变电站选址规划方法研究

变电站选址规划方法研究

摘要：介绍了我国城市电网规划的主要内容，分析了变电站选址的重要性，阐述了影响变电站规划选址的主要因素，最后介绍了变电站规划选址的七种常用方法。

关键词：电网规划；选址；影响因素；规划方法

中图分类号： tm715 文献标识码： a 文章编号： 1009-8631（2013）03-0025-01

1 引言

随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对电能的需求也在持续增长。在我国目前状况下，部分地区不仅电力供应与需求在总量上的不平衡对社会和国民经济的迅速发展产生了制约作用，而且现有的输配电系统的不良结构同样给生产发展和人民生活的改善带来了消极的影响，甚至是较为重大的损失。在这种情况下，如何提高我国电力系统规划水平就成为一个十分紧迫的课题。

2 城市电网规划内容

城市供电网是电力系统的重要组成部分，是电力系统的主要负荷中心，同时又是城市现代化建设的一项重要基础措施。城网规划既是电力系统规划的重要组成部分，也是城市规划的重要组成部分。城网规划一般包括以下几方面内容：

（1）在研究城网负荷分布现状的基础上进行负荷预测，确定未来每个规划阶段各个小区的负荷密度和大用电负荷点；

（2）在小区负荷预测的基础上确定各个变电站的地理位置、主变容量及各个工程项目的投产时间等；

（3）在以上工作的基础上进行城网网络结构的整体优化设计，以确定所需建设供电线路的投建时间、电压等级、规格标准及其所需的投资等。

3 变电站选址规划的重要性

变电站是电网中变换电压、汇集和分配电能的设施，主要包括不同电压等级的配电装置、电力变压器、控制设备、保护和自动装置、通信设施和补偿装置等。变电站选址定容是电力系统规划工作的一个重要环节，在电网规划中起承上启下的作用。它是在负荷预测的基础上进行的，其结果直接影响着未来电网的网络构架、运行经济性以及无功电源的配置等问题，而且变电站对于整个电网的供电安全和供电质量也起着重要的作用。总之，变电站站址、站容（简称变电站选址问题）优化规划是在小区负荷预测之后的一项十分重要的基础工作。合理地对变电站进行规划可以获得很大的经济效益，相反，变电站规划失误则会给国家的经济建设和人民生活带来不可弥补的损失。

4 影响变电站规划的因素

变电站选址是电力系统规划最重要的内容之一，尤其是在考虑变电站规划项目的整体成本时更是如此。一个新建站的确切位置受到很多因素的影响：

（1）靠近供电区域的负荷中心以减少线路投资和电能损耗。高

压变电站分布合理，接近供电区域的负荷中心时，将有效的缩短中压配电网的供电半径，为城市中低压配电网更加安全、经济的运行提供基础条件。如果在需要设置变电站的具体地点方面存在土地征用的困难，只能从有限的合适地点中进行选择，那么同样要对各种方案进行经济灵敏度分析，以取得最优站址。

（2）适应负荷发展的需要。由于负荷预测时存在不确定因素，因此高压变电站规划方案应能适应负荷的不确定性要求，例如在负荷增长不确定时，应合理预留变电站站址。考虑到规划方案的长期适应性，变电站的占地面积应考虑最终规模要求。如果在进行城市规划时，预测到未来的负荷中心会发生转移，那么选址时变电站站址可以偏离现有负荷中心，靠近未来负荷中心。

（3）考虑变电站出线的需要。在选择变电站站址时，还应当考虑出线走廊的问题。例如尽量避免中低压线路穿越铁路、河流等。（4）综合考虑环境因素。变电站的规划要符合总体规划用地布局的要求，尤其是城市变电站规划，应与市容环境相协调。随着城市人口和建筑密度的增加以及工商业的发展，变电站的用地变得越来越紧张，这与大量基础设施的投入形成尖锐矛盾。这一矛盾将随负荷的不断增长变得愈来愈突出。因此站址的选择应考虑周边环境情况，尽量使其占地面积小、外形美观、噪声小，起到节约用地、控制投资、协调景观等综合效应。

（5）尽可能远离公用通信设施。由于电网发生接地故障时，变电站电位将升高，对邻近通信设施，如通讯电台、飞机场、领航台、

导航台、军事设施等发生危险影响，因此变电站应尽量远离通信设施。无法远离时应通过计算或试验进行校核，必要时应取得有关协议或书面文件。

另外，变电站站址选择还应考虑靠近道路，便于大型设备的运输和线路的进出，避开易燃、易爆和严重污染地区，有良好的地质条件，符合防洪、防震等有关要求。

5 变电站规划方法

在进行变电站规划时，新建变电站的地理位置、容量及供电范围都是未知的，各个变量之间相互影响、相互制约，它们的组合方案数目大得惊人，加之还必须综合考虑变电所的进出线走廊以及地形、交通、防洪、地质等条件，所以整个问题十分复杂。传统的规划方法是以方案比较为基础，由有关专家指定若干个可行方案，通过技术经济比较进行决策。然而参加比较的方案往往是规划设计人员凭经验提出的，不可避免的包含着很多主观因素，带来了一定局限性。近年来，随着计算机技术和优化理论的迅速发展，许多电力系统专家致力于应用计算机技术来解决电网规划问题，从而大大提高了规划的速度和质量，给传统的电网规划工作注入了新的活力。方法一：传统的变电站选址方法仅仅考虑了技术上的要求，没有考虑到考环境社会等多方面的因素，只选取网络布线投资作为目标函数，忽略了变电站固定和可变费用，这就必然会影响最后规划结果的最优性。

方法二：分支定界一运输模型来解决变电站选址问题，然取得了

一定的成果，但是随着问题规模的扩大，分支定界法的计算时间呈指数增长，因此该模型还不能解决大规模的工程实际问题。

方法三：图像处理技术应用于变电站选址问题，提出了一种新颖的计算模型，但是该方法只适用于新建地区的变电站规划，而且还不能对变电站的容量进行优化选择，同样存在局限性。

方法四：此方法建立了配电变电站的大小、位置、兴建时间及供电区域的模型。虽然此模型比较全面的考虑了约束条件并能规划大的系统，但是必须事先给出变电站的候选站址，因而降低了它的实用性。

方法五：运用启发式方法和人工智能/专家系统方法进行规划计算，但是当选出的变电站位置和城市设施冲突时，比如站址选在繁华商业区，或者布线方向横跨居民区或者建筑物，此文只是提出该线路应该绕行或者完全放弃此方案，并没有提出完整的解决方案及算法模型。

方法六：该方法是一种变电站规划大规模自动寻优的方法，该方法在小区负荷预测的基础上，无需事先指定水平年候选变电站的位置和数量，可以通过大范围的搜索，求得新建变电站的站址、站容和供电范围。该方法针对电网结构复杂、变电站数目较多、计算量庞大等特点，采用了试探组合和平面多中位选址等算法，可以在工程允许的计算精度下，求得较好的方案，大大降低计算工作量。这一方法已经应用到实际工程中，完成了国内多个城市和地区的变电站选址定容的规划任务。