0 引言
以往风力发电项目，广泛采用纯钢制风机塔架。而近年，混凝土混合式风机塔架也在不少工程上有所应用。本文以实际工程为基础，分析自然条件、材料选择、节能环保发展理念等方面对工程造价的影响。结果表明，随着风电上网标杆电价持续降低，钢混塔架方案的选择对收益率的影响将会继续增大，因此钢混塔架方案在经济性上有一定优势。
1 工程概况
本文以平原风电场进行分析，场区海拔高度为50~180m。拟布置25台单机容量为2000kW的风力发电机组，规划装机容量50.0MW，预计年上网电量约10040.5万kW·h，年等效满负荷小时数为2008.1小时。本工程土建内容主要有风力发电机组基础、110kV升压站、集电线路、进场及场内道路等。
2 设计方案
2.1 纯钢塔架方案
本工程初步选用单机容量为2000kW的机型，风轮直径115m，风机轮毂高度为100m。风机基础采用现浇钢筋混凝土圆形扩展基础，基础埋深为3.5m，混凝土强度等级为C40。根据厂家提供的类似风机塔架尺寸及基础设计荷载，在满足风机对地基承载力和变形的要求情况下，对本工程风机基础进行初步估算。
基础底板半径为R=9.6m，基础圆台顶面半径R1=3.6m，基础台柱半径R2=3.6m，基础底板外缘高度H1=1.0m，基础底板圆台高度H2=1.4m，台柱高度H3=1.4m。
根椐风电场电气设计，风电机组与箱式变电站组合方式为一机一变方案，即每台风机设一座35kV箱式变电站。箱式变电站基础不建议采用现浇钢筋混凝土支架平台形式。建议采用现浇钢筋混凝土箱型基础。
2.2 钢混塔架方案
本工程初步选用单机容量为2000kW的机型，风轮直径115m，风机轮毂高度为100m。风力发电机组采用的是钢混结构塔架形式，塔架上半段为全钢制塔筒，高85m；下半段15m采用预应力混凝土塔筒，为了能够能与风机塔筒配套连接，风机基础需采用空心扩展基础，基础埋深为4.2m，基础混凝土强度等级为C40，抬高段混凝土塔架强度等级为C60。
根椐风电场电气设计，风电机组与箱式变电站组合方式为一机一变方案，即每台风机设一座35kV箱式变电站。本工程考虑将箱变基础放置在风机基础承台之上，基础结构形式采用框架结构，采用C30混凝土现浇。
钢混塔架基础箱变位于基础中。
3 造价分析
3.1技术经济分析
根据上述不同方案编制塔架基础投资与风场部分投资，编制投资估算时，应按建筑工程费、安装工程费、设备购置费和其他费用分别进行编制，工程量应该根据定额规定的工程量计算规则计算。材料价格以2017年一季度市场价格信息和当地信息价为准。建、安工程按所采用的定额及其配套的取费标准计算费用，设备购置费计列设备费及设备运杂费，汇总计入工程静态投资。
本项目两种塔架方案:100m钢混塔架（85m钢+15m混）和100m纯钢塔架方案的工程造价对比分析，混塔的土建基础整体造价高于纯钢塔的造价，但由于混塔中箱变位于塔架内，节省了大量的电缆工程量和箱变占地面积，设备费远低于钢塔造价。总投资对比表如表1所。
表1 总投资对比表
通过上述造价对比得出，影响两种塔架方案的工程造价差异主要因素是相对于纯钢塔架，钢混塔架用钢量小，造价成本低。同时由于钢混塔架自重大，基础尺寸较小，节约了塔架基础的钢筋和混凝土用量，故钢混塔架经济性好于纯钢塔架。根据行业标准和相关法规，将计算的总投资按国家电投成本标准及评价方法进行评价，结果如表2所示。
表2 财务指标汇总表
3.2 方案对比
钢混塔架结构由于混凝土材料特性及厚度，对机头产生的噪音能降低声波传播距离，有利于保护环境。由于塔底空间大，不仅利于通风散热，且冬暖夏凉，降低电控设备温度报警次数，提高设备可利用率，还可以考虑将箱变放入塔筒内部，节省征地、箱变基础和电缆成本。浪溅区防腐明显优于钢塔，既能避免泥砂残留在传统塔架的法兰处造成螺栓锈蚀和影响法兰面摩擦系数，又能避免传统钢塔基础环基础根部或锚栓基础锚杆PVC管内积水，腐蚀基础钢筋或锚栓。还可减少设计时间，并节约机组至箱变电缆长度。相同强度的钢结构与混凝土结构，混凝土结构的刚度是钢结构的5倍以上，相应地塔架振幅要远远小于钢塔架，更加有利于机组安全稳定运行。相比较柔性塔架，其抗疲劳性能更为优越。
4 结论
1）相比纯钢塔架，钢混塔架因用钢量小，且由于自重大，基础尺寸较小，节约了钢筋和混凝土用量。且将箱变放入塔筒内部，可以节省征地、箱变基础和电缆成本。
2）钢混塔架投资额较纯钢塔架投资额减少，资本金财务内部收益率较纯钢塔架增大；钢混塔架方案较纯钢塔架方案利润增加。
3）纯钢塔架具有桩身强度大、承载能力高和可施工性好的特点，因此在以往项目中，纯钢塔架应用广泛。而近年逐步推广应用的混塔塔架，造价成本低，且随着设备及施工技术的发展，其技术优势也逐步显现出来。
4）随着后续发展项目的风资源优势明显的场址显著减少，风电上网标杆电价持续降低的背景下，钢混塔架方案的选择对收益率的影响将会继续增大，因此经济性而言，钢混塔架方案较优。
因此从技术上及经济上综合分析得出结论，钢混塔架方案的经济性更具优势，为后续工程提供参考。
参考文献
[1] NB/T 31011-2011, 陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准[S].
[2] NB/T 31010-2011, 陆上风电场工程概算定额[S].
