山地风电场建设工程特征与设计优化措施研究

山地风电场建设工程特征与设计优化措施研究

黄金龙

（福建华电泉惠能源有限公司福建省泉州市362000）

摘要：文章对我国目前的风电场建设现状以及山地风力发电厂建设工程的概况进行叙述，分析山地风电场建设工程的主要特点，并重点研究了风电场建设工程的设计优化措施，以供参考。

关键词：山地；风电场建设工程；特征；设计优化措施

1引言

近年来，随着经济的发展和对生态环境保护的重视，我国加大了对清洁能源的开发和建设力度，风电场建设数量大幅增加，规模占比不断扩大。三北地区风电在高速发展后受制于电力送出瓶颈，近几年陆上风电场的建设逐渐向风能储量较为丰富的山地等地区发展。山地风电场的建设与平原等普通条件风电场有较大不同，给风电场的设计与施工带来了较多的难题，对设计质量和施工策划提出更高要求。针对山地风电场建设工程的特征，有必要在施工图设计阶段进行设计优化，来确保建设质量、工期、安全以及成本等控制目标的实现。

2山地风力发电场建设工程概述

近年来，我国的风电开发和风电场建设发展的速度不断提高，至2020年我国风电场累积装机容量可以超过3.3亿千瓦。随着规模的增加，风电新能源并网价格政策优惠幅度不断下降，为降低工程造价，最终实现标杆电价上网，风资源较好且未全面开发的山地风场，成为未来竞争开发建设的重点。

山地风电场建设过程中，为控制工程造价，在施工技术质量、土地林地征占用、水土保持治理等方面暴露出较多问题。综合风电场建设工程施工中出现的问题，目前大部分风电场建设中主要存在建设规模较小，施工覆盖面积过大的问题。山地风电场地形地质复杂、自然环境条件和气候因素恶劣，施工过程中面临征林征地拆迁补偿等敏感性问题，增加了施工难度，所以需要对山地风电场建设工程的特点进行分析。

3山地风力发电场建设工程的主要特点

山地风电场工程与平原以及其他地区的风电场建设有着明显的不同，主要体现在以下几个方面：

一是山地风电场地理位置较为偏僻，自然条件较为恶劣。我国地域辽阔，风能资源较为丰富的地区主要是在我国的北部、西部的草原、戈壁滩以及东部的沿海地区和西南群山地区，对这些风能资源丰富的地区进行勘察之后发现，比较适合进行风电场建设的区域通常都比较偏远，交通不便，不利于物资和人员的进出。山地地区的自然条件较为恶劣，地形较为复杂，无法用标准化设计解决道路问题。特殊地区存在高海拔、空气稀薄、低温、凝冻等特点。

二是山地风电场机位点分散和工作面广。受限于风机尾流、湍流影响及山体间距离，风机间距较大，风电场范围占据较大的面积。为尽量利用风资源，风机要机位在微观选址阶段大多定位于山脉顶部区域，导致施工位置较为分散，需开展较多作业面。

三是山地风电场地质较复杂。风场道路、风机平台点多面广，每段面每个机位平台的土石比及岩土特性都可能不一样。岩石坚硬密实，在复杂的地形地貌、环境条件下，爆破难度较高；软土又会有承载力不足，需要换填问题。山地风电需要重点勘察道路及风机平台的地质，减少工程不确定性。

四是风电场设备体积大，运输和施工的困难。随着风电技术进度，大叶片大容量机组大量应用于低风速的山地风电中，风机塔筒的高度、叶轮的直径以及风力发电机的重量等都在不断增加。山地风电场道路曲折，坡高路窄，转弯半径小，需要用特种车辆运输，并用拖车辅助。

