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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
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搜索，并能有效避开不可建站区域，为电力规划提供精确数据。
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。
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、粒子群优化算法等，最终得出优化选址结果和投资费用，为变电站选址提供决策数据。
3.4地理信息系统在变电站沉降观测中的应用
基于GIS系统，可以进行完整的变电站及周边区域的地图绘制、显示和输出等功能，不仅可以按照要素属性编辑和表现图形，还可以生成要素数据并直接绘制，有全面的用于系统分析的地图符号、线形、字体库和输出格式，自动生成坐标格网和经纬网。利用获取的地理信息数据建立数字高程模型，利用监测点数据提取等高线并自动赋以高程值，绘制出沉降等值线图，可以直观的看到整体以及不同时段的沉降状况，为决策施工人员提供准确可靠的信息。
4.1评价指标
变电站选址涉及了土建、电气、通信等多个专业，是一个综合性选址问题。首先基于GIS信息系统将所有地塊按照以一定的评价指标进行排序，然后由设计人员根据排序结果进行现场勘察调研，再将勘察结果与GIS信息进行综合，得到最终推荐站址。评价指标根据影响变电站选址的地理信息和现场勘察信息进行整理和分类，最终选择了工程建设、线路评价、周边影响、水文情况、其他因素几个大类，每个大类又包含多个具体评价指标，内容如下：
这些信息都可以通过GIS系统获取，通过层次分析法和专家评分获得相应权重，计算出地块排名，这种量化的排名次序具有一定说服力，选择到GIS条件较好的地块建站，使规划更加科学合理。
4.2评价流程
网格化待选区域：以规划部门初步选择的变电站站址为中心，确定待选区域及区域大小，将区域划分成m个方格;
网格信息读取：利用GIS系统读取每个方格中的不可建站信息，包括山川、河流、地震断裂带、地下光缆、易滑坡区域、不可拆迁建筑物等，如果发现方格中含有这类信息，则该地块被否决;
基于GIS信息的地块自动排序，在可行的网格中利用GIS信息构建层次分析模型，进行地块排序，勘察人员选择排名靠前的地块进行现场勘察。
基于GIS信息和勘察结果，根据变电站选址综合评价指标体系再次通过层次分析法进行排序，将评分最高的地块作为最优推荐站址。
根据以上评价流程，首先利用GIS信息进行地块初步筛选，选择出若干比较适宜的建站地块，然后进行现场勘察，再将现场勘察结果纳入评价体系，进行综合排序得出最优建站位置。
本文对变电站基于GIS信息的选址问题进行研究，变电站选址是一个多指标综合评价问题。在选址规划时，不仅考虑建设投资、线路投资、运营成本及网损等因素，还将GIS信息以不可建站和影响类信息分别处理并作用于选址模型，建立变电站选址综合评价指标体系进行排序，将评分最高的地块作为最优推荐站址。利用GIS强大的数据处理和分析能力实现变电站科学选址，可以进一步提高电网的运行稳定性和经济性，保障电网供电能力。
参考文献
[1]何永秀，罗涛等，基于风险分析的变电站选址优化研究[J]，华北电力大学学报（自然科学版），2011（03）
[2]陶青松，肖峻等，基于地理信息的变电站选址定容模型与算法[J]，电力系统及其自动化学报，2010，22（06）
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搜索，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、粒子群优化算法等，最终得出优化选址结果和投资费用，为变电站选址提供决策数据。
3.4地理信息系统在变电站沉降观测中的应用
基于GIS系统，可以进行完整的变电站及周边区域的地图绘制、显示和输出等功能，不仅可以按照要素属性编辑和表现图形，还可以生成要素数据并直接绘制，有全面的用于系统分析的地图符号、线形、字体库和输出格式，自动生成坐标格网和经纬网。利用获取的地理信息数据建立数字高程模型，利用监测点数据提取等高线并自动赋以高程值，绘制出沉降等值线图，可以直观的看到整体以及不同时段的沉降状况，为决策施工人员提供准确可靠的信息。
- 变电站工程选址评价
4.1评价指标
变电站选址涉及了土建、电气、通信等多个专业，是一个综合性选址问题。首先基于GIS信息系统将所有地塊按照以一定的评价指标进行排序，然后由设计人员根据排序结果进行现场勘察调研，再将勘察结果与GIS信息进行综合，得到最终推荐站址。评价指标根据影响变电站选址的地理信息和现场勘察信息进行整理和分类，最终选择了工程建设、线路评价、周边影响、水文情况、其他因素几个大类，每个大类又包含多个具体评价指标，内容如下：
这些信息都可以通过GIS系统获取，通过层次分析法和专家评分获得相应权重，计算出地块排名，这种量化的排名次序具有一定说服力，选择到GIS条件较好的地块建站，使规划更加科学合理。
4.2评价流程
网格化待选区域：以规划部门初步选择的变电站站址为中心，确定待选区域及区域大小，将区域划分成m个方格;
网格信息读取：利用GIS系统读取每个方格中的不可建站信息，包括山川、河流、地震断裂带、地下光缆、易滑坡区域、不可拆迁建筑物等，如果发现方格中含有这类信息，则该地块被否决;
基于GIS信息的地块自动排序，在可行的网格中利用GIS信息构建层次分析模型，进行地块排序，勘察人员选择排名靠前的地块进行现场勘察。
基于GIS信息和勘察结果，根据变电站选址综合评价指标体系再次通过层次分析法进行排序，将评分最高的地块作为最优推荐站址。
根据以上评价流程，首先利用GIS信息进行地块初步筛选，选择出若干比较适宜的建站地块，然后进行现场勘察，再将现场勘察结果纳入评价体系，进行综合排序得出最优建站位置。
- 总结
本文对变电站基于GIS信息的选址问题进行研究，变电站选址是一个多指标综合评价问题。在选址规划时，不仅考虑建设投资、线路投资、运营成本及网损等因素，还将GIS信息以不可建站和影响类信息分别处理并作用于选址模型，建立变电站选址综合评价指标体系进行排序，将评分最高的地块作为最优推荐站址。利用GIS强大的数据处理和分析能力实现变电站科学选址，可以进一步提高电网的运行稳定性和经济性，保障电网供电能力。
参考文献
[1]何永秀，罗涛等，基于风险分析的变电站选址优化研究[J]，华北电力大学学报（自然科学版），2011（03）
[2]陶青松，肖峻等，基于地理信息的变电站选址定容模型与算法[J]，电力系统及其自动化学报，2010，22（06）