风电场道路技术参数的探讨

风电场道路技术参数的探讨

陈 乃 枫

浙 江 省 电 力 设 计 院

2008年9月

1 概述

随着全球资源日益紧缺，能源类资源如煤炭、石油、天然气价格的一路飞涨，可以预期的是：廉价石油的时代已一去不复返。同时使用传统能源存在以下二个致命的缺陷：一是储量有限，煤炭、石油、天然气的全球储量分别还够使用的时间约41年、63年和147年；二是在使用过程中会有大量污染物排放，给全世界带来了以温室效应为代表的巨大环境危机，危机我们的生存环境。

在能源和环境危机的巨大挑战面前，新能源行业是全球所有行业中优先战略性布局的，决定新能源行业能否壮大的最基本因素，是新能源相对于传统能源是否具有经济上的可比性，即成本优势。如今新能源成本正随着行业规模的不断扩大和技术进步而迅速降低。从行业平均来看，核电是目前成本最低的新能源，风电其次，太阳能成本最高。

本篇将以风电技术作为主要内容进行论述。

风电做为一种新能源近年来在中国蓬勃发展，风力发电不仅能源可再生，而且环保，普遍被认为是一种绿色新能源。一台单机容量为1000千瓦的风机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。而且风电具有建设周期短、见效快的优势，其缺点也是显而易见的，风电的可开发总量不大、建设成本高、设备维护难、联网供电不稳定等。2007年我国风电新增装机296.17万千瓦，累计达到556.17万千瓦，分别同比增长121%、114%，增速第一，排名跃居世界第5位，预计2008年底累计装机将达1000万千瓦，到2010年装机容量可达约2000万千瓦。

地处东南沿海风能带的浙江省风能资源丰富，拥有1800公里的海岸线，具有发展风力发电得天独厚的自然优势，据业内专家分析，浙江省陆地上潜在的风电装机容量可达100万千瓦以上。

作为总图专业，在风力发电厂的建设中，最重要的任务就是规划建设至风电场道路的盘山公路。虽然道路的总投资在整个风电场的总投资中所占的比重并不大，但道路选线设计合理与否将直接影响风电场的规划容量和整个风电场的投资。

2 风电场道路简述

风电场内部道路分三种用途，分别为风电机组安装施工、风电场内巡视检修和变电所进所道路。风电场建设施工安装阶段的道路应与风电场规划中的永久性道路统一考虑。

在风电场建设施工安装阶段，道路除应满足施工用建筑机械和建筑用砂石料水泥、钢筋、木料、混凝土预制件的运输需求外，还应满足安装大型起吊机械和超长超宽平板车的通过及运输主变压器、风力发电机组机舱总成、风轮叶片、塔架等的需求。因此，应考虑道路路基的承压能力、道路的宽度、道路弯道的最小转弯半径以及在丘陵和山地路段道路的最大纵坡和最大横坡，还有多雨地带的路面排水等问题。该道路基本为简易公路，路面多为原自然地表土，满足施工安装阶段使用即可。在风电场建成后，一般不做路面再处理，仅当风力发电机组因故障或事故需更换大件总成（如齿轮箱、发电机）时，为使起重机械和载重汽车通过而做的少量路面填补修理。

在风电场建成后，通常道路上通过的车辆数量和载重吨位都大大少于施工安装阶段，且多为小型的巡回检查车和生活用车。该道路可利用风电机组安装施工道路，不需要再专门修建。

风电场变电所进所道路，由于使用频率较高和考虑风电场形象，一般做成永久性的正式沥青路面或混凝土路面；当风电场建于远离公路地段时，多利用当地原有乡间小路拓宽或作为一项工程专门修建，个别交通条件很好的风电场，就不存在的进所公路。

