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风电场测量论文:风电场测绘过程的建议
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作者:张焕杰 单位:河北省电力勘测设计研究院

编写原则

1规程定位

《风电场工程测量技术规程》在标准体系里的定位,是一个需要首先明确的原则问题。风电场工程测量属于工程测量的范畴,目前主要参照执行的是《工程测量规范》(GB50026-2007)、《火力发电厂工程测量技术规程》(DL/T5001-2004)、《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》(DL/T5076-2008)、《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2009)(下文简称风电场参照执行标准)。《工程测量规范》是国家标准,但没有专门针对风电场的内容,场址测量、升压站、道路测量主要参照《火力发电厂工程测量技术规程》电力行业标准有关章节执行,集电线路主要参照《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》电力行业标准有关章节执行,GPS作业执行《全球定位系统(GPS)测量规范》国家规范基本条款。所以,《风电场工程测量技术规程》应定位为电力行业标准,考虑到《风力发电场设计规范》国家标准正在编写,必要时可以考虑升级为国家标准。

海上风电场与陆地风电场工程测量内容、方法、手段差别较大,而且工程经验有待丰富。《风电场工程测量技术规程》针对陆上风电场,有企业标准支撑,编写行业标准时机成熟;《海上风电场工程测量技术规程》应针对海上风电场单独编写,目前应定位为企业标准。

2编写方法

风电场前期六项标准明确了前期工作需要的测量资料的名称及内容要求,参照执行的四项标准被借鉴的条款规范了数据来源、工作方法、精度指标、样图等,所以《风电场工程测量技术规程》编写时应满足前期六项标准,对参照执行四项标准的有关条款认真分析,针对风电场具体工作内容进行综合整理,重点突出针对性和适应性。例如集电线路电压等级一般是35kV,而且基本在风电场范围内,应充分利用已有资料,简化工作流程和工作内容。

风电场前期六项标准由水电水利规划总院牵头编写,参照执行的《火力发电厂工程测量技术规程》、《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》由电力规划设计总院牵头编写,风电场地形图测量双方均有丰富的工程经验,微观选址、道路测量工程经验基本相同,集电线路、升压站测量火电设计院经验积累相对多一些。所以《风电场工程测量技术规程》编写应成立由火电、水电设计院参加的编写小组,工程经验丰富的设计院牵头实施。

3编写过程控制

《风电场工程测量技术规程》应在国家标准委员会、国家能源局备案或立项,方便开展工作和标准升级为国家标准。牵头院应做好策划,制订合理的计划,邀请有关部门和专家对工作计划和内容进行评审;然后在充分调研的基础上,参加院分头编写,牵头院汇总形成初稿;对初稿进行评审,根据评审意见修改后形成征求意见稿;对反馈意见汇总评审,修改形成送审稿;最后根据审查意见修改后形成试用稿。

编写内容

1风电场工程测量主要工作内容

风电场包括陆地风力发电场及海上风力发电场,陆地风力发电场是位于山地、丘陵及平原区风力发电场的统称,海上风力发电场是风力发电机组地基基础直接受海水作用影响的风力发电场。首先明确《风电场工程测量技术规程》的适用范围为陆地风力发电场。陆地风力发电场勘测主要包括风电机组及场内升压站、集电线路、道路勘测。风电机组勘测阶段一般划分为:预可行性研究阶段勘测(含工程规划勘测)、可行性研究阶段勘测、初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。升压站勘测阶段一般划分为:可行性研究阶段勘测、初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。集电线路勘测阶段一般划分为:初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。道路勘测一般在初步设计阶段实施。风电机组预可行性研究阶段,测量专业一般是配合设计搜集1:50000或更大比例尺的地形图;可行性研究阶段,测量专业主要工作是测绘1:10000比例尺地形图、建立控制网及配合岩土专业工作(放样勘探点、测地质点等);初步设计阶段,测量专业需要配合设计人员进行微观选址(即将设计专业预排的风机放样到实地,并根据实际情况现场进行调整)。施工图设计阶段,测量专业依据设计特殊需求开展专项工作。

升压站可行性研究阶段,测量专业配合设计搜集、利用拟选站址区域已有地形图资料(地形图比例尺1:10000~1:50000),选择站址;初步设计阶段,测量专业主要工作是测绘1:500比例尺地形图、建立控制网及配合岩土专业工作(放样勘探点等);施工图设计阶段,测量专业一般是配合岩土专业详勘工作(放样勘探点等)。集电线路初步设计阶段,测量专业一般是配合线路电气设计人员室内在1:10000地形图上选择路径,必要时现场落实;施工图设计阶段,架空线路平断面图测绘,平面图比例尺1:5000,断面图比例尺1:500。原则上不测塔基地形图,特殊条件下(掏挖基础、地形条件复杂)塔基地形图测量,由设计人员现场指定,塔基地形图比例尺1:200,等高距0.5m。地下敷设电缆工程,测量专业配合设计利用风电场场址地形图(比例尺1:5000或1:10000)选择路径;特殊条件下(如山区地形起伏变化大,崖、坎发育)依据设计要求,现场落实路径并测量纵断面图,比例尺宜为:平面1:5000,断面1:500,提供路径转角坐标、纵断面图等。道路初步设计阶段,测量专业进行带状地形图测绘,测绘比例尺1:2000,测绘带宽一般50m。

