【正文】 鹿 島風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)址的確定，除了其具有豐富的風(fēng)能資源及良好的地形基本條件外，還綜合考慮了風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的電網(wǎng)條件，道路運(yùn)輸、施工條件及職工生活條件等綜合因素。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較需通過 66 千伏系統(tǒng)向地區(qū)電 網(wǎng)供電，為此，在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)建設(shè)一座 66 千伏升壓站，本期工程安裝20200 千伏安主變壓器 2 臺(tái)。 綜上所述大鹿島風(fēng)電場(chǎng)具備建設(shè)大型風(fēng)電場(chǎng)的條件，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，本期工程安裝的 30 臺(tái) FL1000 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分布于規(guī)劃場(chǎng)區(qū)內(nèi) 。 3 風(fēng)能資源分析 東港市大鹿島風(fēng)電場(chǎng)位于東港市大孤山鎮(zhèn)大鹿島村，其地理座標(biāo)為東經(jīng) 123176。 47′。 測(cè)風(fēng)的儀器、內(nèi)容 本次測(cè)風(fēng)的風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)儀為上海氣象儀器廠生產(chǎn)的 ET 型風(fēng)向風(fēng)速儀。感應(yīng)器和記錄儀之間由 12 蕊電纜連接。 測(cè)風(fēng)內(nèi)容為一年 365 日逐時(shí)的風(fēng)向、風(fēng)速。每 20 天左右從記錄儀中讀取一次測(cè)風(fēng)記錄。該地點(diǎn)的風(fēng)基本上不受地形影響，具有較好的代表性。二個(gè)高度測(cè)風(fēng)可以了解風(fēng)能隨高度的變化情況。 大鹿島風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能資源 各月及年平均風(fēng)速 統(tǒng)計(jì)得到兩個(gè)高度的各月及年平均風(fēng)速如表 。 表 大鹿島風(fēng)電場(chǎng)各月及年平均風(fēng)速 (米 /秒 ) 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 年 塔高 40 米 塔高 10 米 其中塔高 40 米和 10 米處其月平均風(fēng)速大小特性可分為兩個(gè)時(shí)段。最小月份兩個(gè)高度均在 8 月， 40米高度處月平均風(fēng)速為 米 /秒， 10 米高度處為 米 /秒。圖 為對(duì)應(yīng)兩個(gè)高度的風(fēng)速頻率分布直方圖。 8 米 /秒及以上風(fēng)速出現(xiàn) 3077 小時(shí)， 10 米 /秒及以上風(fēng)速出現(xiàn) 1677 小時(shí)。8 米 /秒及以上風(fēng)速出現(xiàn) 2388 小時(shí)， 10 米 /秒及以上風(fēng)速出現(xiàn) 1046 小時(shí)。圖 是對(duì)應(yīng)的風(fēng)向頻率分布圖。次多風(fēng)向?yàn)?NNW 風(fēng)，出現(xiàn)頻率在%，再次為 S 風(fēng)，出現(xiàn)頻率在 %之間， NNE 風(fēng)和 SSW 風(fēng)出現(xiàn)頻率都在 %以上。 風(fēng)速的日變化 表 是統(tǒng)計(jì)得到的兩個(gè)高度風(fēng)速的日變化情況。 40 米高度處 1013 時(shí)風(fēng)速最小， 10 米高度處 0912 時(shí)風(fēng)速最小，呈現(xiàn)傍晚與清晨風(fēng)速大，中午前后風(fēng)速小的特點(diǎn)。塔高 40 米處的年平均風(fēng)速是塔高 10 米處的 倍。 風(fēng)功率密度、有效風(fēng) 力小時(shí)數(shù) 計(jì)算得到大鹿島風(fēng)電場(chǎng)兩個(gè)高度的年平均風(fēng)功率密度、 424 米 /秒有效風(fēng)力小時(shí)數(shù)，有效風(fēng)功率密度和年有效風(fēng)能在表 中給出。圖 是兩個(gè)高度各風(fēng)向 能量分布百分比頻率圖。次多能量風(fēng)向?yàn)?NNW 風(fēng)。再次為 S 風(fēng)、 NW 風(fēng)、 SSE 風(fēng)、 SSW風(fēng)，各點(diǎn) 56%。兩處其余風(fēng)向能量均較小。 表 東港市氣象站各月及年平均風(fēng)速 (米 /秒 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年 6090 年 31 年 東港地區(qū)多年平均風(fēng)速為 米 /秒。 79 月風(fēng)速最小。可以看出，近 11 年中 9195 年風(fēng)速較大， 92 年風(fēng)速最大； 9601 年風(fēng)速較小， 9899 年風(fēng)速最小。為近 11 年來偏小風(fēng)速年。 通過對(duì)大 鹿 島風(fēng)電場(chǎng)一年時(shí)間風(fēng)能資源測(cè)試數(shù)據(jù)的計(jì)算分析可以看出，其 10 米高度處的年平均風(fēng) 速在 米 /秒左右， 40 米高度處年平均風(fēng)速達(dá) 米 /秒。其風(fēng)能資源條件有較大開發(fā)潛力，適宜建設(shè)大型風(fēng)電場(chǎng)。 3． 3 相關(guān)氣候條件 大鹿島風(fēng)電場(chǎng)沒有長(zhǎng)期氣象觀測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)將其附近的東港氣象站有 1）年平均氣壓 2 年平均氣溫 ℃ 歷年各月極端最高氣溫 歷年各月極端最低氣溫 3 年平均降水 歷年各月一次最大降水 歷年各月最大積雪深度 27 4 年平均相對(duì)濕度 72% 5 年平均雷暴日數(shù) 最少 ： 8 天 最多： 24 天 6 年平均 8 級(jí)以上大風(fēng)日數(shù) 歷 年極端最大風(fēng)速： 18 米 / 7） 20℃以下天氣日數(shù) 多年平均值： 天 4 擬建場(chǎng)區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 擬建場(chǎng)區(qū)位于東港市大鹿島村。 場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件 擬建風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)地形起伏平緩，屬丘陵地貌，由初步勘察結(jié)果可知，擬建場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層自上而下依次為： 耕土：黃褐色，以粘性土為主，混少量碎石，含植物根，厚度為 米。 玄武巖：灰黑色，風(fēng)化后呈暗紅色。 結(jié)論 擬建場(chǎng)區(qū)地層清楚，構(gòu)造穩(wěn)定，可以建場(chǎng)。 擬建場(chǎng)區(qū)地基土標(biāo)準(zhǔn)凍深 米。 擬建場(chǎng)區(qū)場(chǎng)地土類型為中硬 ~堅(jiān)硬場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為Ⅰ類。