五是风电场涉及征林征地拆迁清赔问题很多，在工程施工过程中协调这些问题较为困难，经常成为施工过程中卡脖子问题。

4山地风力发电场工程设计优化

4.1场内道路部分设计

场内道路部分设计是复杂山地风电工程的重点和难点。为确定机位点和场内道路路径，需要结合适用风机参数进行微观选址，采用带方案招标方式确定机位点。机位点变更将影响用林用地的合规性，影响道路路径的可行性，因此场内道路方案要结合微观选址进行优化比选，才能真实反应项目投资收益率和施工可行性。

首先，在对山地风电场的场内道路进行设计时，极限坡度可以提高到16%~18%的范围，利用拖车来辅助运输叶片主机和塔筒，这样可以降低道路施工难度，减少施工工程量，减少对山地环境的破坏。出于对风电场设备中风机叶片尺寸的考虑，可以采用专种车辆运输，叶片运输采用可回旋的扬举式特种车辆，塔筒运输采用后轮转向举升车，可以大大减少转弯半径，增加道路路径选择，缩短路径。

其次，道路路径中各种敏感性因素应在勘察阶段尽量明确，勘察范围除地质、地形外，还应包括农用地林地征占、民房村道旧路拆除、坟墓风水迁移、旧有电力通信线路改造等，真实体现路径方案工程量、实施难度和造价预算，才能选择出最优路径和最佳施工方案，保证工程顺利开展。

最后，由于国家对环境保护、水土整改、植被恢复要求日益严格，风电场以临时用地形式大面积征占林地、山地将成点监管的重点，设计阶段应深入勘察，优化方案应根据实际设计道路直线段和转弯段、上下边坡占地、旧路用地、弃土弃渣场占地，限制超挖，保证用林用地批占相符，这是今后工程合法合规性的监管重点。

4.2风电场场坪方面的设计

山地复杂地区的风机平台，设计基础除了土质承载力要求外，与悬崖的距离要求在7m以内，场坪应设计在平缓处具有较大平台的区域，尽量避免大量爆破开挖山体，减少工程量的并减少地灾风险。对场坪的形状进行设计时，受地形地势的限制通常无法进行规则矩形设计，可以根据山地的地形特征设计为三角形或其他形状来满足风机吊装的要求。采用特殊的形状的吊装平台方案时，应考虑主吊辅吊施工站位方案具有可行性和经济性，才能保证工程顺利开展。

4.3施工布置与工序安排

施工测量→定位控制→清表→土石方开挖→垫层施工→基础环安装→基础钢筋施工→模板支设→大体积混凝土浇注→大体积混凝土养护→模板拆除→土石方回填→基础交安。

4.4变电以及线路方面的设计

在山地风电场变电部分的设计中，可以采用GIS方案来缩小其占地面积，可以采用集成式一体化变电站的设计方案来优化投资和减少升压站占地面积。变电设计布局，可以采用L性、T型等不规则的布局方式，可以将生产和生活区域进行分开设计，也可以考虑远程集控无人值守方案。在对线路进行设计时，需要考虑山地风电场中线路具有较大不确定高度的因素，考虑纵向张力来避免增加塔高度的问题，以及可以进行峡谷设计通过连接距离的增加来增加其跨越距离并获取更加完整的线路，以此来满足整个线弧垂度的距离要求，并减少工程量。

5结语

针对山地风电场建设工程的复杂性，施工图设计阶段需要在微观选址的方案基础上，从道路、场坪、变电、线路以及施工工序安排等方面进行深入勘测后优化设计，对原有预可研、可研设计进行深度优化，达到符合实际要求的施工图设计成果。优化设计可以对山地风电场建设过程中的问题进行预判性选择规避、针对性准备预案和综合性统筹解决，避免碰到问题解决问题的低效和成本失控，提高山地风电场建设的质量，并降低施工成本、确保施工安全，促进山地风电场建设的有效开展。

参考文献：

[1]张振龙.关于山地风电场道路工程优化设计的探讨[J].工程技术:引文版,2017(1):00299-00299.

[2]汤佳,鞠靖,杨传清.风电场工程水土保持措施设计研究[J].治淮,2016(12):20-21.