GIS空间分析变电站空间布局规划研究——以北京为例.docVIP

基于GIS空间分析的变电站空间布局规划研究——以北京为例 魏保军 【摘要】城市电网规划既是电力系统发展规划的基本内容之一，也是城市规划的重要组成部分。其中，变电站空间布局是城市电网规划的主要内容之一。地理信息系统(GIS)强大的数据处理与分析功能为电力设施科学规划选址提供了可能。本文利用GIS空间分析技术，结合经改良的变电站选址模型，提出了一套较完整的变电站空间布局计算方法。采用该方法，在变电站建设时可以有效避免“站群”矛盾，避免规划与电力行业管理相脱节等问题。 【关键词】GIS；空间布局规划；用地约束；变电站 1 变电站布局的总体理念 1．1 研究思路 变电站的规划布局问题属多中心选址优化问 目前变电站选址问题一般以变电站投资(含)和年运行费用最低建立数学模型进行计(房价)也较高，如在这些地区建设 本文利用GIS技术，对变电站选址计算进行GIS空间分 1．2 变电站规划布局一般原则 (1)有利于实施分区供电。变电站供电分区 (2)线路安排便利。 (3)各级电压的变电总容量与用电负荷之 (4)按饱和负荷预留各类电力设施用地。 (5)缓解进入城市中心区的走廊及线路压 1．3 变电站选址一般原则 (1)符合总体规划及市中心区控制性详细规 (2)尽可能不占用或少占用基本农田、定桩 (3)500kV变电站应考虑供电区域的合理220kV及以下变电站除考虑区域合理外，还 (4)500kV及220kV变电站应满足100年一遇110kV变电站应满足50年一遇防洪要 (5)应有良好的地质条件，避开地震断裂 (6)避开军事电台、通讯电台、机场导航台 (7)避开危险品仓库、输油管道、高压输气 (8)尽可能远离住宅、医院、中小学校等 (9)尽可能减少拆迁。 (10)方便安排变电站进出线路。 2 GIS技术的简要分析 GIS是地理信息系统(geographic information system)的英文缩写，是采集、存储、管理、检 GIS技术的特点是按一定的空间拓扑关系．GIS在属性数GIS可直接与外部关系数据库连接。 GIS具有强大的空间分析、处理、输出功 现有GIS软件的功能大致划分如下： (1)数据采集、输出：地图绘制；图形、属 (2)系统分析、管理数据处理(如数据重)；空间数据分析、计算(如空间)；(如不同投影、不同坐标系的变换)；网(如优化路径)；空间统计分析(如空间插)；扩展功能等。 目前，GIS已在测绘、制图、统计、资源和 3 基于GIS空间分析技术的变电站选址决策 3 1 模型分析 在城市电网规划过程中，变电站选址一般经4步：(1)现有变电站评价；(2)负荷需求(3)确定新建变电站个数；(4) 在这4步中，除第一步属定性分析外，其余3 3．1．1 负荷需求预测及负荷分布 城市电网规划一般可分为城市供电总体规划 总体规划阶段一般解决建设原则、建设规 两个阶段的计算结 为便于计算，本文引入负荷调整因子及地 式(1)～(4)中：为第i地块的初始负荷；m2为第i地块不同性质用地的数目；为第i地块j类性质用地总建筑面积；为第j类性质用地m1为研究为研究区域各地块初始负荷之和；为第i地块的计算负荷；为负荷调整因子；为研究 取值可采用迭代计算方法求得。 3．1．2 确定 目前有不少关于变电站计算方面的文献，但 电力系统的管理、电费的结算一般按行政区110kV变电站一般不会供应邻近的海淀区的 在负荷比较密集的城市10kV电缆，电缆穿越城市快速路、铁110kV及以下电压等级变电站选址计算时应考虑自然地形带来的干扰。 本文克服了这一问题。方法为采用分组团计 这样，新建变电站个数计算模型修正如下： 式中：为新建变电站个数；α为冗余因0．8～1．2；t为研究区域内组团个为第i组团总计算负荷；r为变电站容载110kV变电站一般取1．8～2．0，220kV变电站1．6～1．8；为第i组团该电压等级现状变s为单座新建变电站主变为第i组团新建变电站个 3．1．3 确定新建变电站位置、容量及供电范围 变电站选址问题是一个多元连续选址的组合 本文解决了这一ji参量，表示变电站与用地块之间的供电关GIS叠加分析技术，对新建变 以负荷矩计算模型为例，变电站计算的数学 式(6)～(9)中：M为负荷矩之和：n为研究m1为研究区域内地块数ji为标志j与地块