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1、 东海大桥近海风电场工程可研性研究报告交流上 海 勘 测 设 计 研 究 院 2009年7月李 健 英交流 提 纲1 建设背景2 海洋功能区划与海域使用3. 风能资源4.工程地质5. 海洋水文条件6. 风力发电机组选型、布置及发电量估算7. 电气8. 土建工程9. 施工组织设计10. 工程设计概算1 建 设 背 景2004年，上海市发改委、上海市电力公司委托上海市气象局、上海勘测设计研究院等单位先后完成了上海市风能资源评价报告、上海市10万千瓦及以上风电场选址报告等工作。其中东海大桥海上风电场为上海市10万千瓦及以上风电场选址报告推荐场址之一。2005年，完成东海大桥海上风电场预可行性研究报告
2、和奉贤海上风电场预可行性研究报告，并上报国家发改委和水规总院2006年，完成东海大桥海上风电场可行性研究报告，并上报国家发改委和水规总院东海大桥海上风电场为国内第一座海上风电场。为促进该项目的建设，上海市发改委向国家发改委上报关于开展海上风电项目前期工作方案的请示，其后，国家发改委以国家发展改革委办公厅关于开展上海东海大桥海上风电项目前期工作的复函作了批复提出：“为了促进我国海上风电的开发建设，探索和积累海上风电建设经验，同意开展上海东海大桥海上风电场建设的前期工作；为了确保海上风电建设的成功，同意按10万千瓦的规模开展可行性研究工作；结合项目实际认真研究借鉴国外海上风电建设的经验，研究制定观
3、测和勘测工作方案；精心组织、科学研究，按照有利于培育我国海上风电设备制造技术和掌握、积累海上风电施工技术和经验的原则，研究确定该项目的技术方案和建设方案”。1 建 设 背 景上海市发展改革委按照国家发展改革委的要求，进行上海东海大桥100兆瓦海上风电场项目的前期工作。相关单位先后完成了东海大桥海上风电场的工程测量、地质勘察、环境影响、接入系统、台风灾害性论证、通航环境影响安全评估、海域使用论证等配套专题论证工作。在以上前期工作的基础上，上海市发展和改革委于2006年9月11月组织进行了东海大桥海上风电场项目的业主招标工作。以中国大唐集团公司、上海绿色环保能源工程有限公司、中广核能源开发有限责任
4、公司、中国电力国际有限公司等四家公司组成的联合体中标该项目。这标志着中国第一个海上风电示范项目东海大桥100兆瓦海上风电场正式启动。中国大唐集团公司等四方联合体在中标后，成立了东海风力发电有限公司公司，开展东海大桥海上风电场建设准备工作，并对风电场风机主设备选择展开充分调研和设备招标及谈判等工作。 考虑到风机设备选型过程中遇到的困难和问题、风电场建设条件的变化情况，需对本工程投标可研报告进行修编，重新提出东海大桥海上风电场工程可行性研究报告2007年10月29日2007年10月31日，水电水利规划设计总院和上海市发改委联合对东海大桥可研报告进行审查，并于11月27日下发了上海东海大桥近海风电场
5、工程可行性研究报告审查意见的函。2 海洋功能区划和海域使用功能区划上海市大比例尺海洋功能区划:上海市海洋发展战略和开发规划制定的依据，亦作为审批海域使用、协调用海关系、解决用海矛盾、调整海洋产业布局的重要依据，海上风电场选址必须依靠此依据。上海市海洋功能区划（修编）涉及的区域：（1）港口航运区（2）渔业资源利用和养护区（3）旅游区（4）海水资源利用区（5）工程用海区海底管线、海岸防护工程区 、跨海桥梁区 （6）其他工程用海区 图2-2 风电场工程周围海域使 用情况图2 海洋功能区划和海域使用海事要求 东海大桥桥线两侧各1000m为其保护区 K12辅通航孔（1000t级）、4K6辅通航孔（500
6、t级），有航运要求 风机塔架上需做好警示标志 风机叶片距海面不低于25m 运输、施工过程中护航 运行维护船只要求3 风 能 资 源 根据芦潮港70m测风塔、试桩平台 测风塔及洋山港、奉贤气象站资料 ，小洋山海洋站、推算场址区域 90m高度多年平均风速为8.5m，较 陆上沿岸平均风速高约20 风切变指数为0.09，小于陆上沿 岸风切变指数（0.120.14），有 利于降低风机安装高度，减少工程 投资 湍流强度小（0.10），可延长风 机寿命3 风能资源合理性分析GB计算方法和数值模拟计算方法，对风速、风功率密度结果 的影响范围在13之间。随着高度的增加，风速、风功率密 度结果也趋于一致。实测风速
7、验证结果小洋山资料进行订正风电场风能资源评估方法WASP气象数字模拟TAPM风电场风能资源特征值 及图表上海海域风速、风功率密 度等值线上海海域风能资源储量与 可开发量3 风能资源合理性分析GB计算方法 和气象数值模 拟计算方法（ TAPM)，对风 速、风功率密 度结果的影响 范围在13 之间。随着 高度的增加， 风速、风功率 密度结果也趋 于一致。3 风力资源风资源特征场址区90m高度年平均风速为8.6m/s，年平均风功率密度为694.4W/m2。说明东海大桥风电场场址区风能资源很丰富，具有很高的经济可开发价值 。场址区90m高度年有效风速小时数为8454h（3m/s25m/s）、8320h
8、（3.5m/s25m/s），有效风时数较高。代表年风电场场址区主风向基本为NNWNNE和ESSE方向，主风向比较稳定，主风能出现在SSE方向，风能分布较为集中。风电场90m高度湍流强度约为0.10，说明湍流相对较小。 3 风力资源风资源特征3 风力资源风资源特征4 工程地质拟建场地区域构造稳定性较好，滩面平缓，从勘探及地形图所知， 场地附近无深切沟槽，场地稳定性较好。 本场地最大勘探揭露深度为80.15m ,揭露的地基土层按地质时代、 成因类型、土性的不同和物理力学性质的差异可分为7个大层，其中 层、层各分为2个亚层，1层又分为2个次亚层 。 本建筑场地属类，场区地震加速度值为0.10g，地震
