、调整和修复功用;塔架高度超越80m的机组应为维护人员装备平安的提升设备。4.5.3.7 外观防护要求 机组及部件一切外露局部应涂漆或镀层,涂镀层应外表润滑、结实和色泽分歧;用在风沙高温区或远洋盐雾区的机组,其涂镀层应思索风沙或盐雾的影响。4.5.3.8 平安要求(1) 机组的
22、平安防护应契合GB18451.1的要求;(2) 机组为了防雷应有良好的导电通路,塔架需有牢靠接地装置,接地电阻应小于4;(3) 电力线路、电气设备、控制柜外壳及次级回路之间的绝缘电阻应大于1M;(4) 在电网停电紧急停机时,一切刹车装置应自动按顺序投入,且机组停机时的一切形状参数应能记载保管;(5) 机组应装备必要的消防设备、应急设备和平安标识。4.5.3.9功率输入(1) 在正常任务形状下,机组功率输入实际值的偏向不应超越5;(2) 当风速大于额外风速时,继续10min功率输入应不超越额外值的110。瞬间功率输入应不超越额外值的125。4.5.3.10 通讯要求(1) 招标机型就地控制及中央
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