【文章內(nèi)容簡介】 750/48（ 750kW）機(jī)組外， 容量在 750 kW 900 kW 之間的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要有： N50（ 800kW）、NM900/52（ 900kW）、 J48（ 750kW）、 V52（ 850kW）、 W4800 OS（ 750kW）等幾種機(jī)型可供選擇。其機(jī)組的造價(jià)約為 5100 元 /千瓦。 在兆瓦級的機(jī)組中， NM1000/52（ 1000kW）， FL1000（ 1000kW） 其機(jī)組的造價(jià)約為 5100 元 /千瓦?？勺鳛閭溥x機(jī)型。而 N60（ 1300kW）型機(jī)組也可作為備選機(jī)型，但兆瓦級 的機(jī)組中的大容量機(jī)組的造價(jià)增加較大，以 N60（ 1300kW）型機(jī)組為例，機(jī)組造價(jià)約為 6150 元 /千瓦。 本期工程擬采用進(jìn)口部件國內(nèi)組裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，安裝 3 萬千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有以下幾種配置方案： 方案一：采用 600kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本期工程安裝 50 臺(tái)（共30000kW）及 50 臺(tái)箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 方案二：采用 750kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本期工程安裝 40 臺(tái)（共30000kW）及 40 臺(tái)箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 方案三：采用 850kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本期工程安裝 33（共 28050kW）及 33 臺(tái)箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 方案四：采用 900kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本期工程安裝 32 臺(tái)（共28800kW）及 32 臺(tái)箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 方案五：采用 1000kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本期工程安裝 30 臺(tái)（共30000kW）及 30 臺(tái)箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 方案六：采用 1300kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本期工程安裝 22 臺(tái)（共28600kW）及 22 臺(tái)箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 由于各方案中風(fēng)機(jī)的塔架及箱式變電站等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備配置不同，發(fā)電機(jī)及聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的綜合造價(jià)也略有差別，各種型號風(fēng)機(jī)選型比較結(jié)果見表 。 1) 各種型號風(fēng)機(jī)輪轂高度 取 60 2) 3) 風(fēng)機(jī)使用年限 20 4) 均未考慮其它折減因素 表 風(fēng)機(jī)選型比較結(jié)果表 機(jī)型 裝機(jī)容量（ KW） 年發(fā)電量 （ MWH） 滿容量運(yùn)行小時(shí)數(shù) 容量系數(shù) 購機(jī)費(fèi)用 （元 /千瓦） 風(fēng)機(jī)本體度電成本 （元 /千瓦時(shí)） 安裝臺(tái)數(shù) FL1000 30000 2299 4600 30 NM1000 30000 2644 4600 30 NM1000 28800 2518 4600 32 V52850 28050 2564 4600 33 通過比較可知： 1000 kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)綜合造價(jià)適中，機(jī)組塔架高度為 60 米，結(jié)合大鹿島風(fēng)電場的場址條件，建議采用此容量系列的機(jī)組。 而 750900 kW 的機(jī)組，綜合造價(jià)也較為合理，而且，可供選擇 的機(jī)型也較多，可作為預(yù)選的機(jī)組容量等級。 600660 kW 的機(jī)組，綜合造價(jià)較與 750900 kW 系列機(jī)組接近，是運(yùn)行最為穩(wěn)定、成熟的機(jī)組，但根據(jù)大鹿島風(fēng)力發(fā)電場場區(qū)地形狹窄，可利用面積有限的條件，該容量機(jī)組安裝在大鹿島風(fēng)力發(fā)電場總裝機(jī)容量小，因此，不推薦采用 600660 kW 的機(jī)組。 N60（ 1300kW）型機(jī)組，由于機(jī)組造價(jià)較高，同時(shí)受安裝條件的限制，也不適合在該風(fēng)電場安裝。 