聶建春

(內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010020)

電力行業(yè)作為我國(guó)重要基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)是保證各行各業(yè)正常運(yùn)行和發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著電力行業(yè)的近年來(lái)迅猛發(fā)展，電網(wǎng)作為整個(gè)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其建設(shè)和規(guī)劃關(guān)系到電力產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，對(duì)整個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行有著直接影響，與此同時(shí)，隨著城市建設(shè)的加速，對(duì)電網(wǎng)線路的規(guī)劃增加了更多的限制，從而大大增加了對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的難度，而在對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)中，變電站的建設(shè)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其中變電站位置的確定又是整個(gè)變電站建設(shè)工程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，變電站的位置對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、供電的安全可靠性以及電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益性都有決定性影響，變電站站址的選擇應(yīng)當(dāng)建立在科學(xué)、符合客觀實(shí)際、綜合考慮各種因素的基礎(chǔ)之上，科學(xué)合理的確定變電站的站址將有助于提高工程的投資效益，同時(shí)有助于土地資源利用率的提高和生態(tài)環(huán)境的改善。

變電站站址的選址和確定應(yīng)在對(duì)變電站工程整體規(guī)劃進(jìn)行深入、全面的了解之上，在符合變電站的需求以及變電站選址相關(guān)決策理論的基礎(chǔ)上對(duì)影響變電站站址選擇的因素進(jìn)行綜合考慮，其中包括地形地貌、氣象條件、交通運(yùn)輸、負(fù)荷分布、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、城市規(guī)劃等主要因素，變電站的選址工作具有較強(qiáng)的技術(shù)性，同時(shí)還要符合某些政策的要求。通過(guò)對(duì)具體的技術(shù)指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境指標(biāo)的對(duì)比分析，從初步擬定的站址方案中優(yōu)選出最佳的站址方案。由于變電站科學(xué)合理的規(guī)劃不但可以降低整體工程造價(jià)，而且還將會(huì)極大程度的降低電網(wǎng)損耗，從而保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，使得管理水平以及調(diào)度的靈活性有明顯提高，進(jìn)而直接影響電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和整個(gè)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。因此通過(guò)對(duì)影響變電站站址選址的因素進(jìn)行全面科學(xué)的總結(jié)分析和歸納，建立一個(gè)全面合理的變電站站址優(yōu)選模型對(duì)變電站進(jìn)行科學(xué)的選址工作有重要的指導(dǎo)意義。

我國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)的電網(wǎng)地理位置是在華北電網(wǎng)的北部，該電網(wǎng)作為華北電網(wǎng)重要部分是整個(gè)電網(wǎng)的主要送電端，因此有著舉足輕重的重要作用。

通過(guò)分析影響變電站站址選擇的因素，在滿足其技術(shù)要求和規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究資料，針對(duì)具體實(shí)際建立較為全面系統(tǒng)的變電站選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)變電站項(xiàng)目進(jìn)行站址選擇，為變電站選址提供了決策依據(jù)，對(duì)變電站工程具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

對(duì)變電站的規(guī)劃與設(shè)計(jì)是整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，由于變電站的規(guī)劃問(wèn)題具有變量多、目標(biāo)多、規(guī)模大的特點(diǎn)，是大規(guī)模組合優(yōu)化問(wèn)題，是為了滿足規(guī)劃目標(biāo)年分布負(fù)荷需求，涉及了大量不確定因素。在了解電源情況及用電量需求的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用科學(xué)、先進(jìn)的研究成果和方法，建立合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一方面大大減輕了電力設(shè)計(jì)人員的工作量，另一方面也使得電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)結(jié)果更加科學(xué)、合理，提高了電網(wǎng)輸送電的安全可靠性也降低了工程總體投資，若要確定合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，確定變電站的站址是首要環(huán)節(jié)，是確保變電站規(guī)模和供電范圍最佳的關(guān)鍵因素，在傳統(tǒng)的變電站規(guī)劃中，通常是對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以確定出水平年的負(fù)荷量，再對(duì)原有變電站的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行考察，通過(guò)對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)等條件進(jìn)行分析比較，最終確定出所建變電站的具體位置。傳統(tǒng)的方法基本都是規(guī)劃設(shè)計(jì)人員依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷來(lái)確定變電站位置，沒(méi)有對(duì)量的概念，此方法不僅工作量大、工期長(zhǎng)，還會(huì)受到很多主觀因素的較大影響，以致很難全面的考慮影響變電站選址的因素，這就使得變電站的選址工作難度很大。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以及優(yōu)化理論的快速發(fā)展，眾多國(guó)內(nèi)外電力專家對(duì)變電站選址問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，建立了很多變電站選址模型，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于變電站選址中。E.Masud在1974年通過(guò)利用數(shù)學(xué)的優(yōu)化算法提出了新的優(yōu)化模型—兩階段模型，主要用于對(duì)電力配網(wǎng)的規(guī)劃，該方法通過(guò)利用線性整數(shù)規(guī)劃的方法對(duì)變電站的站址和變電站的容量進(jìn)行了優(yōu)化規(guī)劃，從而在一定程度上解決了變電站增容的規(guī)模和時(shí)間以及待建變電站的投建時(shí)間等技術(shù)問(wèn)題。此外，如遺傳算法、粒子群算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、交替定位分配法、禁忌搜索法等許多新的優(yōu)化方法也得以運(yùn)用[1-4]。

粒子群算法利用記憶和反饋原理，高效的完成尋優(yōu)，對(duì)于處理龐大的數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題具有計(jì)算速度快、全局尋優(yōu)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)于解決電網(wǎng)規(guī)劃這類大規(guī)模、受較多條件限制的以及涉及離散變量的非線性整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題效果較為明顯。Thompson and Wall在文獻(xiàn)[6]中提出采用分支定界優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行變電站選址，即通過(guò)固定費(fèi)用運(yùn)輸模型來(lái)尋找最優(yōu)變電站站址，該方法涉及到主干線網(wǎng)絡(luò)與電力負(fù)荷分布不均勻。D.L.Sun等學(xué)者在文獻(xiàn)[7]中闡述了使用固定分支定界算法對(duì)變電站的位置以及輻射狀饋線進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法，然而該方法卻忽視了變電站和網(wǎng)絡(luò)選擇均都會(huì)受到網(wǎng)損的影響。

近年來(lái)電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃專家們將地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)應(yīng)用于對(duì)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)尋找最佳的變電站的站址。GIS技術(shù)是計(jì)算機(jī)、地理學(xué)、測(cè)量學(xué)已及地圖學(xué)等多門學(xué)科相結(jié)合的技術(shù)，GIS技術(shù)以計(jì)算機(jī)科學(xué)為重要核心部分，數(shù)據(jù)庫(kù)、地理位置圖像可視化已經(jīng)對(duì)具體空間的分析是該技術(shù)的基礎(chǔ)，其主要作用是數(shù)據(jù)的輸入、輸出，還有對(duì)數(shù)據(jù)的管理和查詢，以及對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并實(shí)現(xiàn)輔助決策功能，該技術(shù)的應(yīng)用有效提高了選址工作的科學(xué)性和有效性，同時(shí)有助于提高變電站選址的綜合決策量化水平[5-8]。

近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者關(guān)于變電站站址優(yōu)化方面做了很多研究工作，提出了很多科學(xué)的分析方法并構(gòu)建了與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，對(duì)優(yōu)化決策的科學(xué)性、實(shí)用性有了大幅度的提升，對(duì)變電站選址的科學(xué)性和理論性具有很好的設(shè)計(jì)依據(jù)。

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