大鹿岛风力发电场新建工程可行性研究报告.docx
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大鹿岛风力发电场新建工程可行性研究报告
大鹿岛风力发电场新建工程
可行性研究报告
（修改稿）
大鹿岛风力发电场新建工程
可行性研究报告
（修改稿）
总工程师：
项目经理：
目录
1总的部分
2场址选择
3风能资源分析
4工程地质
5风力发电机组选型和布置
6电气部分
7土建部分
8环境影响评价
9施工组织设计
10工程投资估算
11经济效益分析
12附件
附件1招标基本情况表
附件2主要进口部件清单
附件3丹东中德风能发展有限公司基本概况
13附图：
1总的部分
1.1发展风力发电的可行性与必要性
辽宁省是我国的重工业基地，也是能源消耗大省，长期以来，由于能源短缺制约了工农业的发展。
东北电网是以火力发电为主电源的电网。
大量的火力发电不仅受到燃料短缺的制约，而且也受运输条件的限制。
从长远战略出发，开发利用风能资源，作为常规能源的补充能源是十分必要的。
风能是一种洁净的可再生的一次能源。
风力发电是一种不消耗矿物质能源、不污染环境、建设周期短、建设规模灵活。
具有良好的社会效益和经济效益的新能源项目。
随着人们对环境保护意识的增强，以及国家有关部门对风力发电工程项目在政策方面的扶持，风力发电在我国得到了迅猛发展。
而东港地区是我省风能资源最为丰富的地区之一，风速大，风向稳定。
适合于大规模开发、安装风力发电机组。
风力发电在该地区具有较好的发展前景。
该地区风能资源丰富，且风能大多集中在春冬两季，此时也恰为年用电高峰期，因此，风力发电可以与火电、水电互补起到年调峰的作用。
辽宁省内有多个以机械加工、制造为主的城市，具有很强的机械加工、制造、和消化吸收能力，在建设大鹿岛风力发电场的同时，可以充分发挥技术密集，制造技术先进，消化吸收能力强等优势，在购买国外风机设备的同时，引进国外风机制造生产厂家的制造技术，采取合资、独资等不同方式消化吸收风机的生产制造技术，逐步形成组装和制造风力发电设备制造产业。
这样，不仅能够降低大鹿岛风力发电场的工程建设成本，而且对调整企业的产业结构，搞好国有大中型企业，带动地区经济发展都具有十分重要意义，因此，建设大鹿岛风力发电场不仅具有较好经济效益，同时也具有显著的社会效益。
1.2项目背景
近几年来，随着风力发电工程项目的建设和发展，以及国家计委、国家经贸委采取的一些优惠政策，极大的促进了风力发电机组的国产化工作的步伐，目前已有新疆风能公司、中国第一拖拉机工程机械公司、西安维德风电设备有限公司、沈阳电机厂等几家公司与国外公司，合作、合资生产600千瓦级的风力发电机组。
同时，随着大型风力发电机组制造技术的日渐成熟，兆瓦级风力发电机在国际风机市场上也已经由试验阶段逐步走向商品化，并已有成功的运行经验。
根据大鹿岛风力发电场场址处的地形特点及布机方案，本期工程拟安装1000千瓦级的风力发电机组30台。
由于目前国内的几家风机制造厂还不能生产1000千瓦级的风力发电机组，因此，有必要引进国外1000千瓦风力发电机组及其制造技术。
为降低工程造价、减少运行成本、提高风电场的经济效益，业主单位已与德国Fuhrlaender公司达成初步意向，拟在丹东组建一个中外合资企业，采用进口部分关键部件，国内组装的方式，合作生产FL1000型风力发电机组。
并安装在大鹿岛风力发电场内。
资金筹措：
本期工程除由丹东中德风力发电有限公司自筹资金10000万元外，其余部分资金采用国内或国外融资。
1.3工程概况
1.3.1设计依据
我院与丹东中德风力发电有限公司签定的“大鹿岛风力发电场新建工程可行性研究合同”。
1.3.2工程编号：
21-DY0224K2
1.3.3建设单位概况：
建设单位名称：
丹东中德风能发展有限公司
企业性质：
中外合资股份制公司
法人代表：
李凯波
注册资本金：
由300万元增资至10000万元。
融资方：
中方：
丹东重安电气设备有限公司，融资方式：
现金、实物或土地使用权；所占股份：
51%。
外方：
德国Fuhrlaender公司，融资方式：
现金或设备；所占股份：
49%。
企业基本情况详见附件3“丹东中德风能发展有限公司基本概况”。
