一、概述：

东南沿海地区的广东、浙江、福建、江苏属于风能资源丰富，售电市场良好，上网电价较高，筹资能力较强。随着江苏东台、如东二个国家特许权风电项目的建设开始，沿海风电场的开发与建设进入高潮，各大电力集团公司投资的沿海风电场：启东、如东、东台、大丰、响水，滨海、射阳、东营、海兴、黄骅等，拟建规模超过百万千瓦。东部沿海地区是用电负荷中心，电力系统主要是火电，每年需要从外地大量运煤，增加运输困难，燃煤造成环境的污染。沿海属于风能资源丰富区，风能密度大约300w/m²，有效风时（≥3m/s）达7760h以上。“取之不尽，用之不竭”的风资源，加之沿海大量的滩涂地，为风电场的开发提供条件。同时，搞好沿海风电场的建设是对未来海上风电场建设在技术上的准备与积累。

　

二、沿海滩涂风电场

沿海滩涂地是似海非海、似陆非陆的特定区域。海洋行政主管部门将滩涂界定为平均高潮线以下低潮线以上的海域，国土资源管理部门将沿海滩涂界定为沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮浸地带。两部门对滩涂的表述虽然有所不同，但滩涂既属于土地，又是海域的组成部分。根据滩涂的物质组成成分，在我国沿海地区的滩涂可分岩质滩涂、沙质滩涂和泥质滩涂。被人类改造利用的滩涂，称为滩涂资源。滩涂资源用途很广，第一，可以开辟盐田，是发展盐化工原料基地的好场所。第二，围海造地，增加耕地面积。第三， 发展滩涂水产养殖业。第四， 填筑滩涂，解决沿海城市、交通及工业用地问题。新增一点风力发电，沿海滩涂风资源的属于丰富区，海拔低空气密度接近标准空气密度，65米风速为6.5-6.9m/s，年均风功率密度300w/m²以上，具有很好的商业开发价值。

随着我国经济高速发展，能源紧张的矛盾日益突出，特别是在东部沿海、长三角地区能源缺乏的地区，开发新型清洁能源—风力发电是成必然的趋势。在兆瓦级风力发电机组的商业化、大型机组的本地化、国家再生能法等鼓励政策，新一轮风力发电投资热潮在沿海地区掀起。在江苏南通、盐城两地区沿海县市已获国家批准的风电项目超过50万千瓦，拟建的项目超过百万千瓦。

沿海风能比内陆大是由于气流流经海面的摩擦力较小，则风速较大。风由沿海向内陆，动能很快消耗，风速急剧减小。从中国优先风能功率密度图看，福建海滨是中国风能分布丰富地带，而在距海50km处确为风能贫乏地区。在风电场设计时，有二个测风塔相距1.2 km，65米风速分别为6.7m/s和6.9m/s，风功密度为302 w/m²和369w/m²，其分别计算发电量，结果相差1.5%。

在沿海滩涂上一般修筑永久海挡（防波堤、海堤），其作用是保护农田、村镇、盐池、养殖池等。根据潮水情况，不同地区海挡修筑的标准不同，江苏沿海的设计标准为重现期五十年，河北沿海的设计标准为重现期三十年；在使用材料上也有着不同，江苏如东的海挡护坡使用浆砌石或混凝土板，东台则采用植草护坡。这些的不同对其工程造价影响甚大。事实上受到永久海挡的滩涂已变成了土地，它不在受每日两潮的侵蚀。鉴于风电场施工条件与运行管理的需要，风机布置区域有四种情况：1、风机布置在永久海挡之内；2、风机布置在永久海挡之内为主，少数风机（不足30%）布置在永久海挡之外；3、风机布置在永久海挡之外的养殖区，如虾池内，利用虾池池埂挡水的作用，能使风机免受每日的潮水侵蚀；4、风机布置在永久海挡之外滩涂上，风机要受到每日的潮水光临。总之，情况四将全部风机布置在每日两潮的滩涂上风电场甚少，可谓真正意义上的滩涂风电场。大家经常讨论的滩涂风电场是前三种情况，却确的讲为广义概念的滩涂风电场。

 

三、风机布置与发电量

风电场的风机布置其目标是建设费用最小、发电量最大。滩涂风电场风机布置的考虑的主要因素：1、充分考虑利用风电场的地形条件，恰当选择机组之间的距离，尽量减少风电机组之间的尾流影响（排列效率）；2、项目的建设容量，根据地形及风况，力求风力机组处于风速高且风能分布较好的海边。3、场内送变电方案的最佳配置，满足机组运输条件及安装条件，其相应得辅助工程费用较小；4、便于风电场建成后的运行和管理。

