高煜坤 李楊 王輝

（安徽長之源環(huán)境工程有限公司 安徽合肥 230061）

1 概述

風(fēng)能作為一種可再生、無污染等能源，是新能源中具有極大發(fā)展?jié)摿Φ囊粋€領(lǐng)域，正日益受到各國政府的重視，在世界范圍內(nèi)都得到廣泛的開發(fā)和應(yīng)用，也是我國鼓勵和支持開發(fā)的清潔能源，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

按照《建設(shè)項目環(huán)境影響評價分類管理名錄》中關(guān)于風(fēng)電項目的要求，總裝機容量50000千瓦以上的風(fēng)力發(fā)電，涉及環(huán)境敏感區(qū)的應(yīng)編寫報告書，其他風(fēng)電項目應(yīng)編寫報告表。本文以安徽省桐城黃甲風(fēng)電項目為例，來探討風(fēng)電項目開發(fā)過程中風(fēng)力發(fā)電選址的論證。

本項目擬在安徽省桐城市黃甲鎮(zhèn)至大關(guān)鎮(zhèn)（升壓站位于呂亭鎮(zhèn)）開發(fā)建設(shè)桐城市黃甲風(fēng)電場，電場分兩期建設(shè)，本項目（桐城市黃甲風(fēng)電場項目）為一期工程，總裝機容量49.5 MW，本工程擬安裝33臺單機容量1500 k W的風(fēng)力發(fā)電機組，并同期建設(shè)1座110 k V升壓站。

2 擬建風(fēng)電場與升壓站的地理位置

2.1 擬建風(fēng)電場地理位置

擬選風(fēng)電場區(qū)域位于安徽省桐城市西北部，黃甲鎮(zhèn)至大關(guān)鎮(zhèn)（升壓站位于呂亭鎮(zhèn)），東經(jīng)116°46'～117°9'，北緯31°01'～31°19'之間，區(qū)域地貌為中低山。風(fēng)場區(qū)域海拔480～1040 m，山區(qū)植被較茂密，部分山脊較窄。

2.2 升壓站地理位置

升壓站站址選定在風(fēng)電場東南面的山坡地上，高程在240～265 m之間。升壓站距離最近風(fēng)機F 22的直線距離約3 km，距離最遠的風(fēng)機F 01的直線距離約9 km。

圖1 風(fēng)電場區(qū)域位置示意圖

3 擬建風(fēng)電場平面布置

3.1 風(fēng)機點位布置

根據(jù)場址風(fēng)能資源分布和地形實際條件，在控制尾流影響的同時兼顧工程投資，進行風(fēng)電場風(fēng)機布置。風(fēng)電場風(fēng)機大致呈西南至東北呈線狀分布。

3.2 升壓站平面布置

按地形將升壓站布置成狹長型式，由東南向西北方向依次布置為：110 k V配電裝置、35 k V配電間、SVG變壓器及電容器、SVG控制室、二次設(shè)備室。施工變、接地變、油品庫依地形布置。

3.3 集電線布置

本項目集電線路總路徑長度約23 km，其中約20 km采用地埋電纜方案，剩余約3 km段因山勢較陡，采用架空線路。

4 風(fēng)電項目選址分析

一個風(fēng)力發(fā)電場能否取得良好的效益，選址至關(guān)重要，同時應(yīng)對風(fēng)力發(fā)電場各階段環(huán)境影響進行預(yù)測，提出相應(yīng)的防治措施，主要有以下幾個方面：

4.1 風(fēng)力資源豐富

根據(jù)相關(guān)資料的研究，風(fēng)力發(fā)電場選址的首要條件是必須風(fēng)能資源豐富，年平均風(fēng)速在5 m/s以上，30 m高處的有效風(fēng)力時數(shù)在6000 h以上，有效風(fēng)能密度在240 w/m2以上時才時候建設(shè)大型風(fēng)電場[1]。

