关于珠海东区横琴北海涠洲岛和防城港企沙等文档格式.docx
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正在新建的风电场有内蒙商都、大连瓦房店、浙江苍南、河北张北等。
总装机容量约400MW。
与此同时，国产风力发电机组的开发，也取得了一定的成果。
其中包括“八五”期间开发成功的200kw/250kw风力发电机组，和在“九五”期间开发成功的600kw风力发电机组。
并成功地开发了并网型风力发电机组的当地控制和远程控制系统，使大型风力发电机组的一项关键技术得到了解决。
国内可以制造的风力发电机组其他主要部件，也包括桨叶、发电机、齿轮箱、机舱、主轴、塔架、偏航系统、液压系统等，为大型风力发电机组国产化奠定了基础。
2．风能的发电利用
2.1风力发电的成本与效益
2.1.1常规能源发电的上网电价
以我国目前使用最普遍的300MW级火力发电机组测算其发电的上网电价，结果如表2-1。
表2-1燃煤电厂的平均上网电价（含税）
机组类型
电价
2×
300MW机组
350MW机组
无脱硫
有脱硫
上网电价/（元/kw·
h）
0.33
0.36
0.35
0.38
由于火力发电机组每年向大气排放数百亿t的有害气体，给全球环境造成极大污染。
目前发达国家已采用煤的洁净燃烧技术，国内采用相应技术，需对现有火力发电设备进行彻底改造，火力发电的建设成本要增加30%，上网电价可能达到0.40元/kw·
h。
2.1.2风力发电的成本
根据600kw风力发电机组的国产化成本测算，其价格为5000元/kw。
加上风电场配套费用，风电场的建设成本不高于7500元/kw；
取容量系数0.25，风力发电成本C/[元/（kw·
h）]可由下式计算：
A+M
C=
Ec
式中Ec——每千瓦装机年发电量（kw·
h）；
M——年运行维护费（元）；
A——年项目投资等额拆旧（元），可由下式计算：
ί（1+ί）n
A=P
（1+ί）n-1
式中P——每千瓦投资（元/kw）；
ί——贷款利率；
n——折旧年限（年）。
将风电场建设的各项条件Ec=365×
24×
0.25kw·
h，P=7500元/kw，ί=5%，n=20代入上两式，可得
5%（1+5%）20
A=7500×
元=601.82元
（1+5%）20-1
C=0.27+m
M
Ec
式中m——每千瓦时运行维护费（元/kw·
h），m=
从上式可以看出，风力发电成本由两部分构成：
一部分是风电场的建设成本，这是构成风电成本的主要部分，为0.27元/kw·
h；
另一部分是运行维护成本m。
由于风能消耗不计入成本，这部分成本主要取决于设备的可靠性及风电场的管理水平，根据我国目前的风电场运行情况，m=0.05~0.08元/kw·
这样，风力发电的成本将不高于0.35元/kw·
如果国家能在政策上给予强有力支持，风力发电与常规能源发电相比，上网电价有一定的竞争力。
2.1.3经济效益与社会效益
能源生产的利用对生态环境产生损害，是中国环保问题的核心。
大量直接燃煤造成的城市大气污染，过度消耗生物质能引起的农村生态环境破坏，以及CO2温室气体排放是其主要的问题。
燃煤释放的SO2占全国总排放的85%，CO2亦占85%，NOx占60%，烟尘占70%。
1997年SO2排放总量为2346万t。
酸雨区域在迅速扩大，已超过国土面积的40%。
1995年酸雨沉降造成的经济损失为1165亿元，占GNP的1.9%。
风能在转换成电能的过程中，只降低了气流的速度，没有给大气造成任何污染。
用风力发电，可减少常规能源的消耗，从而减少CO2、SO2的排放，对保护环境和生态平衡，改善能源结构具有重要意义。
在我国的能源构成中，燃煤的比例最大，但可采量有限，并带来环境、交通等诸多问题。
因此，开发可再生能源，尤其是风能，将显得更为重要。