风电场设计中的主要工作是机组选型与布置，沿海滩涂区域地形比较平坦，也微有起伏，通常东低西高，坡度小于1%，地形对风机布置的影响作用不大。风机的排列间距大小，对尾流影响是影响很大，排列效率影响发电量的最主要的因素，垂直于主风向的风机布置的行数为次要因素。通过不同风机间距，计算风电场发电量。见表不同间距的发电量对比表。

不同间距的发电量对比表

 

风电场是一个区域，风机点阵布置在其中。随着风机布置的间距增大，发电量也相应得增多，项目在施工辅助的费用也相应增大，通过经济分析比较选择一个最优的方案。风机布置的间距宜在合理的范围7D。

来自海上风或风能为主导方向，滩涂风电场一般为南北方向长，东西方向短（1-3km）。风机在风电场布置在何处？获取发电量最大是风电场建设的目标，而项目的实施方案是要考虑得重中之重因素。在滩涂风电场开发过程中，必遇到风电场发电量与项目总投资的这个矛盾，对于不同方案的比较与选择，正是目前设计中缺乏可借鉴的类似项目成功经验，而每个滩涂风电场的自然条件不一样，各自具有各自的特点。要因地而施，滩涂风电场待解决的主要问题：风机基础施工、场内运输与风机安装。人们更习惯于无水条件工作，基于这样的理念，通常选择风机布置在永久海挡内，呈现多数在建风电场的风机布置在永久海挡内现状。

 

四、滩涂风电场的实施

由于潮汐、潮位和滩涂的不同，滩涂风电场所处的地理位置不同，则滩涂风电场有着明显的差异。国内尚无大型滩涂风电场（50MW以上）的建设与运行的成功的经验，滩涂风电场与内陆风电场投资相比：风机基础是1.5-2.5倍、场内道路是2-6倍，滩涂上风机的临时围堰投资20-64每台。滩涂风电场投资大的现实，摆在每个投资商的前面待解决的问题是降低工程总造价。

对于不同的风电场，一定要根据其当地特点进行设计，需要深入现场查看，做好各类的资料的准备，从而得到经济合理方案。影响滩涂风电场的造价的几点因素：风机布置间距、风机桩基础、场内施工道路、临时施工围堰。就此几点做些探讨。经济合理的风机布置间距关系到风电项目收益，处理好风电场发电量与工程项目总造价的关系，要做到充分利用风资源、合理使用土地，此工作在初步设计阶段要做多种不同的方案比较，它对滩涂风电场是非常重要的。滩涂天然基础不能满足风机对基础的要求，一般选用桩基础。对桩基础设计包括桩型、桩长和桩径的选择。亦选端承摩擦桩，普遍采用的是PHC桩，亦对灌注桩与之经济比较，以及扩地支盘桩、后压浆灌注桩与PHC桩的经济比较。场内道路做成永久道路还是临时道路（1-2年使用），其占地费用永久占地还是临时占地计算，其取费标准不一样，二者相差很大；路的设计标准不同，其造价每公里差20-30万元。临时施工围堰的设计标准一般借用水利水电施工组织设计的标准，潮位不同重现期的相差不大，采用标准方法设计，做整体的临时施工围堰其工程浩大。若参考养殖虾池的经验，或者选择分区块做小围堰，可节约大量投资。因地制宜地建设滩涂风电场， 是降低造价的有效途径。

 

五、探讨问题

 

鉴于大型滩涂风电场项目的建设经验的缺少。就几个滩涂风电场的建设问题进行探讨：

1）                代表测风塔的选择，由于测风塔位置的不同，所计算的风电场的发电量的不同。影响风电场项目的效益。

2）                永久海挡对风电场的计算发电量的影响。永久海挡的高度在4-6米之间，它既抵挡潮水又阻碍了风，现有的计算软件尚未能计算出它的影响。

3）                综合折减系数的选择：空气密度的影响；控制和湍流强度影响，盐雾影响；风电机组可利用率；风电机组功率曲线的保证率；所用电、变压器和电缆线路损耗；叶片污染对能量损失；考虑到沿海降雨、雷暴、台风等天气、气候事件的影响；综合折减系数的选用在0.8-0.7之间。选用的数值不同，对风电场的发电量影响甚大。何谓最优、合理难以确定。

4）                临时施工围堰：在沿海一些围垦的养殖区，其堤堰以当地经验实施，简易且造价低，多年使用运行良好。若采用规范标准设计，其造价是简单围垦的2-5倍。如何选择，对辅助工程造价有很大的影响。

5）                滩涂地施工：若将风机布置在滩涂地上（潮位2米左右），不修建海挡，可采用施工平台方法施工。建造一个专业的施工平台，它要有打桩的能力和风机吊装的能力。利用涨潮时将施工平台等运输到风机点，这样可以减少辅助工程（临时围堰和场内道路）的投资。现在，国内尚未找到类似施工平台，投资商应该尝试一下。其优点一是降低工程总投资；二是积累海上建设的经验。