3 风电机组大件设备及运输车辆简介

在风电场设计过程中，对风电场的生产厂家和运输厂商进行了必要的收资和调研，简要的叙述如下：

风电机组主要运输大件设备主要为：塔筒、轮毂、机舱、叶片等。

                    风机结构示意图

3.1 750kW风机机组

750kW风机运输规格尺寸

1)   机舱规格：

重量：24t

尺寸：7.0m×3.0m×3.4m

2) 运输车辆规格：

1) 叶片规格

   单片叶片重量：3.5t

   叶 片 长  度：24m

2) 运输车辆

1）道路的最小工作宽度是6m。

2）在急转弯和斜坡处,道路的工作宽度将会增大到8m。

3）运输桨叶的车辆为超长轴特种半挂车，车辆总长度有近26m。要求道路的转弯半径为18M。

4）爬坡角度：柏油路面≤8°    砂石路面 ≤7°

5）为了便于车辆交汇，每隔5公里必须安排一个交叉区域，长度约为35米，宽度约为4~5米。

3.2  1000KW风电机组

大件设备参考尺寸及重量

塔筒运输尺寸示意图

主机及轮毂运输尺寸示意图

叶片运输尺寸示意图

3.2.2 对运输道路的要求

1）道路最小宽度为4.5m。道路转弯半径需大于25m。

运输宽度及转弯半径示意图

2）最大坡度为8º（砂石路面）。

3.3 1500KW风电机组

大件设备参考尺寸及重量

1） 机舱规格：

重量：61t

尺寸：100mm×3460 mm×3700 mm

2） 运输车辆规格：

3.3.2 轮毂运输

1） 轮毂规格：

重量：16.5t

尺寸：Φ3600x3700

最小宽度为：4200mm

2）运输车辆规格：

3.3.3 叶片运输

1） 叶片规格

     单片叶片重量：6t

     叶 片 长  度：37.5m

2） 运输车辆规格：

4 相关道路规程规范的要求

根据《公路工程技术标准》规定，公路根据使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。四级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限平均昼夜交通量为：双车道1500辆以下；单车道200辆以下，计算行车速度按20km/h考虑。

1）四级公路，当采用5m的单车道路基时，应在适当距离内设置错车道。错车道应设在有利地点，并使驾驶人员能看到相邻两错车道间驶来的车辆。设置错车道路段的路基宽度不小于6.5m，有效长度不小于20m。

2）

3）四级公路的回头曲线极限指标：主曲线最小半径15m，超高横坡度6%，最大纵坡4.5%。

4）

5）四级公路的最大纵坡为9%。

6）

7）四级公路的纵坡为8%时，最大坡长为400m；纵坡为7%时，最大坡长为600m；纵坡为6%时，最大坡长为800m；纵坡为5%时，最大坡长为1000m。

8）

9）四级公路越岭路线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200m~500m）和5%（相对高差大于500m）为宜，并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。

10）

5 风电场道路选线设计的技术参数选择

在风电场建设施工安装阶段，风电场道路主要满足安装大型起吊机械和超长超宽平板车的通过及运输主变压器、风力发电机组机舱总成、风轮叶片、塔架等的需求。施工安装阶段结束后，该道路仅有少量小型的巡回检查车使用，车流量非常稀少。

因此，风电场道路在满足上述要求的前提下，应尽量节约道路成本，以降低风电场的投资。

在参照四级公路设计的技术要求前提下，并与大件设备运输厂商提供的资料相结合，确定了风电场道路选线设计过程中的主要技术参数如下,为大家在做风电场前期设计时参考：

1）风机设备最重的重件是机舱，运输机舱，机舱和卡车总重约80吨的重量，而安装所需的吊机约100吨左右，所以道路必须能够承受重达100吨左右的吊车。吊车有8个轴，因此，在空载情况下，由于它们的共同作用，需要35~40kg/cm2的承载能力，这就是道路地面所需承受的压力。

2）道路路面宽度按5m考虑，两边设置硬路肩宽度为0.5m，总宽度为6m。

3）道路选线设计时，在地形条件比较好的情况下，平均纵坡宜不大于5.5%，最大纵坡不大于9%，但是在山区地段的话，平均纵坡不宜大于7%，最大纵坡不大于12%。

4）道路转弯半径应尽量考虑大于25米，考虑道路运输和安全的需要，同时转弯处应设置超宽和超高。

5）每隔5公里设置一个错车平台。