风力发电机组是涉及控制、机电、材料、钢结构等多学科、多专业的机电一体化产品，它的产业化，会带动一批相关产业的发展，有利于促进国民经济发展。
根据在本世纪中叶我国国民经济达到中等发达国家水平的目标，我国的发电能力应达到人均1kw，即15亿kw。
为了实现这一目标，专家认为，我国风力发电的装机容量，至少应达到1亿kw。
按这一发展目标估算，今后50年，我国的风力机工业及其相关产业将有7000亿元产值的市场潜力，平均每年140亿元，可望成为我国21世纪经济与社会效益都十分显著的新兴产业。
2.2风力发电技术
并网运行的风力发电技术，是20世纪80年代兴起的一项新能源技术，一开始就受到世界各国的高度重视，因而迅速实现了商品化、产业化。
特别是随着计算机与控制技术的飞速发展，风力发电技术的发展极为迅速，其单机容量从最初的数十KW级，发展到最近进入市场的MW级机组；
控制方式亦从基本单一的定桨距失速控制，向全桨叶变距和变速控制发展。
预计在最近的5年内将推出智能型风力发电机组。
运行可靠性从20世纪80年代初的50%，提高到98%以上。
并且在风电场运行的风力发电机组，全部可以实现集中控制和远程控制。
从今后的发展趋势看，风电场将从内陆移到海上，其发展空间将更加广阔。
2.2.1风力发电机组的总体结构
风力发电机组的总体结构示意图，如图2-1，图2-2。
图2-2现代风力涡轮机剖面图
风轮是吸收风能并将其转换成机械能的部件。
风以一定的速度和攻角作用在桨叶上，使桨叶产生旋转力矩而转动，将风能转变成机械能，进而通过增速器驱动发电机。
风轮转子直径同输出功率之间的关系如图2-3。
图2-3转子直径同输出功率之间的关系
多年来风力发电机组的风轮，大都采用三桨叶与轮毂刚性联接的结构，即所谓定桨距风轮。
桨叶尖部1.5~2.5m部分，一般设计成可控制的叶尖扰流器。
当风力发电机组需要脱网停机时，叶尖扰流器可按控制指令释放，并旋转90º
形成阻尼板，使风轮转速迅速下降。
这一机构通常称为空气动力刹车。
近年来，随着风力发电机组设计水平的不断提高，在大型风力发电机组，特别是兆瓦级机组（1000kw以上）的设计中，开始采用变距风轮，桨叶与轮毂不再采用刚性联接，而通过可转动的推力轴承，或专门为变距机构设计的联轴器联接。
这种风轮可根据风速的变化，调整气流对叶片的攻角。
当风速超过额定风速后，输出功率可稳定地保持在额定功率上，特别是在大风情况下，风力机处于顺桨状态，使桨叶和整机的受力状况大为改善。
由于风力发电机组起停频繁，风轮又具有很大的转动惯量，通常风轮的转速都设计在20~30r/min，机组容量越大，转速越低。
因此，在风轮与发电机之间需要设置增速器。
大型风力发电机组的机械传动系统都沿中心线布置，因此，增速器都采用结构紧凑的行星齿轮箱。
风力发电机组中的发电机，一般采用异步发电机，对于定桨距风力发电机组，一般还采用单绕组双速异步发电机。
这一方案不仅解决了低功率时发电机的效率问题，而且改善了低风速时的叶尖速比，提高了风能利用系数，并降低了运行时的噪声。
出于同样的考虑，一些变距风力发电机组也使用双速发电机。
发电机并网过程采用晶闸管恒流软切入，过渡过程结束时，主继电器合上，晶闸管被切除，机组进入发电运行状态。
2.2.2风力发电机组的控制技术
风力发电系统中的控制技术和伺服传动技术是其中的关键技术。
这是因为自然风速的大小和方向是随机变化的，风力发电机组的切入（电网）和切出（电网）、输入功率的限制、风轮的主动对风，以及对运行过程中故障的检测和保护，必须能够自动控制。
同时，风力资源丰富的地区，通常都是海岛或边远地区，甚至海上。
分散布置的风力发电机组，通常要求能够无人值班运行和远程监控，这就对风力发电机组的控制系统的可靠性提出了很高的要求。