風(fēng)力發(fā)電場選址的首要條件是必須風(fēng)能資源豐富，年平均風(fēng)速在5 m/s以上，30 m高處的有效風(fēng)力時數(shù)在6000 h以上，有效風(fēng)能密度在240 w/m2以上時才時候建設(shè)大型風(fēng)電場。本項目風(fēng)電發(fā)電場選址擬建風(fēng)電場位于安徽省桐城市西北部山區(qū)，東經(jīng)116°46'～117°9'，北緯31°01'～31°19'之間，風(fēng)電場區(qū)域海拔高度為480 m～1040 m。根據(jù)桐城氣象站及桐城市黃甲風(fēng)電場項目工程在擬建風(fēng)電場建設(shè)范圍內(nèi)設(shè)置#7231測風(fēng)塔測風(fēng)數(shù)據(jù)。依據(jù)GB/T 18710-2002《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》中風(fēng)功率密度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)（以50 m高度為標(biāo)準(zhǔn)定級）以及中國氣象局《風(fēng)能資源綜合評價技術(shù)要求》中對70 m高度評定標(biāo)準(zhǔn)的補充，50 m高度平均風(fēng)功率密度處于200～300 W/m2區(qū)間，70 m高度平均風(fēng)功率密度處于230～345W/m2區(qū)間，應(yīng)用于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)電場等級均為2級，可以滿足該條件[2][3]。

4.2 風(fēng)力發(fā)電場湍流程度小

湍流是流體的一種流動狀態(tài)。當(dāng)流速很小時，流體分層流動，互不混合，稱為層流，也稱為穩(wěn)流或片流；逐漸增加流速，流體的流線開始出現(xiàn)波浪狀的擺動，擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加，此種流況稱為過渡流；當(dāng)流速增加到很大時，流線不再清楚可辨，流場中有許多小漩渦，層流被破壞，相鄰流層間不但有滑動，還有混合。可見風(fēng)場湍流程度越大，就越會影響風(fēng)力發(fā)電機的出力，還會使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生振動和受力不均，降低風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電壽命，嚴(yán)重時還會造成漿葉飛出、風(fēng)機倒塌的事故。

#7321測風(fēng)塔各高度平均湍流強度基本接近，在0.21～0.24。相比而言，15 m/s風(fēng)速段湍流強度較相同高度全風(fēng)速段湍流強度小得多，數(shù)值在0.09～0.1，不同高度湍流強度基本接近。風(fēng)電場區(qū)域湍流強度較小，有利于風(fēng)電機組運行。

因此擬建風(fēng)電場區(qū)域湍流強度較小，有利于風(fēng)電機組運行。

4.3 風(fēng)速垂直切變小

風(fēng)速的垂直切變是指垂直于地表方向上風(fēng)速或風(fēng)向隨高度的劇烈變化，強烈的垂直風(fēng)切變變的也會影響風(fēng)機的發(fā)電效率。

#7321測風(fēng)塔觀測年度各高度日平均風(fēng)速實測值，采用冪指數(shù)方法，算得其風(fēng)切變指數(shù)為-0.007，可能與測風(fēng)塔海拔較高及其周邊地形復(fù)雜，總體來看，模擬結(jié)果與各高度實測風(fēng)速基本一致[4][5]。

4.4 風(fēng)電場區(qū)域風(fēng)向應(yīng)穩(wěn)定

穩(wěn)定的風(fēng)向可以提高風(fēng)能的有效率，從而提高發(fā)電的效率。

#7321測風(fēng)塔10、70 m高度主導(dǎo)風(fēng)向均為N，風(fēng)向主要集中在N-NNE扇區(qū)，風(fēng)能密度則主要集中在SSW-SW和N-NNE扇區(qū)。具體情況如下圖。