1.3.4建设规模：
本期工程装机30000千瓦，即为最终规模。
1.3.5主要技术经济指标
1）、年上网电量：
6275.5万千瓦时
2）、发电成本：
0.493元/千瓦时
3）、总投资：
29891万元
4）、单位造价：
9964元/千瓦
1.4主要设计原则
大鹿岛风力发电场位于东港市孤山镇大鹿岛村，是处于黄海中的一个海岛。
地处东经123°43′，北纬39°45′，该风电场是辽宁省电力公司规划的风电场预选场址之一，场址处为丘陵地带，平均海拔高度为50-200米。
根据风电场的建设需要，辽宁省电力有限公司委托沈阳区域气象研究所从2001年11月18日至2002年12月6日，在大鹿岛风电场场址处进行了风资源的连续测量工作。
根据实际测风结果可知，大鹿岛风电场10米高度处年平均风速为5.8米/秒。
且季风特性明显；其冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，年有效风能密度为294瓦/平方米。
风能分布：
北风及偏北风能量总和占总能量的60%以上，风能资源丰富。
场址处具备大件设备的安装条件，进口设备运达大东港后，可通过船运将设备运抵现场。
大鹿岛风电场场址位于大鹿岛上，当地自然风景秀丽，职工生活方便。
现有岛内公路已修建至场址附近，交通运输十分便利。
按照大鹿岛风力发电场最终装机规划，该风电场总装机容量为3万千瓦。
经技术经济比较，该风电场需通过66千伏系统向地区电网供电。
本期工程拟建一条66千伏线路，并通过66千伏石灰窑变电所联网。
因此，大鹿岛风电场具备建设大型风电场的外部条件和资源条件。
大鹿岛风力发电场的建设得到了辽宁省政府和辽宁省电力有限公司的支持，为加快工程建设步伐，现已成立了“东港大鹿岛风力发电场”，并负责该风电场的建设和管理工作。
本期工程计划安装单机容量为1000千瓦的风力发电机组30台。
总装机容量为30000千瓦。
风力发电机安装位置详见“大鹿岛风电场装机规划图”。
附表：
风力发电工程特性表
风力发电工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
一、风力发电场场址
名称：
大鹿岛风力发电场新建工程
海拔高度：
米
50—205
经度
123°43′
纬度
39°45′
二、风资源
1、年平均风速
米/秒
5.8
2、风能密度（10米高度）
瓦/平方米
294
3、盛行风向
N
4、盛行风比率
30%
三、主要设备
1、风力发电机组
台数
台
30
型号
FL1000
额定功率
千瓦
1000/200
叶片数量
个
3
风轮直径
米
54
扫风面积
平方米
2290
风轮转数
转/分钟
22/15
切入风速
米
3
切除风速
米
20
额定风速
米
13
轮毂高度
米
60
发电机额定容量
千瓦
1000/200
额定电压
伏
690
额定电流
安培
836/167
额定频率
赫兹
50
极数
4/6
额定功率因数
0.99
2、组合供电设备
FXB1-10/1000
台
30
3、输电线路
电压
千伏
66
回路数
回
1
输电目的地
66千伏石灰窑变电所
线路长度
公里
18.5
4、配套输变电工程
主变压器
台
2
型号
SFZ9-20000/66
高压开关柜
台
13
型号
KYNZ-12
四、土建工程
1、主控制楼
型式
砖混结构
地基特征
条形基础
面积/层数
平方米/层
310/1
2、10千伏配电装置室
型式
砖混结构
地基特征
条形基础
面积/层数
平方米/层
122/1
3、监控及培训中心
型式
砖混结构
地基特征
条形基础
面积/层数
平方米/层
1000/3
2、风力发电机基础
数量
个
30
型式
钢筋混凝土
体积
立方米
190
3、工程永久占地
升压站
亩
4.5
风力发电机组
亩
30
组合供电设备
亩
1.8
道路
亩
108
五、施工
1、主体工程数量
明挖土方
立方米
21000
填筑土方
立方米
15300
混凝土及钢筋混凝土
立方米
6150
2、主要建筑材料
木材
立方米
868
水泥
立方米
1907
钢材
立方米
750
3、新建公路
砂石路
公里
8.5
4、施工期限
总工期
月
10
安装调试
月
4