与一般工业控制过程不同，风力发电机组的控制系统是综合性控制系统。
它不仅要监视电网、风况和机组运行参数，尚要对机组进行并网与脱网控制，以确保运行过程的安全性与可靠性。
而且，还要根据风速与风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运行效率和发电量。
2.3风电较集中的电网也需要抽水蓄能电站
在风电较集中的，或准备大规模开发风电的电网，需要建设抽水蓄能电站，把随机的、质量不高的风电电量转换为稳定的、高质量的峰荷电量。
如目前风电比重较大的新疆、内蒙、和正在准备大规模开发风电的东南沿海，为了充分利用当地资源，在发展风电的同时，配备一定比重的抽水蓄能电站，是非常必要的。
诚然，风力发电是一种清洁，可再生能源，不污染环境，没有燃料运输、废料处理等问题，建设周期又短，运行管理方便。
风能资源丰富的地区，可充分利用当地资源，发挥优势。
但由于风能存在随机性和不均匀性，只有电网装机容量大，这种影响才会减少。
因此，发展风电必然要受到电网规模的限制。
抽水蓄能电站是解决电网调峰、填谷的手段，国内外已有成熟的经验。
在运行实践中，已显示其在改善电网运行条件，提高经济效益方面的优越性。
对于风电较集中的，或风电资源丰富、准备大规模开发的电网，在大力发展风电的同时，建设一定规模的抽水蓄能电站，实现风蓄联合开发，是该地区能源资源优化配置的具体体现。
风蓄联合开发，可利用抽水蓄能电站的多种功能和灵活性，弥补风力发电的随机性和不均匀性，不仅可以打破电网规模对于风电容量的限制，为大力发展风电创造条件；
而且可为电网提供更多的调峰、填谷容量和调频、调相、紧急事故备用的手段，改善其运行条件。
2.4在已有水库上增建抽水蓄能电站
在抽水蓄能电站的建设中，利用已有水库、天然湖泊或大海作为下水库（或上水库），既有有利的一面，也有不利的一面。
因而，利用已建水库，天然湖泊或大海建设抽水蓄能电站，应做全面的经济比较和利弊分析，并在此基础上最后决策。
2.4.1利用已有水库，天然湖泊或大海作为抽水蓄能电站的下水库（或上水库），可以节省一个水库的建设费用，但有可能增加其它方面的费用。
如何利用已有水库工程（含天然湖泊或大海）的有利条件，降低抽水蓄能电站的工程投资，是保证抽水蓄能电站顺利建设和正常运行的关键问题。
2.4.2利用已有水库，天然湖泊或大海，作为抽水蓄能电站的下水库（或上水库），不存在水源问题，但应注意协调新的矛盾。
尤其是水资源缺乏的地区，在有一定径流的河道上，往往已建有水库，抽水蓄能电站站址也希望选在这些水库附近。
若抽水蓄能电站需占有发电库容，影响已有水库其它综合利用部门的用水量，则应协调好各综合利用部门之间的关系，并研究可能的补偿措施。
此外，还应注意对环保和水质的要求。
2.4.3要利用已有水库，天然湖泊或大海作为上水库或下水库，而水库周围无更合适的地形，则可能造成蓄能电站设计的困难。
若已有水库与新建水库距离较远，水库水位变幅大，将直接影响蓄能机组的水头和运行效率。
若已有水库为中、小型水库，改建成抽水蓄能电站的下水库（或上水库）后，建筑物级别要提高，相应的大坝安全系数、汇洪标准、施工质量要求等也要提高；
另外，原建筑物可能留有一些隐患，亦需加固处理。
3．珠海东区/横琴风力发电的策划
3.1珠海东区（下称东区）自然和社会环境简况
3.1.1东区的位置和地形
东区，又称珠海市万山管理区，位于珠海市的东南部。
地理位置为113º
38'
~114º
19'
E，21º
47'
~22º
10'
N。
东区包括三个镇：
桂山镇、万山镇、担杆镇。
其行政界限和划分范围及地理位置见图1。
三镇的陆域都是由岛屿组成。
根据广东省海岛资源调查，岛屿面积约80.876km2，散布在3200km2的浅海海域中。
东区岛屿在1万多年前是广东大陆的一部分。
