刍议风力发电场规划选址技术与方法——以佛子山分散式风力发电场为例

吴成鹏

三峡大学，湖北宜昌 443000

目前我国经济发展正处在提质增效的发展阶段，一方面对能源的需求日趋增长，另一方面当下仍以煤炭为主的能源消费结构对环境的压力越来越大。风力发电作为一种新型能源，不仅清洁无污染，生产技术成熟，且我国拥有丰富的风力资源，所以风力发展项目逐渐在全国各地选址建设。有关风力发展发电场（以下简称“风电场”）的研究多表现为风电资源的可利用性、具体的风电技术设备、风力发电环境影响、具体某一方面的风电选址问题评述等方面，而从城乡规划视角，体系化阐述风电场选址论证的技术与方法相对较少，本文梳理风电场选址论证的技术思路，并以案例进行思路演绎，以期为相关工作提供有益借鉴。

1 风电场规划选址五个技术层面（图1）

1.1 项目建设必要性

风电场建设的必要性是选址论证的前提，只有明确了建设的必要性，后续工作才有意义。必要性可从整体、局部和特殊三方面开展，整体上项目建设要符合国家经济社会的正向发展要求，局部上项目建设要满足地方经济社会发展的需要，特殊上项目建设要有益于当下面临的资源环境状况。

1.2 基地条件可行性

所选基地首先要求风力资源良好，风向稳定，一般年平均风速在6m/s以上（60～70m高度），山区在5.8m/s以上；年3～25m/s的风速累计小时数在2000h以上；年平均有效风能功率密度在150W/m2以上[1-2]。再者，基地要有良好的工程地质条件和用地条件；其中前者要进行地勘工作，明确基地工程地质条件；后者要求基地不涉及自然保护区、文物古迹、矿产覆盖区和军事禁区，尽量使用未利用地，少占或不占耕地，这其中需要征的国土、环保、林业、文化、武装等政府部门的批复文件。最后需要基地有适当的交通、水电和方便接入电网的条件，一般风电场离接入的电网不超过25km。

1.3 相关规划协调性

风电场建设需要与土地利用规划，城乡规划，交通、市政、综合防灾等专项规划比对协调。其中，于土地利用规划需要校核风机设备所占国土利用类型，于城乡空间规划需要校核风机设备是否与城乡建设用地协调，于交通规划需要明确进出风电场的交通线路是否可行，于市政规划需要明确发电线网的接入是否便捷[3]，于综合防灾规划需要将风电场的防灾措施纳入整个综合防灾规划当中。

1.4 项目环境影响性

风电场的规划选址需要依托环境影响评价报告，阐述项目建设对声环境、电磁环境、生境环境、地质环境、景观环境、水环境、大气环境的影响，其中声、电磁、生境、地质、景观环境是评价重点，水和大气环境不会产生多大影响。对于声环境，风电场的噪声影响较为明显，但对风机机位运转后应当保持多远噪声距离，在我国并没有具体规范，根据国内外风电场建设经验，一般要求至少保持300m噪声防护距离。对于景观环境，风电场需要纳入地方整体的风景旅游规划当中。对于其他环境影响评价需依托环评报告判定。

1.5 经济社会效益与工程管理

图1 风电场规划选址关键技术层面

经济社会效益需要分析项目的建设运营成本、投产收益、财政税收、就业岗位、折算节能减排量，综合评判经济可行性和社会效益。工程管理需要从建设和管理两方面分析项目的整体建设内容、相关工程手续以及运营维护管理。

2 佛子山分散式风力发电场举例

2.1 风电场概况

佛子山分散式风力发电场位于湖北省天门市佛子山镇佛子山和皂市镇龙尾山的山脊之上，单机容量2.2MW，数量13台，风电场总规划容量28.6MW，年均上网发电量5333.1万kWh；新建2座35kV开关站。

