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摘 要：文章运用变电站环境噪声优化控制仿真分析系统，模拟变电站声环境，优化设置声屏障的噪声治理方案，同时进行声屏障设置多方案优化比选，为运行期变电站控制和治理噪声提供依据。
关键词：变电站；环境噪声；优化控制；声屏障
中图分类号：TB535 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）32-0014-02
随着城市化进程的不断推进，居民人均用电量的逐年增加，部分变电站逐渐处于城市中心或人口密集区，造成变电站与居民住宅等环境敏感目标的矛盾不断增加。变电站或配变噪声扰民现象，尤其是在夜间超标问题日益突出，噪声投诉和纠纷时有发生，因此必须治理变电站的噪声污染问题。
在变电站与环境敏感点之间设立声屏障就是一种常用的噪声治理重要方法。但设置声屏障，设置的高度、宽度都是电力设计中常常遇到的问题。如果声屏障高度、宽度不够，就达不到降噪效果；如果声屏障过高、过大，又会增加工程费用。本文利用“变电站环境噪声优化控制仿真分析系统”优化噪声治理方案，帮助获取最优的声屏障设计方案，提高噪声控制效果，避免噪声控制过程中的盲目性，为城区输变电项目的设计、噪声治理提供快捷有效的设计参考。
1 “变电站环境噪声优化控制仿真分析系统”简介
运用噪声传播的理论，研究噪声传播机理和衰减模式（几何发散衰减、大气吸收衰减、地面效应衰减、声屏障衰减、树叶传播衰减、房屋群衰减等），通过对变电站环境状况研究和数学模型建立，开发的变电站环境噪声控制优化仿真分析系统，该软件具有如下特点：
①以点、线、面及空间等形式对变电站及周边复杂环境进行全方位的噪声分析。
②在场景建模和三维场景漫游等方面以图形、图像、声音等多媒体形式展示与输出。
③与国外软件相比在可视化合优化计算方面有较大提升，包括建模场景、屏障高度优化计算、多方案比选功能、展示衰减曲线、空间平面和等值面输出功能等。本软件与国家环保局推荐的噪声预测软件CadnaA和现场实测结果的进行对比，前者与CadnaA的计算结果基本接近，与实测数据基本吻合，说明该软件的实用性。运用该软件对现有多个居民投诉的变电站进行了模拟分析，综合考虑技术和成本等多因素，对噪声治理方案实施治理效果优化计算，快速选取最佳方案，为变电站噪声治理和设计提供决策依据。
2 噪声治理方案的优化
某110 kV变电站平面布置示意图如图1所示，变电站内两台主变噪声分别为73.2 dB、71.4 dB，变电站厂界外有三栋民房，房子高度均为3.5 m，屋顶接收点位高为5 m。加隔声屏障前，实测三个接收点的夜间噪声值，见表1。
根据城市区域环境噪声适用区划，该变电站适用于
GB 12348-2008《工业企业厂界环境噪声标准》的1类标准，夜间厂界噪声必须低于45 dB。因此在治理前该变电站厂界的夜间环境噪声超标，需进行噪声治理。现计划在2号主变旁边加一个声屏障如图1所示，要将三个接收点的噪声都控制在45 dB以内，必须将声屏障高度确定在4 m以上，为确保治理效果，在工程实际中可考虑加到5 m。
3 多方案优化比选
为了要在短时间内取得治理效果理想，达到环保标准，施工成本相对较低的方案，在制定噪声治理方案时，就需要进行多方案优化比选。同时环保管理人员也可通过多方案比选，对不同治理厂家的方案进行技术监督，预测是否能够达到理想的效果，同时也可以对治理费用进行预估，减少可能的工程费用虚高问题。
现以另一110 kV变电站为例进行分析说明。该变电站平面原布局图如图1所示，变电站厂界外共有三户居民，设为三个接收点，根据声功能规划，该区域属1类声环境功能区，应执行的标准为：昼间55 dB（A）、夜间45 dB（A）。变电站内两个主变的声功率级A声级及治理前3个接收点噪声大小，详细见表2～3。
从表3可以看出，治理前接收点1～3的夜间环境噪声均超标，需要设置声屏障来治理变电站噪声污染。因此，设计单位提出了三种声屏障设置方案，其平面布置图如图2所示。三种方案的声屏障信息见表4，变电站周边民房信息见表5，利用方案比选功能，得到的信息见表6。