自玉木冰期后，由于海平面上升，才逐渐形成今日星罗棋布的岛屿。
由于受到广东大陆边缘华厦断裂带的影响，岛群呈东北—西南向排列。
90%以上为燕山期的粗中粒斑状花岗岩。
东区的岛屿总称为万山群岛，大致分为五大岛群：
以桂山—蜘洲—三角等岛组成的桂山岛群；
以外伶仃—三门—隘洲等组成的外伶仃岛群；
以大小万山—东澳等组成的万山列岛；
担杆列岛；
佳蓬列岛。
总共有76个（不包括3个无名岛）。
岛屿以丘陵为主，一般山的海拔高度为200—300m，最高峰出现在担杆列岛中的二洲岛凤凰山（海拔473.7m）。
大部分岛屿均是岛四周较低，岛中部较高，山体陡峻，相对高差较大，岛屿岸线曲折，多港湾，少平地。
海域属南海北部浅海大陆架，水深在5~40m范围内。
海底沉积物主要为，珠江流域带入的陆源性碎屑物质为主，其次为周围岛屿的坡积物。
沉积物类型主要为粉砂质粘土和粘土质粉砂，约占90%以上；
岛岸周围有少量的粉砂、砂或砾石等组成的各种沉积物类型。
3.1.2东区气候条件
东区属热带季风性气候。
光、热丰富，气温高。
年平均气温22~23℃左右。
1月平均气温14.8℃，7月平均气温27.9℃。
年内和日内的气温变化较小。
大万山岛的年平均日温差4.4℃，极端气温值一般小于35℃（极端最高），大于4℃（极端最低）。
年平均降水量1849mm，年际降水量变化值最多和最少的比率达2.4倍，年内降雨量分配不均：
4~9月份属雨季，其降水量占全年总降水量的80%以上；
10月份至次年3月份属干季，降水量占总降水量20%以下。
全年暴雨（50mm以上）日数约12天。
东区风大，年平均风速6.5m/s左右。
冬半年风速大于夏半年。
7月平均风速5.0m/s，冬半年风速均在7.0m/s以上。
全年主导风向为E和ENE风。
10~3月期间盛行偏北风，5~8月盛行偏南风。
4月和9月为过度时间。
据大万山岛的统计，全年8级以上大风日数（指风速≥17.2m/s）达61天。
3.1.3东区的社会环境
东区三镇，以众多岛屿形式存在于海洋中，宜耕地极少。
改革开放前，向来渔业地位十分突出，在大农业产值中渔业占95%，是海岛的支柱产业。
为适应渔业生产的发展，主要岛屿桂山岛、外伶仃岛、大万山岛上建起了制冰厂、织网厂、小型修船厂等为渔业生产服务的工业，以及为岛上居民生活服务的粮食加工厂、五金修理厂、发电厂等。
这些为渔业生产和为居民生活服务的小型加工与维修工业，仅在东区经济中处于辅助的地位。
随着改革开放和珠海经济特区的建立，并利用靠近港澳的有利条件，东区的工业得到迅速发展。
主要的工业有电力、采石业、修船厂、蓄电池厂、塑料厂、发光材料厂、鱼网厂等。
除工业外，还发展第三产业企业，如商业、贸易、饮食业、酒店等。
但东区目前的大部分工业和规模较大的第三产业均放在珠海市区内。
在东区管辖范围海岛上的工业和企业并不多，主要的有电子厂、采石场、修船厂、小型柴油机电厂、网具加工厂、砖厂、游艇厂、油库、港口、码头等，以及小型的饮食、酒店等服务业。
其中采石业产值最大。
上世纪80年代后期，随着网箱养殖业的兴建，渔业生产结构有所改变，从原来的捕捞业占绝对优势地位，转变成捕捞、养殖并举的结构。
3.1.4东区的人口
东区的76个海岛，有常住人口居住的仅5个。
即桂山岛（桂山镇政府所在地）、外伶仃岛（担杆镇府所在地）、大万山岛（万山镇府所在地）、东澳岛、担杆岛。
改革开放后，随着工业的发展，渔民生活水平的提高，海岛上的渔民，相对集中在三镇镇府所在地的岛屿上，而且有的居民，离开海岛迁往珠海市区居住和谋生。
东区人口统计见表3-1。
表3-1东区人口统计（1995年）
所在地
人口数*（人）
分布
人口密度（人/km2）
东区总人口
17666
分布在五个岛上
508
桂山镇
6642
桂山岛
1600
担杆镇
5304
外伶仃岛
603
担杆岛
137
万山镇