2.2 选址论证关键技术

2.2.1 建设必要性分析

从提升我国风电产业核心竞争力，推动风电产业健康可持续发展角度，分析我国风电产业发展现状、国家可再生能源法规、风电发展“十三五”规划，认为项目建设符合国家战略发展需求。分析国家能源结构和项目节能减排量，认为项目具有良好的减少环境污染的效果。分析天门市地方经济发展与能源需求状况，天门市近7年经济和社会用电量持续增长，项目建设能够提高地方供电可靠性。

2.2.2 基地条件可行性

根据风电场代表测风塔测风成果和《风电场风能资源评估方法》（GB/T 18710—2002），评价场址区风能资源、有效风时数、场址主风向、湍流强度、空气密度、场址区最大风速，认为该电场工程的风能资源为可利用区，具备建设风电场所要求的风能资源条件。根据场址周边地质勘查资料，场址区无区域性断裂通过，地表未发现较大规模的滑坡、泥石流等严重不良地质体，不存在可液化土层，自然边坡基本稳定，场地稳定条件较好，适宜工程建设。根据天门市国土局、水利局、环保局、林业局、旅游局、文体局和人武部意见函，项目场址不存在自然保护区、文化遗址、文物保护区、生态红线、重要林地和森林公园、饮用水保护区、军事设施等敏感要素。同时本工程的风电场设备可通过S213省道、S107省道及X009县道运输至项目附近，再通过整修完善的道路，通达风电场；用水可采用运水车拉水和蓄水池蓄水解决；用电可由附近民用线路引入生产生活区，同时辅加一台移动式柴油发电机解决。

2.2.3 相关规划协调性

分析佛子山镇和皂市镇土地利用规划，风机、开关站等风场设备占地为林地和自然保留地，未占用基本农田和城镇建设用地。分析天门市城市总体规划中场址的城乡空间关系，场址范围不涉及生态涵养地、水源保护地、基本农田等生态敏感区域，可适当建设。分析天门市综合交通规划和电力工程规划，项目建设具有便利的交通运输条件，且周边10km范围内均有35kV变电站可以接入电网。

2.2.4 环境影响性

由地形高差和300m防护距离，依据勾股定理计算各风机位置水平距离范围，得到300m防护距离内并无村庄居民点分布，认为项目选址噪声影响较小。对于变电所及输电线路，根据国家环保总局颁布的《电磁辐射环境保护管理办法》中规定，项目涉及到的最高电压为35kV，不属于电磁辐射项目。根据可行性研究报告，评价项目建设对其他生境、地质、水和大气环境影响，认为该项目的环境影响相对较小。

2.2.5 经济社会效益与工程管理

分析项目经济效益，工程总投资约22817万元，本项目总投资收益率（ROI）5.97%，投资利税率5.48%，所得税后全部投资财务内部收益率8.13%，投资回收期9.78年，资本金财务内部收益率16.3%，所得税后全部投资财务内部收益率和资本金财务内部收益率大于8%，高于行业基准收益率，能够在银行贷款期限内还清贷款，项目经济性较适中，项目从财务上可行。

风电场建成后，年发电量5333.1万kWh，按2017年全国火电平均发电煤耗0.315kg/kWh计算，每年节约标煤1.7万tce，相应每年可减排CO24.4万t、SO214.3万kg、NOx12.4万kg，节能减排效益显著。

项目选址还从程序合法性、政策风险性、征地风险性、群体反应风险性等层面进行了社会风险分析。最后从整个风电场的工程建设与管理运营两方面阐述项目建设的工程管理设计。

基于以上五方面的分析，基本涵盖了风电场选址论证的全面内容，综合判定项目选址可行。

3 结语

风电场的建设需要各部门行政审批，完成项目可行性、地勘、环境影响评价、风力资源监测等研究报告，基于这些基础资料，同时附加地形、工程建设方案，以及现场调研资料，便可从项目建设必要性、基地条件可行性、相关规划协调性、项目环境影响性，以及经济社会效益与工程管理5个方面进行选址论证。本文为风电场选址论证构建了5个层面的关键技术方向，对实际工作具有较为普遍的借鉴意义，诚然也需要根据具体项目的特点进行调整完善，建立针对性的论证技术路线。