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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题。
目前变电站选址问题一般以变电站投资（含二次网）和年运行费用最低建立数学模型进行计算，这种算法与实际建设情况往往出入较大。原因可能有两个方面：其一，算法求得的变电站往往位于小区、居住区的中心，基础设施完善，环境优越，地价(房价）也较高，如在这些地区建设变电站开发商不合得，居民意见也较大；第二，经这种算法计算确定的变电站供电范围没有明确的地理界限，没有考虑自然地形、管理界限等人为或非人为因素造成的偏差。
本文利用GIS技术，对变电站选址计算进行了尝试—-根据各区电力负荷的分布，计算各级变配电容量需求;根据已有变电站的规划容量及分布，结合本区土地使用规划，采用GIS空间分析技术，确定规划变电站的位置及容量。本文提出的计算方法能够有效避免以上问题，接近实际建设模式,符合城市规划管理人员决策思路，具有一定实用价值。
1．2变电站规划布局一般原则
（1）有利于实施分区供电.变电站供电分区应经济、合理，满足负荷需求.
(2)线路安排便利。
（3)各级电压的变电总容量与用电负荷之间，输、变、配电设备容量之间、有功和无功容量之间比例协调,经济合理.
(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力。
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划用地布局要求.
(2)尽可能不占用或少占用基本农田、定桩绿地等。
（3)500kV变电站应考虑供电区域的合理性,220kV及以下变电站除考虑区域合理外，还应尽可能在负荷中心区的工业用地内或产业用地内安排，以减少对居民生活的影响，消除居民心理障碍。
(4）500kV及220kV变电站应满足100年一遇防洪要求，110kV变电站应满足50年一遇防洪要求。
(5）应有良好的地质条件，避开地震断裂带、各类采空区、滑坡泥石流易发区等不良地质构造区。
（6)避开军事电台、通讯电台、机场导航台等设施．以避免可能造成的强弱电干扰。
（7）避开危险品仓库、输油管道、高压输气管道等易燃易爆区。
（8)尽可能远离住宅、医院、中小学校等对电磁环境要求较高区域或易引发社会矛盾的区域。
(9）尽可能减少拆迁。
（10）方便安排变电站进出线路。
2GIS技术的简要分析
GIS是地理信息系统(geographicinformationsystem)的英文缩写，是采集、存储、管理、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统。它是一个集计算机科学、地理学、信息学、管理科学等于一体的新兴多学科综合技术领域,它独具的空间地理信息、图形处理能力，为与空间地理信息有关的领域提供了一种崭新的应用技术手段。
GIS技术的特点是按一定的空间拓扑关系．以数据库的形式来储存各种空间地理要素及属性数据,以图形方式来描述各种空间地理要素，并利用关系数据库管理系统的成熟技术，将地理属性数据管理和空间数据的拓扑关系相结合，使被描述的事物既直观又生动。另外，GIS在属性数据管理上，运用了关系数据库管理技术，使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、输出功能，是一个支持空间地理决策的系统，它通过对多因素的综合分析，可以迅速地获取满足应用需要的与地理相关的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。
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、属性数据的输入、编辑；图形、属性数据的输出;地图管理。
(2)系统分析、管理数据处理(如数据重构、数据抽取等)；空间数据分析、计算(如空间量测、叠加分析、缓冲区分析、地形分析等）;数据变换(如不同投影、不同坐标系的变换）；网络功能（如优化路径)；空间统计分析(如空间插值）；扩展功能等.
目前，GIS已在测绘、制图、统计、资源和环境管理、城市规划、工程与交通设施规划与管理，以及军事、商业等领域得到广泛应用。
3基于GIS空间分析技术的变电站选址决策模型与方法
31模型分析
在城市电网规划过程中,变电站选址一般经历如下4步:（1)现有变电站评价；(2)负荷需求预测及负荷分布；(3）确