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淺談山地風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
淺談山地風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
原創(chuàng)： 張冶
隨著近些年國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電的大力發(fā)展，越來(lái)越多的風(fēng)電場(chǎng)投入建設(shè)，導(dǎo)致風(fēng)資源以及建設(shè)條件簡(jiǎn)單的地理位置越來(lái)越少，不少開(kāi)發(fā)商已經(jīng)逐步重視起建設(shè)條件相對(duì)較較復(fù)雜的山地風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。
山地風(fēng)電場(chǎng)與以往常規(guī)的平原風(fēng)電場(chǎng)在設(shè)計(jì)當(dāng)中還是有所區(qū)別的。今天，小編就和大家談一談山地風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)的一些特點(diǎn)，主要包含道路、場(chǎng)坪、變電、線路四個(gè)部分。
一
道路部分
在山地風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，道路部分是一個(gè)非常重要的組成部分，與常規(guī)平原風(fēng)電場(chǎng)相比，由于地形地貌的復(fù)雜，道路設(shè)計(jì)更加困難。目前，還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)道路設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更多的是參考《公路工程路線設(shè)計(jì)規(guī)范》或者《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范中的道路標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)道路設(shè)計(jì)。（并非完全依照規(guī)范內(nèi)容，規(guī)范僅作為參考使用。）
1、
坡度
對(duì)于常規(guī)平原風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，道路坡度一般控制在9%-12%左右，但是到了山地風(fēng)電場(chǎng)，由于地勢(shì)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(huì)大大的增加，同時(shí)對(duì)環(huán)境的破壞也會(huì)非常明顯，在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性方面表現(xiàn)較差。因此往往在山地風(fēng)電場(chǎng)的道路設(shè)計(jì)上，采用車(chē)輛牽引的方法，道路設(shè)計(jì)坡度可能達(dá)到16%甚至18%,這樣結(jié)合地形地勢(shì)設(shè)計(jì)，一方面減少了工程量，降低了工程成本，另一方面減小了對(duì)環(huán)境的影響。并且結(jié)合常規(guī)設(shè)計(jì)比較，后者的設(shè)計(jì)無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都更具優(yōu)勢(shì)。（采用車(chē)輛牽引的話(huà)，要提前做好相關(guān)的防護(hù)措施，以免發(fā)生意外。同時(shí)在場(chǎng)坪和道路交接的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮牽引車(chē)輛的安置位置。）
2、
轉(zhuǎn)彎半徑
轉(zhuǎn)彎半徑的大小主要取決于設(shè)備的大小及運(yùn)輸方式，而在設(shè)備中最主要的影響因素就是風(fēng)機(jī)的葉片。在平原風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，地形條件簡(jiǎn)單，更多采用的是常規(guī)的平板拖車(chē)進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)輸，但這樣卻大大增加了轉(zhuǎn)彎半徑的要求。一般對(duì)于2MW的風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，若用平板拖車(chē)進(jìn)行葉片運(yùn)輸，轉(zhuǎn)彎半徑大概在60-70m.若采用可回旋的揚(yáng)舉式特種車(chē)輛進(jìn)行設(shè)備運(yùn)輸，葉片對(duì)轉(zhuǎn)彎半徑的要求將小于風(fēng)機(jī)塔筒對(duì)轉(zhuǎn)彎半徑的要求，此時(shí)，塔筒則作為轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計(jì)參考的依據(jù)。按照上述2MW的風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，塔筒一般多為三或四節(jié)，此時(shí)轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計(jì)值將控制在30-35m,相比常規(guī)運(yùn)輸方式，大大減小了工程量。因此，相比平板拖車(chē)的方式，在地形地勢(shì)條件復(fù)雜的山地風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，特種車(chē)輛運(yùn)輸?shù)姆绞礁邇?yōu)勢(shì)，也更具可行性。
二
場(chǎng)坪部分
場(chǎng)坪也就是吊裝平臺(tái)，在平原風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的不是很明顯，例如青海部分地區(qū)，一馬平川，對(duì)設(shè)備運(yùn)輸及吊裝不會(huì)產(chǎn)生影響。但是在山地風(fēng)電場(chǎng)中，由于風(fēng)機(jī)往往布置在相對(duì)位置較高的山頭，因此每臺(tái)風(fēng)機(jī)吊裝平臺(tái)可利用的面積就會(huì)大大縮小。
1、
場(chǎng)坪位置
鑒于風(fēng)機(jī)位置固定，山地風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)坪可以選擇的位置相對(duì)有限，因此需要設(shè)計(jì)人員在有限的空間內(nèi)更加合理的利用土地。例如風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)不能處于填方區(qū)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)距離懸崖一般要求大于7m,同時(shí)還要考慮進(jìn)入場(chǎng)坪的道路位置，因此在山地風(fēng)電場(chǎng)中場(chǎng)坪的設(shè)計(jì)更注重結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地形特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，此點(diǎn)相對(duì)平原風(fēng)場(chǎng)來(lái)說(shuō)更具難度。
