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基于地理信息的变电站选址问题研究

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朱子涵黄敬

摘要：地理信息系统广泛应用在电力系统中，变电站选址问题也将地理信息纳入评价体系以增加选址的准确性。本文针对变电站在规划期和工程期不同的选址需求，构建基于地理信息和现场勘察的地块排序评价指标体系，阐述地理信息在变电站选址过程中的应用流程，该方法不仅适用于变电站选址，也对其他计及地理信息的选址工作提供一些借鉴。

关键字：地理信息，变电站，选址

引言

科学的电网规划工作对于提高电网的供电能力和供电质量至关重要，变电站选址是电网规划中重要内容，选址好坏直接关系到电网的网络结构、供电可靠性以及投资回报率。变电站选址恰当，可以保证电力系统的稳定运行，否则较小干扰就可能引起电网故障，影响人们的生产生活。传统的变电站选址算法没有考虑地理信息，导致选出的地址经常落在山川湖泊等不可建站区域，还需要专家进行结果干预调整站址，而利用地理信息系统可以实现自动大范围地址有哪些信誉好的足球投注网站，并能有效避开不可建站区域，为电力规划提供精确数据。

电力地理信息概述

地理信息系统（GIS）是使用计算机建立有关地理空间的数字表达、空间分析和可视化的信息系统，可以采集、分析、输出多种地理空间信息，具有区域空间分析和动态预测功能。地理空间信息包括基础性地理空间信息、专业信息、综合信息以及专题地理信息等。

GIS在电力系统中被广泛应用在电力营销、输变电、配电和发电等环节，如利用GIS选择线路路径、变电站选址;在电力调度中将雷电、台风信息展示在GIS地图上，以便调度员掌握电网态势;在电力营销中利用GIS快速掌握配电网运行、快速受理用户故障报修、电力抢修人员利用GIS快速到位等。在电网输变电中，利用GIS技术将电网结构、布局与空间地理环境相结合，直接服务于输变电工程的勘测设计、系统规划及施工建设中，将电力系统规划实施中涉及到的大面积区域空间图形及相关地形地貌、建筑物、杆塔等的属性数据一并采集管理，进行综合量化评价，共同为电力系统决策提供数据支持，提高电力系统管理质量和生产效率。

基于地理信息的变电站选址应用

3.1变电站规划期选址

变电站作为上级输电线路的接入端和下级输电线路的供应端，其位置优劣直接对上下级输电线路的长度和成本产生影响。变电站的位置也是影响电网系统经济性和稳定可靠性的重要因素，变电站地址应尽量选择在电力负荷中心，使变电站所带负荷可以覆盖变电站供电区域，即保持线路长度适中，又可以避免端电压过低，降低网损，满足系统经济运行。变电站规划选址时，除了考虑负荷分布、出现等技术指标，还要将地理信息指标纳入评价函数中，以获得真实可信的选址结果。根据规划期选址特点，GIS信息可以分为不可建站区域信息，如山川、湖泊河流、不可拆除建筑物等;影响类信息，如拆迁补偿、交通状况、工程条件、水源等对建站费用产生影响的信息。这些信息在GIS系统中生产若干属性图层，一类信息为一个图层。

变电站站址位置为待选区域中的一个坐标点，地理信息因素可以转化为多边形的面模型来表示，将山川湖泊、带有地价信息的地块等不可建站区域以及标定的适合建站区域等使用可数字化表达的方式表现出来，给予不同的地块多边形顶点坐标数据。GIS采集的信息在每个图层中分别进行读取，将不可建站区域信息和影响类信息转化为属性因子带入变电站选址模型中进行计算，获得最佳选址信息。

3.2变电站工程选址

在规划部门初步选址的基础上，确定最适宜变电站建站的位置地块。变电站选址中需要考虑的地理信息主要有工程建设、周边影响、水文情况、线路影响及其他因素。与工程建设相关的地理信息有工程地质情况、地基处理难易、建站道路长度、施工条件、土石方工程量等;周边影响要考虑变电站对通信、临近设施的影响，建站区域内拆迁补偿的情况以及与民房的距离等;水文情况包括水源、水文地质、站区排水能力等;线路影响有与新建站相连的线路长度、已有线路的交叉数量以及线路转角数量等。

很多变电站选址是由设计人员和变电站所在地相关部门商议后决定，这种方式不仅效率低，确定的站址也不一定是最优位置，在变电站建设中容易造成线路投资过大。精准的变电站站址定位需要大量的地理信息数据作为基础，且地理信息一般要涵盖至少5-10公里的区域面积，GIS信息的应用不仅保证了工程选址定位的准确，也减少了勘察人员的工作量。一些指标信息如土石方工程量、拆迁补偿情况等仍需要进行现场勘察，将勘察结果与GIS信息相结合，得到最终推荐站址。

3.3建立选址模型

考虑到建设投资、线路投资、运营成本及网损等因素均对变电站选址产生较大影响，以变电站年化建设运营费用、网络损耗费用和低压馈线建设费用三者之和最小为目标函数建立变电站综合选址数学模型，同时将地理信息中的影响类信息和不可建站区域信息分类处理，纳入模型中，使模型更加精确。常用的分析模型有差分进化算法、粒子群优化算