4443
大万山岛
543
东澳岛
1277
274
*包括户籍人口和暂住人口。
3.1.5东区的交通
东区主要海岛上建有公路和码头。
岛与岛之间主要靠海上交通。
每天有珠海—桂山—外伶仃，珠海—东澳—万山两条高速客轮航线通航。
此外，外伶仃—担杆之间隔天亦有普通客轮通航。
东区地处珠江口外的河口区，是广州、深圳、澳门、香港及珠江流域众多城市航道出海必经之道，或主要通道，处于水深线10m~30m之间。
共有六条国际水道，其中大濠水道和大西水道是最著名的国际航道。
共有4个锚地，其中桂山岛西侧是著名的国际锚地。
3.1.6东区的风力资源
东区风向、风速有较明显的季节变化。
在大万山岛设有国家海洋局所属的大万山海洋站，其资料可以反映本地区气象基本特征。
3.1.6.1风向频率特征
表3-2为1974~1979年各月风向频率资料统计，图3-1为该地区风向频率玫瑰图。
据上述图表分析，所在区域常年风向频率特征如下：
a．调查区域12月至次年3月，以ENE为主导风向，频率分别为25%、25%、23%和28%，其静风频率分别为1%、1%、2%和2%。
除3月次主导风向为E外（频率为26%），其它各月（12月至2月）次主导风向均为N。
而11月的主导风向为N，频率为29%；
次主导风向为E，频率19%；
静风频率为1%。
上述各月几乎无偏西风出现。
b．4~5月以E为主，出现频率分别为29%、16%；
ESE次之，频率为21%及13%；
静风频率较大，达3~4%，偏西风频率较小。
c．6~7月以SSW为主导风向，其频率分别为15%、20%，西风有所增强；
静风频率低于春季，两月均为2%。
表3-21974~1979年各月风向频率统计表（%）
风向
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
N
23
16
29
22
10.6
NNE
14
17
6.4
NE
5.4
ENE
25
28
13
15.1
E
15
26
18
24
37
19
23.1
ESE
21
5.6
SE
7.7
SSE
4.2
S
1.8
SSW
20
4.1
SW
4.0
WSW
2.3
W
0.4
WNW
0.3
NW
0.9
NNW
5.1
C
d．8~10月的主导风向为E，频率为18%、24%、37%；
静风频率为3%、4%、1%。
e．调查区域全年以E为主导风向，频率达23.1%；
ENE次之，为15.1%；
北风为10.6%；
静风为2.3%。
3.2.6.2风速
a．极端风速
表3-3为1974~1995年6级以上大风出现的日数及极端大风风速。
从表可以看出，6级以上大风出现的日数存在年际变化。
22年来，6级以上大风年平均出现日数为82天，占全年天数的22%。
极端大风风速最高达43m/s。
但极端大风一般出现于夏季台风期，且持续时间较短。
图3-2为1995年各月最大风速及风向。
图中显示：
夏季（6~9月）的最大风速明显高于春、秋季，冬季的最大风速亦较大。
夏季最大风速，风向偏南，冬季则偏北，这同夏季受台风影响，冬季受冷高压脊影响有密切关系。
表3-31974~1995年大于6级大风出现的日数及极端大风风速
年份
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
日数（日）
56
101
66
65
106
90
91
86
105
109
风速（m/s）
30
43
31
27
40
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
104
73
100
95
75
45
38
全年大风平均日数
82
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