六、经济指标
1、静态总投资（编制年）
万元
27010
2、总投资
万元
29891
设备购置费
万元
18086
土建工程费用
万元
735
安装工程费用
万元
651
其它费用
万元
3379
建设期贷款利息
万元
556
生产流动资金
万元
36
接入系统及联网部分
万元
6448
3、综合经济指标
风电场单位千瓦投资
元/千瓦
9964
单位电度投资
元/千瓦时
0.25
发电成本
元/千瓦时
0.493
上网电价（不含税）还贷期
元/千瓦时
0.76
还贷后
元/千瓦时
0.76
财务内部收益率（全部投资）
%
8.75
总投资利润率
%
5.47
总投资利税率
%
6.83
投资回收期
年
9.44
2场址选择
大鹿岛风力发电场位于辽宁省东港市大鹿岛上。
地处东经123°43′，北纬39°45′。
预选场址在大鹿岛上，大鹿岛村隶属于东港市孤山镇，场址处距孤山镇约7.5公里，距东港市约60公里。
为一四面邻海的海岛。
大鹿岛东西长4.4公里，南北宽1.5公里，占地面积约6平方公里。
年风能储量为14.5亿度，海拔高度在50-200米。
地形特点为高差较大的丘陵，在岛内山梁上建有公路，根据岛上地形特点，在相对平缓的地带，可安装大型风力发电机组。
由于大鹿岛海拔高度明显高于周围地区，四面来风在这里均受到抬升加速作用，故其风速比周围地区偏大。
场址处为温带湿润地区，受黄海的影响，具有明显的海洋性气候的特点。
这里常年多风，冬季盛行北风和偏北风，夏季盛行南风和偏南风，是明显的季风气候区。
场址处，实测10米高度处的年平均风速为5.8米/秒，40米高度处的年平均风速达6.6米/秒，是我省风能资源较为丰富的场址之一。
该场址的丘陵顶部适宜安装风力发电机的地点都是山丘荒地，因此风电场的建设除部分道路外，基本不占用农田。
大鹿岛风电场的地质条件较好，其丘陵表层大多为裸露的风化岩石，有利于风电机基础的浇筑。
大鹿岛处建有码头，可通过船运与对岸连接，大件设备运输可通过大东港货物码头将设备运至岛上，可满足设备安装、运输的要求。
现有10千伏线路在场址处经过，施工所需的道路、电源、水源等施工条件具备。
大鹿岛风场场址的确定，除了其具有丰富的风能资源及良好的地形基本条件外，还综合考虑了风电场接入系统的电网条件，道路运输、施工条件及职工生活条件等综合因素。
按照风电场规划，本风场最终装机容量为3万千瓦。
经技术经济比较需通过66千伏系统向地区电网供电，为此，在风电场内建设一座66千伏升压站，本期工程安装20000千伏安主变压器2台。
修建一条66千伏线路至66千伏石灰窑变电所，通过66千伏线路联网。
综上所述大鹿岛风电场具备建设大型风电场的条件，经现场踏勘，本期工程安装的30台FL1000型风力发电机组分布于规划场区内。
风力发电机组安装位置详见“大鹿岛风电场装机规划图”。
3风能资源分析
东港市大鹿岛风电场位于东港市大孤山镇大鹿岛村，其地理座标为东经123°44′，北纬39°47′。
大鹿岛为黄海中的一个岛屿，北距大陆约7.5公里，其东西长约4.4公里，南北宽约1.5公里，于2001年11月18日开始在大鹿岛风电场进行风能资源实测工作，至2002年12月6日，已完成一年多时间的测风工作。
3.1测风的仪器、内容
本次测风的风向风速感应仪为上海气象仪器厂生产的ET型风向风速仪。
记录部分为山东恒生电器有限公司生产的ZFJ型风力记录仪。
感应器和记录仪之间由12蕊电缆连接。
记录仪与微机连接后利用专用软件可直接读取测风数据。
测风内容为一年365日逐时的风向、风速。
风向为16个方位；风速精确到0.1米/秒。
每20天左右从记录仪中读取一次测风记录。
风电场测风点选择在该岛上的一个75米高移动通信塔上，塔的位置在岛的中部，海拔高度在170米左右。
该地点的风基本上不受地形影响，具有较好的代表性。
考虑塔上的具体情况，在通信塔的40米、10米二个高度分别装测风仪测风。
二个高度测风可以了解风能随高度的变化情况。
测风期间记录完整，为使报告具有代表性，本报告选择2001.12.1-2002.11.30完整一年时间的测风数据进行统计和计算分析。
3.2大鹿岛风电场的风能资源
3.2.1各月及年平均风速
统计得到两个高度的各月及年平均风速如表3.1。