2、
場(chǎng)坪形狀
由于山地風(fēng)電場(chǎng)地形地勢(shì)的限制，很多山地風(fēng)電場(chǎng)的場(chǎng)坪并不是如平原風(fēng)場(chǎng)一樣的矩形，而是結(jié)合場(chǎng)坪位置地形特點(diǎn)的不規(guī)則形狀，例如山西地區(qū)某風(fēng)電場(chǎng)，部分風(fēng)機(jī)場(chǎng)坪因?yàn)閳?chǎng)地受限的原因設(shè)計(jì)成三角形，同樣滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)吊裝的要求。因地制宜，適合的才是最好的。
場(chǎng)坪方面除了上述特點(diǎn)以外，還有一條和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)接地有關(guān)的特點(diǎn)。山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)接地由于受地形和電阻率等因素影響，導(dǎo)致設(shè)計(jì)及施工方面的難度有所增加。平原風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)接地設(shè)計(jì)一般采用常規(guī)設(shè)計(jì)方案，占地面積會(huì)很大。但是山地風(fēng)電場(chǎng)中，由于地形受限，按照常規(guī)接地設(shè)計(jì)，可能存在接地網(wǎng)位于場(chǎng)坪外，對(duì)施工來(lái)說(shuō)難度會(huì)增加很大。特別是在場(chǎng)坪一側(cè)為陡崖，且場(chǎng)地受限嚴(yán)重，常規(guī)的接地方案無(wú)法施工，此時(shí)建議建設(shè)單位通過(guò)專(zhuān)業(yè)的接地公司進(jìn)行接地方案的設(shè)計(jì)與施工工作。
三
變電部分
變電部分主要指升壓站。作為風(fēng)電場(chǎng)的重頭戲，升壓站一直扮演著重要的角色。平原風(fēng)場(chǎng)中，建設(shè)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(nèi)還布置有廣場(chǎng)，占地面積較大。而在山地風(fēng)電場(chǎng)中，由于地形、地勢(shì)等因素的影響，導(dǎo)致了山地風(fēng)電場(chǎng)升壓站的可利用面積十分有限，升壓站占地面積相對(duì)平原風(fēng)電場(chǎng)升壓站來(lái)說(shuō)小很多。
1、
占地面積
山地風(fēng)電場(chǎng)升壓站的占地面積由于地形受限，一般情況下都相對(duì)較小，因此很多山地風(fēng)電場(chǎng)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(huì)相對(duì)高一點(diǎn)，但是有效的減少了升壓站占地面積，對(duì)于山地風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的方式。在山地風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)中，關(guān)于電氣設(shè)備，盡量選用占地面積小的設(shè)備可以起到壓縮占地面積的作用。目前，山地風(fēng)電場(chǎng)中還有采用集成式變電站的設(shè)計(jì)方案，集成式變電站占地面積小，適用于各種地形，成本相對(duì)較低，山地風(fēng)電場(chǎng)中采用這種方案也是一個(gè)不錯(cuò)的辦法。
2、
總平布局
山地風(fēng)電場(chǎng)升壓站設(shè)計(jì)中，需要利用相對(duì)有限的位置將功能性最大化。因此，結(jié)合站址地理特點(diǎn)的布局才是最適合山地風(fēng)電場(chǎng)的。山地風(fēng)電場(chǎng)在利用面積受限的情況下，通常采用的布局并非常規(guī)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(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開(kāi)成兩個(gè)單獨(dú)小站的布局等。這些布局的特點(diǎn)都是因?yàn)樯龎赫菊局返匦蔚纫蛩厥芟�，因此采用了非常�?guī)布局以滿(mǎn)足升壓站功能性的要求。就同前文場(chǎng)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(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)的重要組成部分之一，山地風(fēng)電場(chǎng)由于地形地勢(shì)復(fù)雜，可利用的地方少，高低落差大，山地風(fēng)電場(chǎng)集電線路的設(shè)計(jì)相對(duì)平原風(fēng)電場(chǎng)更加困難。
1、
桿塔設(shè)計(jì)
平原風(fēng)電場(chǎng)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(fēng)電場(chǎng)中，由于山地的地形地勢(shì)特點(diǎn)，常常導(dǎo)致線路有較大的高差，這時(shí)，在設(shè)計(jì)中考慮水平拉力的同時(shí)需要著重考慮縱向拉力，以免在高差較大的地區(qū)出現(xiàn)桿塔由于縱向拉力被"拔"出地面。
2、
遠(yuǎn)距離跨越
在平原中，遠(yuǎn)距離跨越一般很少出現(xiàn)，原因是弧垂不滿(mǎn)足要求。而在山地風(fēng)電場(chǎng)中，由于風(fēng)機(jī)位于一個(gè)個(gè)山頭，距離也相對(duì)較遠(yuǎn)，若果采用常規(guī)的桿塔，在遠(yuǎn)距離跨越的時(shí)候"繞路",會(huì)造成很大的浪費(fèi)，這時(shí)就體現(xiàn)了遠(yuǎn)距離跨越在山地風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)了。利用山峰之前的峽谷的空隙，可采用遠(yuǎn)距離跨越來(lái)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(mǎn)足導(dǎo)線在遠(yuǎn)距離跨越時(shí)弧垂的要求。相比"繞路"方案，工程量會(huì)大大減少。
關(guān)于山地風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，今天就暫時(shí)先談到這。文中的觀點(diǎn)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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