根據(jù)測(cè)風(fēng)資料：該風(fēng)電場(chǎng)年平均風(fēng)速高，主導(dǎo)風(fēng)向穩(wěn)定，屬典型的海洋性氣候特征，風(fēng)能貯量大，具有良好的風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì)。具備建設(shè)大型風(fēng)電 近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，在國(guó)際風(fēng)機(jī)制造市場(chǎng)上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量逐漸增大，單位千瓦造價(jià)也相應(yīng)地下 降。同時(shí)，兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在國(guó)際風(fēng)機(jī)市場(chǎng)上也已經(jīng)由試驗(yàn)階段逐步走向商品化，并已有成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，近幾年來，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)的進(jìn)一步提高，一些新技術(shù)也在大容量機(jī)組中得到了應(yīng)用。 目前除應(yīng)用較多 的 N43（ 600kW）、 NM750/48（ 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。 在兆瓦級(jí)的機(jī)組中， NM1000/52（ 1000kW）， FL1000（ 1000kW） 其機(jī)組的造價(jià)約為 5100 元 /千瓦。而 N60（ 1300kW）型機(jī)組也可作為備選機(jī)型，但兆瓦級(jí) 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。 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。 1) 各種型號(hào)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(chǎng)的場(chǎng)址條件，建議采用此容量系列的機(jī)組。 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(chǎng)場(chǎng)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(chǎng)總裝機(jī)容量小，因此，不推薦采用 600660 kW 的機(jī)組。 由于大鹿島風(fēng)電場(chǎng)的場(chǎng)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(chǎng)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。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(guó)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(guó)外風(fēng)電場(chǎng)中的運(yùn)行情況，認(rèn)為： FL1000 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在國(guó)外運(yùn)行業(yè)績(jī)較好，故障率低。因此，業(yè)主單位與 德國(guó) 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(guó)內(nèi)組裝的方式，合作生產(chǎn) FL1000 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。 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(píng)價(jià)。風(fēng)輪掃風(fēng)面積在 21002300 平方米，輪轂高度為 60～ 65 米。切出風(fēng)速為 20～ 25 米 /秒。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。次多風(fēng)能量為 NNW 風(fēng)，占 16%、再次為 NNE、 SE 風(fēng)，分別占6%。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%。 結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)主導(dǎo)風(fēng)向及主導(dǎo)能量方向來確定排列方向。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。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。 發(fā)電量計(jì)算見 “表 ～表 ”。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。本期工程安裝的 30 臺(tái) FL1000 機(jī)組年發(fā)電量為 萬度。考慮到運(yùn)行過程中機(jī)組檢修、葉片污損、廠用電及線損、湍流影響等因素取： 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。折合滿容量運(yùn)行小時(shí)數(shù)為 2092 小時(shí) ,容量系數(shù)為 。 1） 升壓站內(nèi)安裝 20200 千伏安主變壓器 2 臺(tái)。 3） 本期建設(shè) 10 千伏出線 6 回，最終出線 6 回。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。 66 千伏線路向西出線。一列式布置。 10 千伏線路向東出線。 4） 主控制樓布置在場(chǎng)區(qū)的南部。 10 千伏母線短路容量為 兆伏安，三相短路電流為 千安。 由于場(chǎng)址處于沿海地區(qū)，因此，屋外電氣設(shè)備外絕緣按 3 級(jí)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。 10 千伏為單母線分段接線，六回出線，設(shè)專用分段斷路器。 2) 設(shè)計(jì)方案概述 大鹿島風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，本著減少或取消運(yùn)行操作人員 、 減小建筑面積，以達(dá)到降低運(yùn)行成本 、 提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，本次設(shè)計(jì)采用綜合自動(dòng)化方案，取消常規(guī)的控制屏，所有控制 ﹑信號(hào)及測(cè)量均由監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，考慮到 監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試和故障情況，在保護(hù)柜上裝設(shè)簡(jiǎn)易跳﹑合閘按紐和紅綠燈，以完成斷路器的應(yīng)急跳合閘操作。當(dāng)線路故障時(shí)，由對(duì)側(cè)線路保護(hù)動(dòng)作切除故障。 5) 10 千伏部分 10 千伏出線及分段均采用微機(jī)型保護(hù)測(cè)控裝置， 該微機(jī)型保護(hù)測(cè)控裝置除具有保護(hù)和重合閘功能外，還具有遙測(cè)﹑遙信﹑ 遙控的功能。電度表選用全電子式多功能電度表。 直流系統(tǒng)采用成套直流高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩面柜組成，一面為饋電柜，另一面為充電柜。 2)通道組織： 方案一，接入石灰窯變電所 通道一：大鹿島風(fēng)場(chǎng) — 66 千伏石灰窯變電所上