图3.1为对应两个高度的风速分布直方图。
表3.1大鹿岛风电场各月及年平均风速（米/秒）
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
年
塔高40米
6.8
7.7
5.9
7.2
7.6
5.8
5.5
5.4
5.0
5.9
8.1
7.9
6.6
塔高10米
6.7
7.3
5.4
6.2
6.5
5.0
4.8
4.6
4.5
5.0
7.0
6.3
5.8
其中塔高40米和10米处其月平均风速大小特性可分为两个时段。
10月至第二年4月风速偏大（其中2月风速偏小除外），5-9月风速偏小，在季节性交换的3-4月、10-11月风速明显偏大，在40米高度处最大月份为10月，平均风速达8.1米/秒；在10米高度处最大月份为1月，平均风速达7.3米/秒。
最小月份两个高度均在8月，40米高度处月平均风速为5.0米/秒，10米高度处为4.5米/秒。
3.2.2风速频率分布
统计得到两个高度各等级风速频率分布如表3.2。
图3.2为对应两个高度的风速频率分布直方图。
表3.2大鹿岛风电场两个高度风速频率（%）
风速（m/s）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
》16
塔高40米
0.3
2.3
5.9
9.7
11.6
11.8
11.1
11.0
9.1
8.0
7.2
4.1
2.7
1.8
1.0
0.9
0.5
0.8
塔高10米
0.9
3.5
8.8
12.2
13.1
12.3
11.4
10.6
8.4
6.9
4.6
2.5
1.8
1.2
0.7
0.4
0.3
0.3
在塔高40米处，5米/秒风速出现频率最大，占11.8%，其中4-7米/秒风速频率出现均占11.0%以上。
8米/秒及以上风速出现3077小时，10米/秒及以上风速出现1677小时。
塔高10米处，4米/秒风速出现频率最大，占13.1%，3-7米/秒风速出现频率均占10.0%以上。
8米/秒及以上风速出现2388小时，10米/秒及以上风速出现1046小时。
3.2.3风向频率分布
统计得到两个高度的风向频率分布如表3.3。
图2.3是对应的风向频率分布图。
表3.3大鹿岛风电场两个高度风向频率（%）
风向
N
NHE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
C
塔高40米
31.0
6.3
4.4
2.4
3.6
2.5
4.1
3.6
8.7
6.8
5.6
2.4
2.5
1.7
4.4
9.8
0.3
塔高10米
30.9
6.3
4.3
2.3
3.6
2.5
4.0
3.6
8.6
6.8
5.5
2.3
2.5
1.7
4.4
9.8
0.9
从表3.3可以看出，两个高度的风向频率基本一致，以N风为主导风向，出现频率为31.0%左右。
次多风向为NNW风，出现频率在9.8%，再次为S风，出现频率在8.6-8.7%之间，NNE风和SSW风出现频率都在6.0%以上。
两个高度均以ENE、ESE、WSW、W、WNW风出现频率偏小，在3.0%以下，冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，呈现明显季风气候特点。
3.2.4风速的日变化
表3.4是统计得到的两个高度风速的日变化情况。
表3.4大鹿岛风电场两个高度逐时平均风速（米/秒）
21
22
23
24
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
塔高
40米
6.9
6.6
6.6
6.6
6.4
6.4
6.4
6.6
6.7
6.7
6.7
6.6
6.4
6.1
6.1
6.1
6.2
6.4
6.6
6.9
7.0
7.1
7.0
6.8
塔高
10米
5.9
5.8
5.8
5.8
5.7
5.8
5.8
5.9
6.0
6.0
5.8
5.7
5.6
5.4
5.3
5.5
5.7
5.8
5.8
5.9
6.0
6.0
5.9
5.8
从表3.4可以看出，两个高度均以16-21时和04-06时风速偏大，17-19时最大。