2技术发展现状

以全球卫星定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为代表的3S技术,推动了测绘技术的跨越式发展。陆地风力发电场工程测量积极采用3S技术。全球卫星定位系统当前主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗系统、欧盟的伽利略系统,目前主流应用的是GPS。GPS静态、快速静态技术在风电场场址、升压站控制测量中普遍应用,RTK技术在场址、升压站地形图野外数据采集中广泛应用,风机微观选址、岩土专业配合测量也主要采用GPSRTK方法,集电线路测量、道路测量更是如此。遥感主要在场址1:10000地形图测绘中广泛应用,其中航测占主导地位,卫星影像作为补充,三维激光雷达也是手段之一,但受制于性价比还无法推广应用。GIS是目前最先进的空间与属性数据管理与分析技术之一,在风电场规划、勘测设计、施工、运行中具有良好的应用条件和效果,为风电场全寿命周期管理提供了整体的解决方案。目前风电场GIS的应用还处于起步阶段,测量专业作为为风电场GIS提供基础空间与属性数据(地形图、控制测量数据、坐标与高程基准等)的工作流程的前端专业,对风电场GIS技术的推广应用可以发挥显著地推动作用。

3编写内容

3.1内容编排

《风电场工程测量技术规程》的编写内容应覆盖陆地风力发电场全寿命周期的测量工作,重点突出勘测设计阶段,力求简明扼要,使用方便。建议内容编排如下:

(1)范围

(2)规范性引用文件

(3)总则

(4)控制测量

(5)地形测量

(6)微观选址测量

(7)升压站测量

(8)集电线路测量

(9)道路测量

(10)岩土测量

(11)检查验收及测量成果

(12)竣工及GIS建立测量

(13)施工运行测量

3.2内容说明

范围,应明确《风电场工程测量技术规程》适用于陆地风力发电场勘测设计阶段、施工阶段、竣工阶段的工程测量工作,运行阶段可参照执行。规范性引用文件不但包括上文中的标准,还应包括有关设计标准等。总则,除一些基本要求和约定外,还应突出风电场的特殊性,例如风电场测量工作安排的原则等。

控制测量,明确风电场控制网布设的原则、坐标系统、高程系统、等级,观测仪器、观测方法、计算方法、资料整理等,应重点介绍GPS。

地形测量,应明确场址、升压站站址、带状地形图的比例尺、测量手段、仪器、成图软件要求等。1:10000地形图主要采用航测方法成图,优先采用已有航测资料;1:500、1:2000地形图主要采用GPSRTK方法进行数据采集,内业成图采用电子平板软件。应在附录中给出风机、测风塔等特殊图式符号。微观选址测量,应明确精度要求、使用仪器、观测方法等,重点介绍GPSRTK方法。

升压站测量,应明确可行性研究、初步设计、施工图设计阶段的主要测量内容、方法,重点说明风电场的特殊要求,如何充分利用已有资料,简化工作。强调坐标、高程系统的一致性,方便风电场GIS的建立。集电线路测量,应明确电压等级及初步设计、施工图设计阶段的主要测量内容、方法,如何充分利用已有资料,针对35kV电压等级简化工作。强调坐标、高程系统的一致性,提供塔位坐标,方便风电场GIS的建立。

道路测量,应根据风电场运输要求确定道路等级,规定精度、工作方法及提供资料内容,根据风电场道路的特点,简化测量工作。

岩土测量:明确配合岩土专业勘探点测量的精度、测量方法、采用仪器等。检查验收及测量成果,针对风电场特点编写有关内容。

竣工及GIS建立测量,明确建立风电场GIS测量专业的工作内容,说明基础入库数据(地形图、遥感数据、控制网数据、统计数据等)及专题入库数据(风机坐标、升压站坐标、线路杆塔坐标、道路坐标等)的格式、精度、空间参考系、元数据等。专题数据通过竣工测量获得,手段是搜集设计图纸、设计变更等,并进行必要的现场检测。施工运行测量,施工放样使用勘测设计阶段控制网即可,只说明一般要求,具体参照勘测设计阶段内容。重点应放在勘测设计阶段建立的风电场GIS,如何输入施工、运行专题信息并进行维护,突出风电场全寿命周期管理。

结语

(1)由于没有陆地风电场测量专业规范,只能参照有关规程规范执行,为了保证质量,工作深度过深、工作量过大的情况时有发生。因此十分有必要尽快制定专业规程,推广应用新技术、新手段,简化工作流程,确保成品质量,压缩工作周期,为风电场勘测设计提供优质服务与技术支撑。

(2)《风电场工程测量技术规程》应定位为电力行业标准,考虑到《风力发电场设计规范》国家标准正在编写,必要时可以考虑升级为国家标准。

(3)《风电场工程测量技术规程》编写应成立由火电、水电设计院参加的编写小组,工程经验丰富的设计院牵头实施。

(4)陆地风力发电场勘测主要包括风电机组及场内升压站、集电线路、道路勘测。风电机组勘测阶段一般划分为:预可行性研究阶段勘测(含工程规划勘测)、可行性研究阶段勘测、初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。升压站勘测阶段一般划分为:可行性研究阶段勘测、初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。集电线路勘测阶段一般划分为:初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。道路勘测一般在初步设计阶段实施。

(5)《风电场工程测量技术规程》的编写内容应覆盖陆地风力发电场全寿命周期的测量工作,重点突出勘测设计阶段,力求简明扼要,使用方便。

风电场测量论文:风电场测绘过程的建议责任编辑:陈老师    阅读:人次