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南方山地风电场进场道路方案比选研究

2023-10-26 196 上传者：管理员

摘要：山地风电项目进场和场内道路的总体布置在整个项目策划和工程实施中显得尤为重要，直接影响工程投资、工期及运行管理。本文基于南方某山地风电场进场和场内道路选择进行了全面深入的分析研究，从工程布置、建设条件、运维环境、工程投资四个方面进行综合比选，推荐采用了最优方案，项目已于2021年7月全容量投产发电，运行良好。

关键词：
“双碳”
比选
研究
进场道路
风电场
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2020年以来，随着我国“双碳”目标的确立，提出了明确的碳中和目标和能源结构转型战略举措，为了实现双碳目标，扩大以风电为代表的非化石能源的消纳比例、构建以新能源为主体的新型电力系统成为了必由之路。

近年来，我国风力发电行业取得快速发展，山地风电逐步成为南方地区风电发展的一个主要方向，南方地区的地理条件相对要复杂的多，其道路的特点“窄”“陡”“弯”也能鲜明的体现出来，同时，南方地区很多的乡村道路穿过乡村正中心，为进场道路的选择增加了难度，而对道路的改造，会导致工程量大幅增加，甚至涉及到征地、拆迁等事宜。因此在南方地区，山地风电项目的进场道路问题在整个项目策划和工程实施过程中显得尤为突出，进场道路选择显得尤为重要。进场道路和场内道路的方案选址及总体布置直接影响风电场的投资、工期及运行管理[1],因此，本文结合工程实际，对南方山地风电场进场道路选择进行分析研究。

1、工程概况

南岭风电场位于宜昌市五峰土家族自治县仁和镇与湖南省交界处，项目规划区域东西长约36.3 km, 南北宽约11.48 km, 面积约565.9 km2。拟装机容量100 MW,设计安装50台单机容量2 000 kW风力发电机组，新建一座110 kV升压站。预计年上网电量182.42 GWh, 年等效满负荷运行小时数1 824 h, 容量系数0.208。

2、设计原则

1)道路设计应符合风电场总体规划，按四级公路标准设计[2],弯道加宽和路面竖曲线按JTG相应公路工程规范设计[3]。

2)应综合考虑道路状况、自然条件等因素，宜利用已有道路和路基，满足运行、检修、消防、大件设备运输和吊装等的要求。

3)应综合考虑进场道路的路径和造价，同时考虑与场内道路连接及大件运输至个各机位点的便利性。

4)尽量避免上跨或下穿结构，避免拆迁民房等敏感点。

3、进场道路及升压站方案

根据风电场周边路网分布情况和各条道路路况，经分析比较，选择从风电场北侧通过的S242省道接G59呼北高速作为本风电场对外交通道路。S242省道新线起点为G59呼北高速渔洋关出口，经麻溪冲及沿线山坡山岭线，至观坪与原线路衔接，避开了牛颈坎段多道回头曲线，路基已贯通并部分路段开放交通，沿线仅2～3处回头曲线需适当加以改造即可满足设备运输要求，工程量不大。观坪至白果树段有2处回头曲线需改造，其后的进场道路分成3个方案，分别为西线、中线、东线三个方案，平面布置图见图1,据此对三个方案进行比较，各方案简述如下。

图1 进场道路方案布置

3.1 方案一：西线方案

1)进场道路。

从白果树接S242省道，接069乡道到沙埫，在黄土包村接X221县道，经清水湾村至终点狗头井，公路里程长约27.5 km, 本段全部为水泥路，路面宽度3.5～5.0 m, 急弯陡坡较少，部分路段经改造后可满足设备运输要求。

2)升压站。

升压站位于可研6号风机东侧，距离6号机位约365 m, 距离湖南壶瓶山国家级自然保护区狗头井检查站240 m, 位于风电场进场道路边，场地为一缓坡，地势起伏不大，场址地表未见明显的岩溶洼地或岩溶漏斗，土地利用现状为渔洋关封山育林区。初拟场平高程1 212 m, 面积65 m×90 m。

3.2 方案二：中线方案

1)进场道路。

从界碑村接S242省道，接村道经桥梁村、杨木洞、施南湾、二墩平，至终点赛家脑，全长约13.7 km。界碑村至二墩平为村道水泥路，路面宽度较窄(约3.0 m)长约8.6 km; 二墩平至赛家脑为乡村机耕道，泥结碎石路面，路面宽度较窄(约3.0 m),长约5.1 km; 杨木洞附近原有拱桥不满足要求，需要修建一座单车道重载桥。本线路全线急弯陡坡均较多，路面窄，需对路面及弯道、桥梁进行改造，方可满足设备运输要求。

2)升压站。

升压站位于可研27号风机北侧，距离27号机位466 m, 南侧95 m处有一户居民，进场道路从路边经过，场地为一缓坡，地势起伏不大，土地利用现状为林地。初拟场平高程1 178 m, 面积65 m×90 m。

3.3 方案三：东线方案

1)进场道路。

从升子坪接S242省道，接006乡道经大栗树村至终点天生堰。升子坪之前为省道，路况较好。升子坪至大栗树村为乡道，水泥路，路宽约4.0 m, 长约10.3 km, 跨河段急弯多(约15道),原有拱桥不满足要求，需要修建一座单车道重载桥；大栗树村至天生堰为水泥路及泥结碎石路面，路面窄，路况差，长约5.4 km; 该线路升子坪至大栗树路面宽度较窄，急弯陡坡较多，需对路面及弯道、桥梁进行改造，方可满足设备运输要求。