40米高度处10-13时风速最小，10米高度处09-12时风速最小，呈现傍晚与清晨风速大，中午前后风速小的特点。
3.2.5风速随高度的变化
根据近地面层风速随高度变化的指数规律，由测风资料计算得到大鹿岛风电场风速随高度变化的指数n=0.093。
塔高40米处的年平均风速是塔高10米处的1.14倍。
大鹿岛风电场风速随高度增加的幅度小于省内大陆其它各地风电场，这是因为海岛周围是海面造成的结果。
3.2.6风功率密度、有效风力小时数
计算得到大鹿岛风电场两个高度的年平均风功率密度、4-24米/秒有效风力小时数，有效风功率密度和年有效风能在表3.5中给出。
表3.5大鹿岛风电场两个高度风能资源参数
年平均风功率
密度（瓦/米2）
年有效风功率
密度（瓦/米2）
年有效风力
小时数
年有效风能
（千瓦时/米2）
塔高40米
311
372
7167
2669
塔高10米
222
294
6541
1928
3.2.7各风向风能分布
计算得到大鹿岛风电场两个高度的各风向风能分布如表3.6。
图2.5是两个高度各风向能量分布百分比频率图。
从图、表可以看出，两高度均以N风的能量所占比例最大，达37-39%左右。
次多能量风向为NNW风。
占18-21%左右。
再次为S风、NW风、SSE风、SSW风，各点5-6%。
6个偏多能量风向的之和占总能量的80%左右。
两处其余风向能量均较小。
表3.6大鹿岛风电场两个高度各风向能分布（%）
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
塔高
40米
37
3
2
1
2
2
5
5
5
4
5
2
2
1
6
18
塔高
10米
39
4
1
0
1
1
4
5
6
5
3
1
1
1
5
21
3.3测风背景分析与资源评价
东港市气象站具有自60年开始的长期测风资料，表3.7是东港站多年平均各月及年平均风速值。
表3.7东港市气象站各月及年平均风速（米/秒）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
60-90年31年
3.1
3.3
3.4
3.6
3.4
2.9
2.8
2.5
2.5
2.9
3.2
3.0
3.1
东港地区多年平均风速为3.1米/秒。
3-5月风速最大，1-5月各月平均风速大于年平均风速，其它月份小于年平均风速。
7-9月风速最小。
表3.8列出了东港市气象站1991-2001年的历年年平均风速。
可以看出，近11年中91-95年风速较大，92年风速最大；96-01年风速较小，98-99年风速最小。
表3.8东港市气象站历年平均风速（米/秒）
年份
91
92
93
94
95
96
97
98
99
00
01
风速
3.0
3.5
3.3
3.3
3.1
2.8
2.9
2.5
2.5
2.7
2.6
表3.9东港市气象站2001.12-2002.11各月平均风速（米/秒）
年份
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
年
风速
2.4
2.9
2.2
2.9
3.5
2.6
2.7
2.6
2.3
2.3
3.0
2.8
2.7
表3.9是测风期间东港市气象站各月及年平均风速.从中可以看出，测风期间其年平均风速为2.7米/秒，明显小于多年平均风速。
为近11年来偏小风速年。
这就表明，大鹿岛风电场测风期间是在年平均风速明显小于多年平均风速的气候背景下进行的。
通过对大鹿岛风电场一年时间风能资源测试数据的计算分析可以看出，其10米高度处的年平均风速在5.8米/秒左右，40米高度处年平均风速达6.6米/秒。
塔高10米处4-24米/秒年有效风力时数达6500小时以上，年平均风功率密度在222瓦/米2以上，N风为该地的主导风向，S风为次多风向，N风为能量最多风向，有利于风电机布置。
其风能资源条件有较大开发潜力，适宜建设大型风电场。
附：
东港市大鹿岛风电场2001.12-2002.11年度测风数据。
3．3相关气候条件
大鹿岛风电场没有长期气象观测点，现将其附近的东港气象站
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