9、基本烈度为 度，所属设计地震分组为第一组。本场地为抗震不利地段，本场地不 存在地震液化问题。 水深随季节和潮汐而有所变化，一般在大潮期水深较深，勘察期间 水深一般9.911.9m。本场地海水对混凝土结构有结晶分解复合类弱 腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋长期浸水为弱腐蚀性，对钢筋混凝土中 钢筋在干湿交替时为强腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性 。4 工程地质建议采用第1-2层下部或第2层作为本工程的桩基持力层，且在 ZK4孔处的风机位置上部饱和软粘土较厚，桩长宜适当加长；选择合适 的打桩设备，同时应注意沉桩工艺。场区附近有东海大桥和两条光缆（中日海底光缆、海军光缆），施工前应确定其具体位置，进行必要的避
10、让，并作好施工监测。施工前 应对海底沉船、废弃铁锚等障碍物进行调查、探测定位，采取避让或 清理措施。5 海洋水文1 水深 ：理论深度基面以下水深为7.68.1m 2 潮位：平均海平 面 (m)平均高潮位 (m)平均低潮 位 (m)设计 高潮位 (m)设计 低潮 位 (m)极端高潮位 (m)极端低潮位 (m)0.231.86-1.342.55-2.093.68-2.935 海洋水文3波浪重现期 （年）平均波 高H （ m ）波周期 T （ s ）波长L （m）波速 C （m/s ）H1% （m ）H4% （m ）H5% （m ）H13% （m ）502.837.7674.19.555.815.0
11、64.924.241003.018.2381.69.916.185.385.234.51按IEC标准，东海大桥采用50年一遇 可能最大波高7.89m（4.241.86）5 海洋水文（4）潮流采用海港水文规范（JTJ214-98）的相关规定计算得到可能最大流速。考虑到水文观测资料和所采用的准调和分析方法的局限性，为安全起见， 将可能最大流速乘以1.30的安全系数后作为本工程设计的设计流速。 设计潮流流速表层中层底层平均值 流速 （cm/s）流向 （。）流速 （cm/s）流向 （。）流速 （cm/s）流向 （。）流速 （cm/s）流向 （。）31572257721486723970风电场 名称建设
12、年份机型台数 单机容量总装机容量备注(MW)(MW) Blyth,2000Vestas, V66224 UK Middelgrunden,2001Bonus, B7620240已被Siemens收购 Denmark Yttre Stengrund,2001NEG-Micon,5210NEG-Micon已同 Vestas合并Sweden NM72 Horns Hev,2002Vestas ,V80802160 Denmark Rnland,2002Vestas ,V80428 Denmark Rnland,2002Bonus, B82.442.39.2 Denmark Samso,2003Bon
13、us ,B82.4102.323已被Siemens收购 Denmark Nysted,2003Bonus ,B82.4722.3165.6 Denmark Arklow Bank,2003GE,GE10473.625.2 Ireland North Hoyle,2003Vestas, V8030260 UK 6 风力发电机组选型和布置选型 国外已建、在建海上风电场统计表风电场 名称建设年份机型台数单机容量总装机容量备注(MW)(MW) Frederikshavn,2003Vestas, V90133 Denmark Frederikshavn,2003Bonus ,B82.412.32.3 D
14、enmark Frederikshavn,2003Nordex, N9012.32.3 Denmark Wilhelmshafen,2003Enercon,E11214.54.5 Denmark Scroby Sands,2004Vestas V8030260 UK Kentish Fats,2005Vestas V9030390 UK Barrow,2006Vestas V9030390 UK Egmond aan Zee,2006Vestas V90363108 UK Brunsbuttel,2004Repower155陆上样机 Germany Beatrice,2006Repower25
15、10正在实施的海上 风电场 工 程Germany 6 风力发电机组选型和布置选型 国外已建、在建海上风电场统计表5 风力发电机组选型和布置选型（1）机组选型各单机容量主要特性见表表5-1初选风机设备特性表项目单位方案一方案二方案三方案四 方案五 机型 Vestas 2MWVestas上海电气3MW华锐风电 3MWREpower 3MW 5 MW单机容量MW23335台数台5034343420总装机容量MW100102102102100轮毂 高度m7090909095理论发电 量万kWh3730535431357313721037570理论利用小时h37313474350336483757尾流影
16、响率5.186.316.086.215.55其他折减率2525252525年上网电量万kWh2652924896251692617426614装机利用小时h26532441246825662641容量系数 0.3030.2790.2820.2930.304比较投资估算 风机设备 、塔筒及安装万元156000173000142000130000172500场内电缆万元1250012300123001230012000风机基础费 用万元4300047000470005542032000比较投资合计万元211500232300201300197720216500单位千瓦比较投资元/kW21150227751973519385216