2)升压站。

升压站位于可研37号风机东北侧，距离37号机位约285 m, 东侧65 m处有两户居民，场地为一缓坡，地势起伏不大，土地利用现状为老乡耕植林地。初拟场平高程1 000 m, 面积64 m×90 m。

3.4 方案四(可研方案)

1)进场道路。

风场区域交通便利，村村通道路基本上已经到山脚，目前有简易道路到山顶，经拓宽修缮后作为风电场进场道路，用于风电场设备的运输。

2)升压站。

可研报告推荐的升压站，位于升子坪村S242省道边，但距离风场偏远，离最近的布机山岭位置达15.7 km, 集电线路路径太长，电能损失、工程投资较大，不合理。后述的方案比选不予以考虑。

4、电力系统接入方案

根据《湖北省五峰县南岭100MW风力发电项目可行性研究接入系统报告》(湖北省电力勘测设计院),南岭风电场新建一回110 kV线路至渔洋关天宇变。

5、方案比选

从工程布置、工程投资、建设条件、运维环境四方面对各方案进行综合比选。

5.1 工程布置

根据三个方案站址的不同位置，从进场道路、进站道路、场内道路、集电线路及外送线路几个方面进行比选，具体对比情况见表1。

表1 各方案工程布置对比

接入渔洋关天宇变电站，由电网公司投资建设

从场内外道路及集电线路布置方面分析，场内道路三个方案差异不大，主要区别为进场道路和集电线路的工程量。西线方案升压站位于集电线路的相对末端，增加了集电线路的工程量，但进场道路基本为县、乡道，路面宽度约3.5～5.0 m, 全段为水泥路面，急弯陡坡较少，沿线居民、民房较少，进场道路改造工程量最小，施工条件较好，尤其便于升压站尽早开工。中线方案位于拟建风电场区中心位置，有利于集电线路布置及节省工程量，但进场道路基本为村道和机耕道，路况差，改造工程量大，需新建一座桥梁。东线方案大栗树村之前的进场道路为乡道，路况较好，但跨河段路况差，需新建一座桥梁，大栗树村之后部路况较差，需改造村道及机耕道5.4 km, 集电线路工程量介于方案一二之间。

5.2 工程投资

仅对升压站场平、进场道路、进站道路及集电线路投资进行经济比较，具体对比情况见表2。

就投资估算对比，西线方案较优。

5.3 建设条件

西线方案进场道路全段为县乡道，水泥路面，急弯陡坡较少，沿线居民、民房较少，进场道路改造工程量最小，施工条件较好，升压站就布置于进场道路边上，且场地开阔，施工条件便利，升压站施工不受进场道路改造的影响。

表2 各方案投资估算对比

中线、东线方案进场道路村道、机耕道居多，急弯陡坡较多，需改建路段长，改造涉及居民户及农田林地相应较多，进场路的修建对升压站的开工时间有制约。

就建设条件而言，西线方案较优。

5.4 运维环境

西线方案站址距离最近的风机位约365 m, 且站址位于半山台地，噪音及大风影响较小，运维环境较好。

中线方案站址距离最近风机位约466 m, 且站址位于半山台地，噪音及大风影响较小，运维环境较好。

东线方案站址距离最近风机位约285 m, 维期间风机运行噪音较严重，同时站址处于山脊风口处，大风及低温影响严重，运维环境差。

就运维环境而言，西线方案和中线方案均较好，且差异较小，明显优于东线方案。

6、升压站方案深入研究

中线方案升压站位于拟建风电场区中心位置，有利于集电线路布置及节省其工程量，且便于后期检修维护。结合西线进场道路，升压站布置于中线方案位置处(方案四),此时可做到进场道路和集电线路均达到投资最优，各方案具体投资估算对比见表3。

进场道路的修建对升压站的开工时间有制约，为了升压站能早日开工建设，可利用现有村道、机耕道改建一条施工便道，用于升压站施工。施工设备，建筑材料等从升子坪接S242省道，接006乡道经大栗树村至终点赛家脑升压站站址。其中大栗树村至向家屋场为村道(水泥路面)可直接利用，向家屋场至升压站为机耕道，此段需改建，长约2.2 km。

表3 各方案投资估算对比

7、结语

结合南岭风电场进场地质地形，道路现状，经现场查勘并对工程布置、工程投资、建设条件、运维环境等方面分析比较后，推荐采用方案一西线方案进场道路方案，升压站选用中线站址。项目已于2021年7月全容量投产发电，运行良好。

本文依托实际工程，介绍了南方山地风电场进场道路方案比选的主要原则及比选过程，南方山地风电场道路建设投资比重较大，是风电场建设的重要环节，要从勘测设计开始加强管控[4],进场道路设计方案应满足运输方便，造价成本低，便于施工的特点。

参考文献:

[1]谢春生.山区风电场道路设计的影响因素及关键问题[J].水电与新能源,2014(6):70-72

[2]JTG B01-2020,公路工程技术标准[S]

[3 JTG D30-2015,公路路基设计规范[S]

[4]高峰,杜伟安,郑海,等.浙江省高山风电项目开发难点及应对措施[J].水电与新能源,2018,32(4):73-74,78

文章来源:王赟.南方山地风电场进场道路方案比选研究[J].水电与新能源,2023,37(10):11-14.