聂建春

(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特010020)

电力行业作为我国重要基础能源产业是保证各行各业正常运行和发展的基础，随着电力行业的近年来迅猛发展，电网作为整个电力系统的基础，其建设和规划关系到电力产业的健康可持续长远发展，对整个地区的电网经济和稳定运行有着直接影响，与此同时，随着城市建设的加速，对电网线路的规划增加了更多的限制，从而大大增加了对电网规划的难度，而在对电网的规划、建设中，变电站的建设是电力系统的重要组成部分，其中变电站位置的确定又是整个变电站建设工程中至关重要的环节，变电站的位置对整个电网的网络结构、供电的安全可靠性以及电网运行的经济效益性都有决定性影响，变电站站址的选择应当建立在科学、符合客观实际、综合考虑各种因素的基础之上，科学合理的确定变电站的站址将有助于提高工程的投资效益，同时有助于土地资源利用率的提高和生态环境的改善。

变电站站址的选址和确定应在对变电站工程整体规划进行深入、全面的了解之上，在符合变电站的需求以及变电站选址相关决策理论的基础上对影响变电站站址选择的因素进行综合考虑，其中包括地形地貌、气象条件、交通运输、负荷分布、电网结构、城市规划等主要因素，变电站的选址工作具有较强的技术性，同时还要符合某些政策的要求。通过对具体的技术指标以及经济、环境指标的对比分析，从初步拟定的站址方案中优选出最佳的站址方案。由于变电站科学合理的规划不但可以降低整体工程造价，而且还将会极大程度的降低电网损耗，从而保证电力系统的安全运行，使得管理水平以及调度的灵活性有明显提高，进而直接影响电力企业的经济效益和整个电网的结构。因此通过对影响变电站站址选址的因素进行全面科学的总结分析和归纳，建立一个全面合理的变电站站址优选模型对变电站进行科学的选址工作有重要的指导意义。

我国内蒙古自治区的电网地理位置是在华北电网的北部，该电网作为华北电网重要部分是整个电网的主要送电端，因此有着举足轻重的重要作用。

通过分析影响变电站站址选择的因素，在满足其技术要求和规范的基础上，结合相关现有的国内外研究资料，针对具体实际建立较为全面系统的变电站选址评价指标体系，对变电站项目进行站址选择，为变电站选址提供了决策依据，对变电站工程具有现实指导意义。

对变电站的规划与设计是整个电网系统的重要组成部分，由于变电站的规划问题具有变量多、目标多、规模大的特点，是大规模组合优化问题，是为了满足规划目标年分布负荷需求，涉及了大量不确定因素。在了解电源情况及用电量需求的基础之上，运用科学、先进的研究成果和方法，建立合理的电网结构，一方面大大减轻了电力设计人员的工作量，另一方面也使得电网规划、设计结果更加科学、合理，提高了电网输送电的安全可靠性也降低了工程总体投资，若要确定合理的电网结构，确定变电站的站址是首要环节，是确保变电站规模和供电范围最佳的关键因素，在传统的变电站规划中，通常是对大量数据进行统计以确定出水平年的负荷量，再对原有变电站的结构布局进行考察，通过对技术经济等条件进行分析比较，最终确定出所建变电站的具体位置。传统的方法基本都是规划设计人员依靠经验进行判断来确定变电站位置，没有对量的概念，此方法不仅工作量大、工期长，还会受到很多主观因素的较大影响，以致很难全面的考虑影响变电站选址的因素，这就使得变电站的选址工作难度很大。

随着计算机技术的应用以及优化理论的快速发展，众多国内外电力专家对变电站选址问题进行了深入研究，建立了很多变电站选址模型，将先进的科学技术应用于变电站选址中。E.Masud在1974年通过利用数学的优化算法提出了新的优化模型—两阶段模型，主要用于对电力配网的规划，该方法通过利用线性整数规划的方法对变电站的站址和变电站的容量进行了优化规划，从而在一定程度上解决了变电站增容的规模和时间以及待建变电站的投建时间等技术问题。此外，如遗传算法、粒子群算法、神经网络算法、交替定位分配法、禁忌搜索法等许多新的优化方法也得以运用[1-4]。

粒子群算法利用记忆和反馈原理，高效的完成寻优，对于处理庞大的数学优化问题具有计算速度快、全局寻优能力强的特点，对于解决电网规划这类大规模、受较多条件限制的以及涉及离散变量的非线性整数规划问题效果较为明显。Thompson and Wall在文献[6]中提出采用分支定界优化技术进行变电站选址，即通过固定费用运输模型来寻找最优变电站站址，该方法涉及到主干线网络与电力负荷分布不均匀。D.L.Sun等学者在文献[7]中阐述了使用固定分支定界算法对变电站的位置以及辐射状馈线进行规划设计的方法，然而该方法却忽视了变电站和网络选择均都会受到网损的影响。

近年来电网设计规划专家们将地理信息系统（GIS）技术应用于对电网的设计和规划中，用于实现对寻找最佳的变电站的站址。GIS技术是计算机、地理学、测量学已及地图学等多门学科相结合的技术，GIS技术以计算机科学为重要核心部分，数据库、地理位置图像可视化已经对具体空间的分析是该技术的基础，其主要作用是数据的输入、输出，还有对数据的管理和查询，以及对地理数据进行分析，并实现辅助决策功能，该技术的应用有效提高了选址工作的科学性和有效性，同时有助于提高变电站选址的综合决策量化水平[5-8]。

近些年来，国内外研究者关于变电站站址优化方面做了很多研究工作，提出了很多科学的分析方法并构建了与之相对应的数学优化模型，对优化决策的科学性、实用性有了大幅度的提升，对变电站选址的科学性和理论性具有很好的设计依据。

［1］申巍.基于模拟退火的混合遗传算法在变电站选址中的应用[D].保定:华北电力大学，2007.

［2］徐青,吴捷.模糊综合评判在变电站选址中的应用[J].电力建设,2004,25(7):1-3.

［3］余贻鑫,张永伍,严雪飞.高压配电变电站的优化规划[J].天津大学学报,2006(8):889-894.

［4］齐文斌,南志远.综合评判模型在变电站选址中的应用[J].现代电力,1999,16(1):1-7.

［5］黎夏,刘小平,李少英.智能式GIS与空间优化[M].北京：科学出版社,2010.

［6］G.L.Thompson，D.L.Wall，A branch and bound model for choosing optimal[Z].

［7］D.M.Crawford，S.B.Holt.A mathematical optimization technique for locating and sizing distribution substations and deriving their optimal service areas[J].Transactions on Power Apparatus and Systems,1975,V94(2):230-235.

［8］杨丽徙,贾德峰,任群,陈根永.数据融合技术在变电站选址中的应用[J].电力自动化设备,2003(8):57-59.