电浅谈风电项目优化设计、降本增效的若干措施

电浅谈风电项目优化设计、降本增效的若干措施

任震峰

任震峰

（大唐新能源陕西公司陕西西安710001）

1、引言

当前，风电项目在我国蓬勃发展，风电项目的经济效益直接影响着国家经济的健康持续发展。要建成一座建设成本低，经营效益高的风电项目，就必须做好设计优化工作。优化设计、降本增效是一项复杂的系统工程，直接或间接地影响到设计、采购、建筑安装、生产运营等方面。为能高效实现设计优化目标，形成统一的优化设计体系，推动优化设计全面化、标准化、程序化，实现项目全寿命周期效益最大化，本文主要对风电项目优化设计、降本增效的若干举措进行简要分析，以供相关从业人员参考。

2、优化设计、降本增效措施

优化设计应遵循技术先进、经济合理、安全可靠、节约资源、保护环境，全寿命周期效益最大化的基本原则；优化设计应结合工程建设实际，明确优化设计目标和切实可行的实施细则，主要技术经济指标争取达到国内先进水平。重点保证设备选型、系统布置的先进性，突出厂用电率、风功率曲线考核值等影响项目效益的技术经济指标。积极采用成熟的新技术、新设备、新材料、新工艺，结合项目具体情况努力创新，积极探索风电工程中大功率风机、长桨叶风机、智能化风机控制策略、非晶合金变压器、铝合金电力电缆等方面的适用性，真正做到科学降低工程造价，提升综合效益。

2.1前期阶段

项目在获得测风许可后，应设立测风塔。定期现场采集数据并记录现场情况，及时对收集的数据进行分析，发现数据缺漏和失真时应立即进行设备检修或更换。测量数据作为原始资料正本保存。在测风时间满一年后，或采用插补延长的方法获得一个完整年度周期的测风数据之后，组织进行风电场风能资源评估，科学评价该风电场的风资源开发条件。

可行性研究编制单位应该根据风电机组的发电效益、技术成熟度及价格，并结合风电场的风资源情况、风电机组的安装、运输条件，确定单机容量范围，拟定若干不同的单机容量方案。然后，根据选定的单机容量范围选择若干机型，比较特性参数、结构特点、塔架型式、功率曲线和控制方式等，根据充分利用风电场土地和减小风电机组间相互影响的原则，对各机型方案进行不断优化，计算标准状态下的理论年发电量，初步估算风电机组及其有关配套费用。通过技术经济比较初步选定推荐机型。

2.2设计阶段

风电项目开工前，应及时编制优化设计报告。优化设计的主要内容包括：设计原则、主设备选型论证、风机微观选址、电气系统、集电线路、场内道路、土建工程、五新技术应用、施工组织设计、工程征占地、工程造价估算等。风机设备招标前必须完成主设备选型论证，优化设计报告编制及审查、备案工作必须在项目开工报告审查前完成，没有完成设计优化审查工作的风电项目不得开展主要设备和工程招标。

设备选型设计优化，对于风电机组，需结合风能资源、地形地貌、风机载荷强度、交通运输和安装条件等情况，对主流机型从不同单机容量、不同轮毂高度、不同叶片长度等方面进行上网电量比较和技术经济比选，要全面分析同一风资源状况下不同风机厂家各种机型的风能捕获率，选择单位电能静态投资最低、技术经济性最佳的机型，并优先选用国产机组。机组箱式变压器除沿海、防火等有特殊要求的地区可采用干式变外，一般选择油变。除开关柜关键元件可采用合资品牌外，其他元件均应采用国产。无功补偿设备应选择动态调节响应时间不大于30毫秒、动态部分能够自动调节、电抗器和电容器支路在紧急情况下能快速正确投切的设备。

风机机位设计优化，应优先选择风能资源优良、便于运输、吊装的地点。在风资源可成片利用的区域，可以重点考虑行列矩阵式机组排布方案，行应垂直主风能方向，机组间距参考值为不小于3D，行间距参考值为不小于5D；在风机主要依据地形单排布置时，与主风向垂直方向机组间距参考值为不小于2D，平行与主风向方向机组间距参考值为不小于4D。风机尾流一般应不大于5%。

