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淺談山地風電場的設計特點

時間：2022-08-21 02:53:00 石油能源論文我要投稿

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淺談山地風電場的設計特點

　　淺談山地風電場的設計特點

　　原創：張冶

　　隨著近些年國內風力發電的大力發展，越來越多的風電場投入建設，導致風資源以及建設條件簡單的地理位置越來越少，不少開發商已經逐步重視起建設條件相對較較復雜的山地風電場的開發。

　　山地風電場與以往常規的平原風電場在設計當中還是有所區別的。今天，小編就和大家談一談山地風電場設計的一些特點，主要包含道路、場坪、變電、線路四個部分。

　　一

　　道路部分

　　在山地風電場的設計中，道路部分是一個非常重要的組成部分，與常規平原風電場相比，由于地形地貌的復雜，道路設計更加困難。目前，還沒有專門針對風電場道路設計的相關規范和標準，更多的是參考《公路工程路線設計規范》或者《廠礦道路設計規范》等相關規范中的道路標準來進行風電場道路設計。（并非完全依照規范內容，規范僅作為參考使用。）

　　1、

　　坡度

　　對于常規平原風電場來說，道路坡度一般控制在9%-12%左右，但是到了山地風電場，由于地勢地形的原因，山地起伏很大，若要保持坡度在9%-12%之間，工程量會大大的增加，同時對環境的破壞也會非常明顯，在環保和經濟性方面表現較差。因此往往在山地風電場的道路設計上，采用車輛牽引的方法，道路設計坡度可能達到16%甚至18%,這樣結合地形地勢設計，一方面減少了工程量，降低了工程成本，另一方面減小了對環境的影響。并且結合常規設計比較，后者的設計無論在技術方面還是經濟方面都更具優勢。（采用車輛牽引的話，要提前做好相關的防護措施，以免發生意外。同時在場坪和道路交接的地方，設計時要考慮牽引車輛的安置位置。）

　　2、

　　轉彎半徑

　　轉彎半徑的大小主要取決于設備的大小及運輸方式，而在設備中最主要的影響因素就是風機的葉片。在平原風電場的設計中，地形條件簡單，更多采用的是常規的平板拖車進行設備的運輸，但這樣卻大大增加了轉彎半徑的要求。一般對于2MW的風機來說，若用平板拖車進行葉片運輸，轉彎半徑大概在60-70m.若采用可回旋的揚舉式特種車輛進行設備運輸，葉片對轉彎半徑的要求將小于風機塔筒對轉彎半徑的要求，此時，塔筒則作為轉彎半徑設計參考的依據。按照上述2MW的風機來說，塔筒一般多為三或四節，此時轉彎半徑設計值將控制在30-35m,相比常規運輸方式，大大減小了工程量。因此，相比平板拖車的方式，在地形地勢條件復雜的山地風電場的設計中，特種車輛運輸的方式更具優勢，也更具可行性。

　　二

　　場坪部分

　　場坪也就是吊裝平臺，在平原風電場設計中體現的不是很明顯，例如青海部分地區，一馬平川，對設備運輸及吊裝不會產生影響。但是在山地風電場中，由于風機往往布置在相對位置較高的山頭，因此每臺風機吊裝平臺可利用的面積就會大大縮小。

　　1、

　　場坪位置

　　鑒于風機位置固定，山地風電場場坪可以選擇的位置相對有限，因此需要設計人員在有限的空間內更加合理的利用土地。例如風機基礎不能處于填方區，風機基礎距離懸崖一般要求大于7m,同時還要考慮進入場坪的道路位置，因此在山地風電場中場坪的設計更注重結合現場的地形特征進行設計，此點相對平原風場來說更具難度。

　　2、

　　場坪形狀

　　由于山地風電場地形地勢的限制，很多山地風電場的場坪并不是如平原風場一樣的矩形，而是結合場坪位置地形特點的不規則形狀，例如山西地區某風電場，部分風機場坪因為場地受限的原因設計成三角形，同樣滿足風機吊裝的要求。因地制宜，適合的才是最好的。