由于大鹿島風(fēng)電場的場址處地形變化較大，可安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的位置有限，為充分利用島內(nèi)的地形條件，結(jié)合大鹿島風(fēng)電場的風(fēng)資源條件，設(shè)計(jì)推薦選用單機(jī)容量為 1000 千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型應(yīng) 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。雖然理論計(jì)算上FL1000 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量比其他幾種機(jī)型的發(fā)電量略低，但是，通過業(yè)主單位廣泛收集在國內(nèi)運(yùn)行的一些機(jī)組的運(yùn)行狀況及各廠家機(jī)組在國外風(fēng)電場中的運(yùn)行情況，認(rèn)為： FL1000 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在國外運(yùn)行業(yè)績較好，故障率低。運(yùn)行中能夠達(dá)到理論發(fā)電量。因此，業(yè)主單位與 德國 Fuhrlaender 公司達(dá)成了初步意向，擬在丹東組建一個(gè)中外合資企業(yè)，準(zhǔn)備引進(jìn)部分關(guān)鍵部件，以國內(nèi)組裝的方式，合作生產(chǎn) FL1000 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。并安裝在大鹿島風(fēng)力發(fā)電場內(nèi)。 本次設(shè)計(jì)暫按 FL1000 型風(fēng)機(jī)進(jìn)行投資估算和經(jīng)濟(jì)評價(jià)。其機(jī)組主要特性及參數(shù)如下：表 表 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)參數(shù) 一．額定參數(shù) FL1000 型式 三葉片、水平軸、上風(fēng)向 功率調(diào)節(jié) 失速調(diào)節(jié) 額定功率 KW 1000/200 起動(dòng)風(fēng)速 M/S 3 停機(jī)風(fēng)速 M/S 20 額定風(fēng)速 M/S 14 極限風(fēng)速 M/S 54 運(yùn)行環(huán)境溫度 ℃ 20+45 輪轂高度 M 60 計(jì)算壽命 年 20 二．葉輪 葉輪直徑 M 54 掃掠面積 M2 2290 葉輪轉(zhuǎn)速 rpm 22/15 葉輪傾角 度 4 葉片材料 聚紙玻璃纖維 葉片長度 M 三．齒輪箱 型式 三級行星齒輪 /二級斜齒輪 額定功率 KW 1200 轉(zhuǎn)速比 1： 68 四 .發(fā)電機(jī) 型式 4/6 極異步發(fā)電機(jī) 額定功率 KW 1000/200 額定電壓 V 690 額定電流 A 836/167 額定頻率 HZ 50 絕緣等級 F 級 轉(zhuǎn)速 rpm 1500/1000 五 .剎車系統(tǒng) 型式 葉尖氣動(dòng)剎車和機(jī)械剎車 六 .塔架 型式 錐型圓筒塔架 底部法蘭連接 塔架高度 M 60 塔架 重量 T 95 塔架底部直徑 M 七 .偏航系統(tǒng) 型式 偏航齒輪啟動(dòng)和剎車盤制動(dòng) 八 .控制器 型式 微電腦控制 候選機(jī)型主要型式應(yīng)為：上風(fēng)向，三葉片，失速調(diào)節(jié)或變漿距調(diào)節(jié)，風(fēng)輪直徑 52～ 54 米。風(fēng)輪掃風(fēng)面積在 21002300 平方米，輪轂高度為 60～ 65 米。切入風(fēng)速為 3 米 /秒， 額定風(fēng)速為 1214 米 /秒。切出風(fēng)速為 20～ 25 米 /秒。抗極風(fēng)風(fēng)速 5560 米 / 根據(jù)大鹿島風(fēng)電場實(shí)際測風(fēng)資料分析可知，該風(fēng)電場主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，其出現(xiàn)頻率占 30%以上，其 次為偏北風(fēng)，其出現(xiàn)的頻率為16%以上。且冬季盛行北風(fēng)及偏北風(fēng)，夏季盛行南風(fēng)及偏南風(fēng)，其主導(dǎo)風(fēng)向明顯。 從風(fēng)場能量分析情況看， 40 米高測風(fēng)塔處以 N 風(fēng)的能量最大，占 39%。次多風(fēng)能量為 NNW 風(fēng)，占 16%、再次為 NNE、 SE 風(fēng)，分別占6%。在 10 米桿處，也是以 N 風(fēng)的能量最大，占 39%。次多風(fēng)能量為NNW 風(fēng)，占 21%、再次為 S、 SSE 風(fēng)，分別占 6 和 5%。三個(gè)偏多能量風(fēng)向的之和占總能量的 60%以上。 結(jié)合風(fēng)電場設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的排列，應(yīng)以風(fēng)電場主導(dǎo)風(fēng)向及主導(dǎo)能量方向來確定排列方向。而風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組之間的間距和排距， 應(yīng)綜合考慮風(fēng)電場場地條件、風(fēng)資源特性以及風(fēng)機(jī)之間尾流影響等條件。