集电线路设计优化，风电场场内一般应采用35kV架空线路。设计单位在招标图纸出版前，必须到现场进行实地踏勘，选择最佳路径，同时每基杆或铁塔尽量布置在机组箱式变压器附近，在满足条件情况下，尽量少用或不用铁塔。在防护林、景观区、气候条件等有特殊要求时，可考虑采用埋地电缆型式，并应进行现场实际测量，充分利用风场道路，减少征地。

道路方案设计优化，尽可能利用原有道路，减少路径长度，控制道路等级和标准。一般应按四级公路标准设计，并根据风机设备运输要求和吊装机械型式，优化道路路面宽度、最大坡度、转弯半径等。场区永久巡视道路一般应结合施工期大件设备临时运输道路要求，按照永临结合原则设计，泥结碎石道路面层待大型起重运输设备撤离现场后再行施工。

升压站设计优化，在满足技术规范要求和布置条件情况下，应尽量采用敞开式，整体布局应紧凑有序，高压配电间尽量靠近控制室，减少电缆及沟道长度。严格控制现场中控室、仓库、办公及生活建筑面积和装饰标准。

风机基础设计优化，需经过技术经济论证比选，在保证安全的情况下，合理优化钢筋和混凝土用量。一般使用普通基础，必要时通过换填等方式增加基底承载力；软基需增加基础底面积时，一般使用梁板式基础；地基承载力不够需做处理且深度超过4米时，一般使用钻孔灌注桩，湿陷性黄土地区宜采用P&amp；H无张力灌注桩基础。

2.3施工阶段

开工条件审查管理。风电项目开工前，应审查项目工程管理机构、制度建设、工程策划、初步设计审查、主设备和主体施工招标、质量监督手续、工程征地、电网送出、施工图交付计划、工程资金的落实情况，以保证工程开工后能够平稳、顺利地进行基建施工。

编制里程碑进度计划和各级施工进度网络计划，以便指导设备到货、工程招标等工作，编制时要充分考虑送出工程、当地气候、运输条件等影响工期的综合因素。要考虑雨季、大雾等因素对工期的影响；北方风电项目要避免在寒冷大风季节安排土建和吊装工作。要保证进度计划的贯彻实施和刚性考核，定期盘点工期计划的执行情况，及时纠偏。

风电设备必须由第三方进行监造和监检，塔筒设备不得由风机制造厂家进行监造和监检。施工监理应对风机基础浇筑进行全过程旁站监督，确保风机基础施工工艺符合规范要求。风机基础必须连续浇筑，以避免出现施工缝；风机基础的养护应严格按照规范执行，并做好养护记录。对于直埋螺栓型风机基础，地锚笼施工时，所有预埋螺栓紧固力矩应该100%检验并且所有预埋螺栓必须进行防腐处理。风机基础回填必须严格按照设计手册的相关要求执行。风机基础浇筑后应保养28天，当基础混凝土强度不低于设计强度的75％时方准进行设备安装作业。风机接地电阻值不能达到设计值时不允许进行风机安装作业。风机的所有螺栓应严格按照风机制造厂提供的安装手册进行紧固，螺栓的紧固顺序与紧固力矩应严格遵照安装手册执行。风机吊装完毕后，叶片应调整到顺桨方向。

风电工程应加强全过程造价管理。落实工程造价目标管理、分类对标、过程控制、全员参与的总体思路，严格过程管控措施，始终坚持设计概算控制在核准投资之内、执行概算控制在设计概算之内、总结算控制在执行概算之内作为控制造价的目标。严格按照管理权限范围和审批程序使用预备费，未经审批的费用不得纳入工程总结算。

2.4工程总结阶段

风电场全部机组投产发电后，应及时组织设计、施工、调试、监理等单位编制工程总结报告，对设计、采购、施工、安装、调试、移交、达标投产、创优等方面提高效率的措施进行全面总结。分析得失、经验和教训，对亮点和优秀成果及时总结归纳，完善标准或制度；对教训或不足，提出改进措施和建议，供以后工程借鉴参考，促进管理水平的不断提高。

3、结语

综上所述，优化设计、降本增效已被行业各参建方高度重视，部分举措已被列入国家及企事业单位日常管理规程，优化设计在风电项目的建设发展中发挥着重要作用，能够有效引导风电资源的合理高效开发利用。风力发电是目前国家重点开发的可再生清洁能源，优化设计、降本增效措施仍需不断探索研究。