鲁萨风电场项目策划研究

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摘要：开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分。而风力发电是可再生能源中最具有经济开发价值的清洁能源，风资源的开发利用是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。本文首先分析了我国目前风力发电建设行业情况，指出了通用的建设弊病。接着分析了风力发电原理，用鲁萨风电场案例来陈述了风电场项目的通用特性，通过严格论证项目特征，进行前期策划，对参与项目建设的各个核心公司的职责、工作分工进行策划定义和研究，制定了项目管理控制目标。最后总结，由于在合理的时间内把项目科学合理的完成，所以策划研究是成功的，并对类似风电场项目起到标杆作用。

关键字：风力发电场，项目策划

• 序言

开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分。1999年，国家计委、科技部下发了《关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知》（计基础[1999]44号），2006年1月1日实施的《中华人民共和国可再生能源法》明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。风力发电是可再生能源中最具有经济开发价值的清洁能源，风资源的开发利用是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。国家发展与改革委员会提出，到2020年全国建设8000万千瓦风电装机的目标。

我国风能资源十分丰富，根据国家气象局估计，我国10m高度以内可开发利用的地表风电资源约为10亿KW，其中陆地2.5亿KW，海上7.5亿KW，如果扩展到50-60m以上高度，风力资源有望扩展到20-25亿KW。因此，风力发电是我国能源可持续发展的现实而重要的选择。由于新能源符合节能环保要求，符合国家“还本付息，合理利润，全额收购”产业激励政策，因此从2005年开始，中国的风电总装机连续5年实现翻番。2010年，中国风电总装机首次登上世界第一的位置。风电领域目前成为能源投资的热土，国内有24个省市建设了风电场。根据规划，到2020年，我国要在河北、内蒙古东西、甘肃酒泉、新疆、江苏沿海等地区建设几个千万千瓦级风电基地，打造数个“风电三峡”。

由于风电资源是主要的有战略意义的绿色能源，特点是：分布广、储量大，但是分散，目前开发技术跟不上，加上初期投资大，发电效率低，上网电价高，还有严重的谐波。所以国内的风电项目虽然受惠于国家产业激励政策，一窝蜂的上马，但是大部分的项目都是没有合理规划就开始建设，中间停一段时间再评估，最后竣工后，在接入国家电网时候，发现前期很多工作都做得不到位或这是不完善，悔之晚矣。

因此，风电建设要严格执行基本建设项目管理程序，高度重视项目前期策划工作。近来国内风电建设多次出现大范围脱网、机组飞车和起火等事故，暴露了风电建设、运行方面尚存在市场、技术和管理等问题。所以特别是大型风电项目建设，必须坚持统筹规划、循序渐进、有序发展的原则，不断总结经验，提高技术和管理水平，实现经济效益和社会效益的统一[1]。

• 风力发电原理

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）由于风轮的转速比较低，

而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

图-1 风力发电原理图

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。

发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能[2]。

• 鲁萨风电场特性

鲁萨风电场位于山东，它是由发电机电压经箱式变电站升压至35kV，而后送至升压站35kV母线，再经110KV升压变压器接到升压站高压母线上，由并网高压线路接入山东国家电网。

本风电场分为生产区和生活区两部分，生产区包括风电机组、箱式变压器及110kV变电站。110kV变电站内设置了部分管理办公室以及接待室、会议室等，同时为满足生产基地的管理要求，配置了适量的值休室、生活间及洗浴室等，“以人为本”方便工作人员生活。主要生活福利设施及风电场管理机构均集中布置在风电场生活区内，安排在鲁北企业集团总公司驻地（据风电场约9km），总建筑面积根据需要确定，其中包括生活福利建筑面积。

图-2 风电场风能传送示意图

从上述示意图上可以很明显的看出，风电场主要是由四大部分组成，那就是：风力发电机组、35KV箱式变压器、110KV风电场内升压变电站还有升压变电站到外部国家电网的高压输电线路。

• 风电场项目管控目标

从以上描述中，风电场主要是由四大部分组成，那么这四大组成部分毫无疑问的就成了项目管控的目标。如果能把这四部分的工作策划组织协调好，要建立一个成功的风电场项目就等于提前完成了一半[3]。

如下图-2所示，把管控目标简单分析，就可以得出，对本项目应该从整体工艺流程提出风电场的管控目标如下：

发电机组应该有一家公司来整体供货，其中的塔筒由于技术门槛比较低，可由业主独立发包，进度和质量由监理工程师来监控。

35KV箱式变压器可放在独立的设备电气供应商处供货安装，减少不必要的进度合同风险，和运营期的售后服务风险。

风电场内从塔筒/箱式变压器到风电场内变电站的电缆可由独立的设备电气供应商处供货安装，这样可以减少不必要的进度合同风险，和运营期的售后服务风险。同时方便协调管理。

风电场内110KV升压变电站采用室内GIS模式，这样可以减少天气影响，尤其是台风和雷击的损坏。变电站内的设备由同一独立的设备电气供应商处供货安装。土建工作由独立的承包商完成。

高压输电线由于在中国一般是由电力工程公司独家经营，所以考虑到诸多后续调试因素，这部分工作将会授予一家有资质的电力设计施工总承包公司。同时这家公司要配合其他公司调试，直到项目常态化运营为止。

图-3 风电场项目管控目标示意图

经过对本项目的深入研究和论证，最后绘制图-4来示意本项目周期内的各参建公司的职责组织结构图。

图-4 各公司职责组织结构图

• 结论

目前国内正大力上马相当多的风电场项目，尤其在风力资源富足的新疆、甘肃、内蒙，东南沿海地区。对于本文中发展的策划论证结果，同类所有风电场项目都可以复制或者是模仿，因为经过实践检验，本项目采用此策划模式为业主节约了资本投资，优化了项目管理，使项目按期进入调试试运行阶段。同时，本项目竣工后，留下了系统的、规范的、可以复制的管理成果。

本文通过严谨的论证和分析，使决策和投资更加科学和理性，使资源和成本得以优化、节约，让盲目、低效、劣质从工程中杜绝，让工程项目最大限度地增值。因此，本项目的策划对国内外的同类项目有些许借鉴和启示作用。

参考文献：

[1] 李素平. 能源结构变化 促进风电发展.吐鲁番科技.2010(04):15～25

[2] 世界风电及其发展.广西电力建设科技信息.2007-02

[3] 李卫星.突破项目管理难点：从 WBS 到计划.北京：电子工业出版社,2006