　　場坪方面除了上述特點以外，還有一條和風機基礎接地有關的特點。山地風電場風機基礎接地由于受地形和電阻率等因素影響，導致設計及施工方面的難度有所增加。平原風電場風機基礎接地設計一般采用常規設計方案，占地面積會很大。但是山地風電場中，由于地形受限，按照常規接地設計，可能存在接地網位于場坪外，對施工來說難度會增加很大。特別是在場坪一側為陡崖，且場地受限嚴重，常規的接地方案無法施工，此時建議建設單位通過專業的接地公司進行接地方案的設計與施工工作。

　　三

　　變電部分

　　變電部分主要指升壓站。作為風電場的重頭戲，升壓站一直扮演著重要的角色。平原風場中，建設單位一般在升壓站的布置上要求寬敞、整潔、大方。升壓站和建筑物方向盡量保證正南正北，站內還布置有廣場，占地面積較大。而在山地風電場中，由于地形、地勢等因素的影響，導致了山地風電場升壓站的可利用面積十分有限，升壓站占地面積相對平原風電場升壓站來說小很多。

　　1、

　　占地面積

　　山地風電場升壓站的占地面積由于地形受限，一般情況下都相對較小，因此很多山地風電場升壓站在高壓配電裝置上采用了GIS方案，雖然GIS方案投資會相對高一點，但是有效的減少了升壓站占地面積，對于山地風電場來說是一個不錯的方式。在山地風電場設計中，關于電氣設備，盡量選用占地面積小的設備可以起到壓縮占地面積的作用。目前，山地風電場中還有采用集成式變電站的設計方案，集成式變電站占地面積小，適用于各種地形，成本相對較低，山地風電場中采用這種方案也是一個不錯的辦法。

　　2、

　　總平布局

　　山地風電場升壓站設計中，需要利用相對有限的位置將功能性最大化。因此，結合站址地理特點的布局才是最適合山地風電場的。山地風電場在利用面積受限的情況下，通常采用的布局并非常規的矩形布局，而是"L型"布局，"T型"布局，"階梯式"布局，或是將生產區和生活區分開成兩個單獨小站的布局等。這些布局的特點都是因為升壓站站址地形等因素受限，因此采用了非常規布局以滿足升壓站功能性的要求。就同前文場坪部分講到的，適合的才是最好的。

　　四

　　線路部分

　　集電線路是風電場設計的重要組成部分之一，山地風電場由于地形地勢復雜，可利用的地方少，高低落差大，山地風電場集電線路的設計相對平原風電場更加困難。

　　1、

　　桿塔設計

　　平原風電場中，由于地形平坦，在桿塔的選擇中更多的考慮的桿塔的水平拉力。而在山地風電場中，由于山地的地形地勢特點，常常導致線路有較大的高差，這時，在設計中考慮水平拉力的同時需要著重考慮縱向拉力，以免在高差較大的地區出現桿塔由于縱向拉力被"拔"出地面。

　　2、

　　遠距離跨越

　　在平原中，遠距離跨越一般很少出現，原因是弧垂不滿足要求。而在山地風電場中，由于風機位于一個個山頭，距離也相對較遠，若果采用常規的桿塔，在遠距離跨越的時候"繞路",會造成很大的浪費，這時就體現了遠距離跨越在山地風電場設計中的優勢了。利用山峰之前的峽谷的空隙，可采用遠距離跨越來完成線路的連接，由于山谷與山峰間的高差非常大，因此可以滿足導線在遠距離跨越時弧垂的要求。相比"繞路"方案，工程量會大大減少。

　　關于山地風電場的設計特點，今天就暫時先談到這。文中的觀點也僅僅是小編的一些感受，跟大家一起分享，也歡迎大家留言一起討論。

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