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 由于大鹿島風(fēng)電場場址處為一東西走向的山梁，且在山梁上多為起伏平緩的山丘，因此，為了獲得較大的發(fā)電量，風(fēng)機(jī)布機(jī)主要應(yīng)根據(jù)場址處的實(shí)際地形進(jìn)行，為此，我們在該風(fēng)電場布機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，采取風(fēng)機(jī)橫排垂直于偏北方向布置，風(fēng)機(jī)間距取 ( 5D)，風(fēng)機(jī)排距 (6D 8D)。本期工程安裝 30 臺(tái) FL1000 機(jī)組，風(fēng)機(jī)間距為 190270米，風(fēng)機(jī)排距為 320430 米。為便于選擇比較，我們根據(jù)預(yù)選風(fēng)力發(fā)電機(jī)組參數(shù)不同 ，分別進(jìn)行了（ 800900）千瓦和 1000 千瓦風(fēng)機(jī)的布機(jī)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了發(fā)電量的計(jì)算，布機(jī)方案見圖 5— 1圖 5— 3。 發(fā)電量計(jì)算見 “表 ～表 ”。 在初步設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)定位時(shí)，應(yīng)根據(jù)選定的 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)參數(shù)，按上述主要原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。并應(yīng)注意風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與民宅的距離應(yīng)滿足環(huán)保方面的有關(guān)要求。 根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝位置圖，以及廠家提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率曲線和大鹿島風(fēng)電場的實(shí)際測風(fēng)資料，經(jīng)過 WASP 軟件進(jìn)行了發(fā)電量的計(jì)算。本期工程安裝的 30 臺(tái) FL1000 機(jī)組年發(fā)電量為 萬度。單機(jī)年發(fā)電量 (平均值 )為 萬度?？紤]到運(yùn)行過程中機(jī)組檢修、葉片污損、廠用電及線損、湍流影響等因素?。? 1 機(jī)組可利用率： 95% 2 葉片污損： 1% 3 廠用電及線損： 2% 4 湍流影響： 1% 扣除上述四個(gè)因素 (9%)后，本期工程 30 臺(tái)機(jī)組年上網(wǎng)電量為 萬度。平均單臺(tái)機(jī)組年上網(wǎng)電量為 萬度。折合滿容量運(yùn)行小時(shí)數(shù)為 2092 小時(shí) ,容量系數(shù)為 。 6 電力系統(tǒng)部分 根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)情況，本次可研設(shè)計(jì)接入系統(tǒng)提出了 2 個(gè)接網(wǎng)方案，即通過石灰窯變電所接網(wǎng)和通過興隆山變電所接網(wǎng)，具體接網(wǎng)方案詳見“大鹿島風(fēng)力發(fā)電場接入系統(tǒng)”報(bào)告。 1） 升壓站內(nèi)安裝 20200 千伏安主變壓器 2 臺(tái)。 2） 本期建設(shè) 66 千伏出線 1 回，最終出線 1 回。 3） 本期建設(shè) 10 千伏出線 6 回，最終出線 6 回。 1） 66 2） 10 3） 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用擴(kuò)大單 1） 66 千伏屋外配電裝置為水泥桿鋼橫梁，普通中型布置。間隔寬度為 米，母線構(gòu)架寬度為 7 米，出線門型構(gòu)架高度為 米，設(shè)備安裝高度為 米。本期建設(shè) 2 跨 4 個(gè)間隔，即主變進(jìn)線、電壓互感器避雷器和線路進(jìn)線間隔，母線采用 LGJ150 導(dǎo)線。 66 千伏線路向西出線。 2） 10 千伏屋內(nèi)配電裝置采用 KYNZ10 系列金屬鎧裝中置式高壓開關(guān)柜。一列式布置。本期共裝設(shè)高壓開關(guān)柜 12 面。 10 千伏線路向東出線。 3） 主變壓器布置在 66 千伏和 10 千伏配電裝置之間 ,屋外布置。 4） 主控制樓布置在場區(qū)的南部。 根據(jù)大鹿島風(fēng)電場遠(yuǎn)期接網(wǎng)方案設(shè)計(jì)，升壓站 66 千伏母線最大三相短路容量為 200 兆伏安，三相短路電流為 千安。 10 千伏母線短路容量為 兆伏安，三相短路電流為 千安。經(jīng)驗(yàn)算本期工程所選擇的電氣設(shè)備及原有設(shè)備均滿足動(dòng)、熱穩(wěn)定的要求。 由于場址處于沿海地區(qū)，因此，屋外電氣設(shè)備外絕緣按 3 級污區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)選擇，即 66 千伏屋外電氣設(shè)備爬電距離為 2250mm， 10 千伏屋外電氣設(shè)備爬電距離為 400mm 1）、主變壓器： SFZ9— 20200/66， 66177。 8 2）、 66 千伏斷路器： ， 3150A， 3）、 66 千伏隔離開關(guān)： GW560， 1000A 4）、 66 千伏電流互感器： LCWB566， 2*200/5A 4）、 10 千伏高壓開關(guān)柜 KYNZ10 附：表 表 主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果表