圖2 測風(fēng)塔10m、70m高度風(fēng)向玫瑰圖及風(fēng)能密度玫瑰圖

4.5 風(fēng)電場所在區(qū)域地質(zhì)氣候穩(wěn)定

強風(fēng)、雷電、泥石流、地震等自然災(zāi)害都會對風(fēng)電場存在負(fù)面影響。本項目風(fēng)機位置風(fēng)機位置位于中低山區(qū)域，下伏基巖上太古界片麻巖和白堊系花崗巖等等。升壓站備選站址位于丘陵地區(qū)，地層主要由第四系殘積積土及少量沖積土，丘陵區(qū)的溝渠、池塘底部分布有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及軟塑～可塑偏軟狀粉質(zhì)粘土。進場和站內(nèi)道路涉及的范圍較廣，基本覆蓋了所有中低山和丘陵區(qū)，地層結(jié)構(gòu)兼有兩種地貌條件的地層結(jié)構(gòu)類型。同時根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306-2001），項目區(qū)未來50年超越概率為10%時，桐城市地震動峰值加速度為0.10 g，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅶ度。在近場范圍內(nèi)沒有破壞性地震的記載，對場地造成主要影響的是來自于近場區(qū)以外的一些中強震，地震對場地的最大影響烈度為7度。近場區(qū)內(nèi)現(xiàn)代小震活動較弱。擬選的風(fēng)電場場地具有穩(wěn)定性，適宜建設(shè)。因此地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，泥石流，地震的可能性小。

風(fēng)電廠擬建區(qū)域內(nèi)氣候溫和、風(fēng)能資源豐富。桐城平均氣溫為16.0℃，年平均氣壓1006.8 h Pa，年降水量1266.8 mm。有相應(yīng)觀測記錄以來，桐城站最大風(fēng)速為32.0 m/s（出現(xiàn)在1985年），極大風(fēng)速為30.9 m/s（出現(xiàn)在2004年，當(dāng)年最大風(fēng)速為21.1 m/s）。因此風(fēng)能較為穩(wěn)定。

針對雷電的可能，因為具有偶發(fā)性，可采取合理的避雷的方法，雷電對風(fēng)機的影響甚小。

4.6 風(fēng)電場區(qū)交通通暢，便于建設(shè)。

風(fēng)電場在建設(shè)過程中風(fēng)機等設(shè)備、建筑材料、電纜架設(shè)均需要進行運輸。本項目在工程前期將新建進場道路29 km，改造進展道路2.5 km，方便車輛的運輸和建筑的施工。同時風(fēng)電場地貌為中低山，地址條件可以進行土建施工。

4.7 風(fēng)電場遠離環(huán)境敏感區(qū)域

風(fēng)電場在建設(shè)過程中，施工期會產(chǎn)生的揚塵、噪聲、廢氣等，在運營期因噪聲、光影、電磁等會對區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生一定量的影響，因此在選址過程中應(yīng)遠離環(huán)境敏感區(qū)域。包括自然保護區(qū)、軍事設(shè)施和鳥類等動物遷徙通道等。

本項目所在區(qū)域不屬于自然保護區(qū)，附近也無軍事設(shè)施。同時查閱相關(guān)鳥類遷徙的通道等資料，如下圖。風(fēng)電場區(qū)域不在候鳥遷徙通道內(nèi)。因此本項目風(fēng)電場選址可以滿足該條件。

圖3 中國候鳥遷徙路線圖

5 結(jié)語

風(fēng)電場選址首先應(yīng)該能夠滿足風(fēng)力資源相應(yīng)的要求，此外還應(yīng)該考慮區(qū)域風(fēng)場湍流程度、風(fēng)速切變和風(fēng)向穩(wěn)定度等氣候氣象條件，對于風(fēng)機點位的確定對地質(zhì)穩(wěn)定性應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。風(fēng)電場布局和選址應(yīng)從交通和建設(shè)以及周圍敏感點分布等因素進行優(yōu)化，從最大程度上做到減少生態(tài)損失和環(huán)境影響，并可減少相關(guān)經(jīng)濟投入。

[1]陜?nèi)A平,肖登明,薛愛東.大型風(fēng)電場的風(fēng)資源評估.華東電力,2006,34(2):15-18.

[2]楊振斌,薛析,袁春紅.用于風(fēng)電場選址的風(fēng)能資源評估軟件[J].氣象科技,2001,3:1-4.

[3]張云海,用于風(fēng)電場選址的風(fēng)能資源評估軟件 [J],氣象科技,2004,32(1):1-4.

[4]龔強,袁國恩,張云秋等.MMS模式在風(fēng)能資源普查中的應(yīng)用試驗[J].資源科學(xué).2006,28(1).

[5]連捷,風(fēng)電場風(fēng)能資源評估及圍觀選址.電力勘測設(shè)計,2007(2):71-73.