山地风力发电项目风机基础施工技术研究

摘要：目前我国大部分的风力发电项目大多处于林地范围内，对山地风电开发较少，经验不足，因此本文结合山地风力发电项目风机基础施工难点出发，从风机设备、基础选型、风机位置规划等方面，分析了山地风力发电项目风机基础施工要点。指出了山地风力发电项目风机基础施工的注意事项，旨在为相关工程提供技术、方法借鉴。

关键词：风力发电；风机施工；山地地形

引言：山地风电项目具有建设规模小、施工面积大、场地地形复杂等特点，并且还需要加强对生态环境的保护，有必要从基础施工入手，对项目中的风机基础施工技术进行研究，探索科学合理的施工技术，提高施工效率与质量，从而避免因技术问题、环境等因素影响项目质量。

一、山地风力发电项目风机基础施工难点

（一）地形复杂

首先在风能资源评估方面，由于地形复杂，测风台的数据代表性较差，不同高度和不同位置的测风塔数据相关性会受到影响，导致测风塔数据只能代表附近较小区域内的风能资源特征，不能准确反映整个风电场的情况。并且山区的气象站多设立于山区的平坦地带，无法观测到潜在的风能开发区。其次在选址方面，地形复杂的特点导致各机位的海拔高度差较大，风速与风向差别显著，导致发电量差异较大，选址困难。最后在施工方面，山地风电场的道路设计更加困难，并且工程量大。吊装平台以及升压站可利用面积有限，施工难度高[1]。

（二）环境保护难

在当前发展背景下，山地风电项目与环境的矛盾日益突出，大部分风资源丰富的山地往往没有道路，为了开发与利用这些风资源，必须修建专用道路，为了满足风机叶片运输要求，有时必须对山体进行大面积切削，不仅会扰动地表，还会破坏植被，对当地的生态系统结构与功能产生一定影响。特别是在当地政府规划的水土流失重点预防保护区中，山地风电项目难以平衡建设需求与环境保护要求。

二、山地风力发电项目风机基础施工技术要点

（一）风机设备与基础选型

在山地风力发电项目中，风机的选型十分重要，需要考虑多个因素，包括风资源情况、地形地貌以及电力需求等。并且随着风电行业的不断发展，低风速、高塔架、大叶片机组开始投入建设，这也就导致机组单机容量增加、塔架、叶片安装需要更大的施工面积。风机主要分为kW级机组、MW级机组以及多MW级机组。我国山地区域地理特点各异，风机设备的选择应因地制宜，针对相对平坦的山地区域，由于建设条件好，应尽可能的满足发电需求，因此需要采用单机容量较大的机型，可以有效降低风电开发成本，同时也能减少机组安装数据量，节省项目投资成本。并且由于山地可选机位不多，大容量机型可以解决机位点不足的问题，可以确保山地风电项目达到总开发容量。对于低风速的山地区域，运输及吊装更加方便，发电能力可以得到充分运用，因此更适合2MW级小容量+大叶轮的机型搭配。

在基础选型上，山地风电场常用的是扩展式基础、重力式基础以及助梁式基础。其中重力式基础在传统的风电场中应用广泛，主要依靠基础自重来平衡风荷载。而另一种助梁式基础，其梁和底板之间具有空腔，可以填充混凝土，弯矩平衡更加灵活，可以适用于山地风电场的建设中，但其施工难度较高，且质量难控制。对于地基承载力高、地质条件较为均匀的区域，由于这种区域施工条件好，交通运输便利，因此可采用重力基础。而在中等到高等地基承载力的场地中，由于其承载力较高，可以减少混凝土使用量，推荐使用扩展式基础，以降低总体造价。

（二）风机位置规划

山地地形复杂，风资源分布不均匀，因此在规划风机位置时，首先需要深入了解当地的地形特征和风资源情况，并分析风速、风向以及强度等参数（可设置测风塔来获得详细的风资源数据）。例如，在高海拔山地，主风向稳定、风速高、风功率密度大的地方适合布置风机。

根据山地地形特点，一般选择利用村镇或长期周边闲置地块进行项目建设，在没有实测风资源数据的情况下，需要优先集和分析目标区域内的风速、风向以及湍流强度等数据。在山地环境中，推荐使用三维风场模拟软件进行精细化评估。同时在规划过程中必须进行详细的环境影响评估，尽可能选择对生态环境干扰较小的区域。当风机机位附近有障碍物时，风机布置应考虑其影响，例如障碍物位于主风能方向时，为避免障碍物倒塌损坏风机，风机机位距离障碍物的水平距离要高于障碍物高度的10倍。对于风能特征参数变化较大，存在多个安全等级的风电场，可采用多种风机机型混合布置方案，但机型不宜超过三种[2]。

（三）施工场地布置

明确风机位置后，山地风电场吊装平台可选择的位置就相对有限，需要在有限的空间内更合理地利用土地，例如，风机基础不能处于填方区，需要至少距离悬崖7m，同时还要考虑进入场坪的道路位置。受山地风电场地形地势的限制，使得很多山地风电场的场坪并不是如平原风场一样的矩形，而是结合场坪位置地形特点的不规则形状。但无论形状如何，满足风机吊装要求即可。在大小方面，吊装平台修筑的越小，吊装平台修筑的工程量就会大大减少。但是如果吊装平台修筑过小，就无法满足风机部件的存放需求，这样一来只能将风机部件依次运送进场地内进行吊装，就会导致吊装工期被延长。因此需要设置一个大小合适的吊装平台。我国常用的风力发电机组主要有750kw和1500kw这两个型号，其中750kw机组的吊装平台大小需要达到40m×30m，顶端还需设置约300mm厚度的碎石平台，并保证倾斜度在1%之内。

结论：综上所述，经过研究山地地形、环境保护等因素对山地风电项目的影响，得出自然因素极大程度地影响了山地风电项目的落实，是其需要攻克的难题之一；通过研究山地风电项目施工技术要点发现，因地制宜是山地风电项目施工的根本原则，关系着施工质量。因此，在实施山地风电项目时，一方面要重视考察施工区域的自然环境，如地形地势、周围环境等，另一方面，将因地制宜理念贯彻到风机机组选型、风机位置规划以及施工场地布置等主要环境，最大限度地保障施工的合理性和安全性，确保施工效果符合预期。

参考文献：

[1]李辉.风力发电项目安装阶段监理安全管控重点及对策[J].电工技术，2024，（S2）：600-602.

[2]张瀚文.山地风力发电设备安全安装技术要点分析[J].电气技术与经济，2024，（03）：129-131.

作者简介：姓名：吴超；性别：男；出生年月：19920222；籍贯：河北省张家口市宣化区；民族：汉；最高学历：硕士研究生；目前职称：中级工程师；研究方向：冻土力学