天津市近海风电发展探讨

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摘 要：本文介绍了天津市风力发电发展的现状及天津市近海风资源、潮汐、地质及地域情况的特点，根据天津市滨海新区发展特点，提出了天津市发展近海风力发电的开发建议。

关键词： 天津市 功能区划 风资源 风功率密度

1．概述

天津市地处华北平原东北部，环渤海湾的中心，东临渤海，北依燕山。天津距北京120公里，是海上通往北京的咽喉要道，又是连接华北、东北、西北地区的交通枢纽,是中国北方最大的沿海开放城市。天津海陆空交通便捷，铁路、公路四通八达，拥有北方最大的人工港-天津港。天津市疆域周长约1290.8公里，其中海岸线长153公里。天津海岸带是具有巨大开发潜力的“黄金海岸”。海岸带是联系东北、西北、华东的咽喉要道及枢纽，是对外开放的门户，具有优越的地理位置。

天津市地处华北平原东北部，渤海之滨，素有渤海明珠之称。一般为海拔2～5米的平原，属暖温带大陆性季风气候。冬季港口有八十天封冰期，年降水量550毫米左右，大都集中在夏季。天津市近海海域不大，总面积约1947km2，由北向南依次为滨海新区的汉沽、塘沽和大港三个区域。

2．天津市风力发电发展的现状

2.1天津市电力发展现状

京津唐电网包括北京市、天津市和河北省北部5个地区电网，是华北电网的主要受电地区和负荷中心，负荷占到华北电网的50%。天津电网在华北电网中属于受端,大量的电力需要长距离输送,加之天津经济发展较快,受用电量不断增长而电力走廊紧张等因素的影响较大。2011年最大发受电负荷1110.87万千瓦。

截至2011年底，天津市并网运行电厂共48个，总装机达1123.248万千瓦。剔除120万千瓦的厂用负荷,地区电力满足不了需求,用电高峰时有近210万千瓦的电力需要从华北电网送入。天津电网受天气、发电燃料、系统和机组运行等情况影响较大,每年的6月20日至8月20日为夏季电网负荷高峰期,如遇持续高温用电负荷激增或系统严重故障、电煤供应紧张、煤质差、发电机组集中发生非计停运等,仍可能出现较大的功率缺额。

2.2 天津风力发电发展现状

天津陆地风能资源开发主要集中在滨海新区塘沽、汉沽、大港等沿海区域，其海岸线周边均具备建设大型风电场的条件。截至目前，接入天津电网的4座风电场分别为大神堂、沙井子、马棚口、蓟运河口风电场，装机总容量已经达到22.85万千瓦。

天津市第一个风力发电场是由天津津能集团公司开发的滨海新区汉沽大神堂风电场工程，已于2010年建成一期项目并网发电，二期工程正在建设中。

天津国电洁能公司公司建设的滨海新区的大港沙井子风电项目，位于大港太平村镇，规划开发容量200MW，2011年底已经并网发电99MW，其余各期正在建设中。

天津龙源风力发电公司建设的滨海新区大港马棚口风电场位于大港古林街马棚口村，2012年3月已经并网发电99MW。目前三期项目正在建设中。

天津生态城投资开发公司建设的蓟运河口风电场是生态城智能电网的子项目，位于生态城南部片区的蓟运河和永定新河汇合入海口处。该电场共装设5台单机容量为0.9兆瓦的风力发电机组。

由于天津滨海新区开发和发展的需求，滨海新区陆地资源十分紧张，这四个规划的陆上风电场建成投产后，很难再找到一定规模适合并网型的风电场。发展潮间带和海上风电场是天津风电建设的必然发展趋势。

3．天津海上风电建设的自然条件

3.1地质条件

天津市近海海域不大，总面积约1947km2,天津市海岸带位于华北平原的东北部，地处渤海西岸，海河水系与蓟运河水系的尾闾，是海陆交互作用强烈的地区。总的地势由北、西、南向渤海湾中部倾斜。

海岸带地貌基本特征是：以堆积地貌为主，物质组成以粉砂含黏性土、黏土含粉砂、细砂等细粒物质为主,陆地堆积平原平坦广阔，河渠纵横，洼淀众多，河道迁徙频繁，古河道遗迹显著，是典型的低平粉砂淤泥质海岸。参考沿岸已做工程的地质勘探资料，拟建风电场场区自上而下大致分为4个工程地质层：第①层为淤泥或淤泥质土，层厚1～9m；第②层为粉质黏土或黏土，层厚4～10m；第③层为粉土或粉质黏土，层厚5～15m；第④层为粉细砂,层厚20m以上，是较好的桩基持力层。

天津市海域汉沽段设计基本地震加速度值为0.2g，抗震设防烈度为8度，地震动反应谱特征周期为0.45s；塘沽段设计基本地震加速度值为0.15g，抗震设防烈度为7度，地震动反应谱特征周期为0.40s；大港段设计基本地震加速度值为0.1g，抗震设防烈度为7度，地震动反应谱特征周期为0.35s。

3.2海洋水文条件

3.2.1潮汐与潮流

渤海潮流受黄海潮汐影响，天津海岸带潮汐为不规则半日潮，平均潮差为2.31～2.51m，是渤海湾内潮差最大的岸段，最大潮差往往出现在八月份，平均大潮潮差可达2.64m，最小潮差出现在一月份，平均最小潮差2.31m。天津海域涨潮流是东南～西北方向，落潮流受同潮时线控制为西南～东北方向。

3.2.2海流及海浪

我国东部海域，受大洋系统影响，产生黄海暖流和东海寒流。天津市海域无论是“黄海暖流”还是“东海寒流”，在此岸段均形成逆时针的沿岸流。

渤海湾海浪以风浪为主,渤海湾以风浪为主，具有季节性，全年风浪方向多为偏东、南东向，大浪多为北东方向。一般浪高0.3～0.7m，最大波高大于2m的大浪，平均每月2～3天。根据渤海海域波浪高度分级，渤海湾西岸为中等级别，属于低能海岸。

渤海湾水温以1～2月份最低，平均0℃左右，7～8月份可达27℃。海水盐度，河口地区较低，为26‰；湾内地区可达30‰。

4．天津近海风资源情况

海上风况虽然优于陆上，但若想利用海上风能，需要搞清楚近海区域海上风的变化规律及特征，由于海上气象要素直接观测困难，很难获得某海区准确、长期、大范围的实测资料。参考欧洲一些国家对近海风资源分析的经验，利用丹麦RisΦ国家实验室气象和风能部开发的WAsP软件（Wind Atlas Analysis and Application Program）由沿岸陆上测站的风速风向资料向近海推算，来预测近海的风资源情况，从而对海上风况特征进行统计分析。