由表6可知，在噪声治理效果方面，若实施方案1或2，治理后的环境噪声都低于45 dB（A）的夜间环境噪声标准限值，都能达标；若实施方案3，接收点2的环境噪声将达45.9 dB（A），超过45 dB（A）的夜间环境噪声标准限值，不达标。从施工的成本来看，方案3的价格最高，达29.75万元；其次是方案1的价格，达22.75万元；方案2的价格最低，达22.40万元。相对而言，选择方案2较为合理，治理效果也最好。
4 结 语
应用“变电站环境噪声分析及优化控制仿真系统”软件模拟预测变电站的厂界噪声，应用于变电站噪声优化控制领域：
①可以利用软件快速、准确地进行变电站敏感点噪声预测分析；利用软件进行特定方向噪声趋势分析、噪声平面分布分析和空间分布分析。
②利用软件优化变电站内声源和建筑物的布局。
③软件从点、线、面等多角度分析研究变电站噪声，用于噪声治理方案的优化、噪声治理方案的多方案优化比选，在变电站规划设计初期，合理安排站内建筑物与主变，降低工程后期带来的噪声污染，为控制和治理噪声提供依据。
④在运行变电站噪声治理中，建议采用本软件对治理方案的合理性进行计算评估。变电站环境噪声控制优化仿真分析系统软件对于更复杂的场景，其他声源不能完全等效为点声源，建议今后加入更为复杂的线声源和面声源模型。
参考文献：
[1] 孙胜涛，王爱华，石岩.两座城区变电站噪声超标的现场治理[J].变压器，2010，（7）.
[2] 苟旭丹.城区变电站噪声分析与治理[J].四川电力技术，2012，（6）.
[3] 曲友立，南泥沟（慧祥）.110 kV变电站噪声控制[J].电力环境保护，2008，（5）.
[4] 陈秋，李振海.变电站噪声防治方案研究[J].电力环境保护，2006，（3）.
[5] 罗超，查智明，潘娟琴等，变电站主变噪声的距离衰减特性[J].电力科技与环保，2013，（2）.
[6] 徐禄文.户外变电站噪声预测及优化设计控制[J].噪声与振动控制，2013，（1）.
[7] GB 12348-2008，工业企业厂界环保噪声排放标准[S].
[8] GB 3096-2008，声环境质量标准[S].
关键词：变电站；环境噪声；优化控制；声屏障
中图分类号：TB535 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）32-0014-02
随着城市化进程的不断推进，居民人均用电量的逐年增加，部分变电站逐渐处于城市中心或人口密集区，造成变电站与居民住宅等环境敏感目标的矛盾不断增加。变电站或配变噪声扰民现象，尤其是在夜间超标问题日益突出，噪声投诉和纠纷时有发生，因此必须治理变电站的噪声污染问题。
在变电站与环境敏感点之间设立声屏障就是一种常用的噪声治理重要方法。但设置声屏障，设置的高度、宽度都是电力设计中常常遇到的问题。如果声屏障高度、宽度不够，就达不到降噪效果；如果声屏障过高、过大，又会增加工程费用。本文利用“变电站环境噪声优化控制仿真分析系统”优化噪声治理方案，帮助获取最优的声屏障设计方案，提高噪声控制效果，避免噪声控制过程中的盲目性，为城区输变电项目的设计、噪声治理提供快捷有效的设计参考。
1 “变电站环境噪声优化控制仿真分析系统”简介
运用噪声传播的理论，研究噪声传播机理和衰减模式（几何发散衰减、大气吸收衰减、地面效应衰减、声屏障衰减、树叶传播衰减、房屋群衰减等），通过对变电站环境状况研究和数学模型建立，开发的变电站环境噪声控制优化仿真分析系统，该软件具有如下特点：
①以点、线、面及空间等形式对变电站及周边复杂环境进行全方位的噪声分析。
②在场景建模和三维场景漫游等方面以图形、图像、声音等多媒体形式展示与输出。
③与国外软件相比在可视化合优化计算方面有较大提升，包括建模场景、屏障高度优化计算、多方案比选功能、展示衰减曲线、空间平面和等值面输出功能等。本软件与国家环保局推荐的噪声预测软件CadnaA和现场实测结果的进行对比，前者与CadnaA的计算结果基本接近，与实测数据基本吻合，说明该软件的实用性。运用该软件对现有多个居民投诉的变电站进行了模拟分析，综合考虑技术和成本等多因素，对噪声治理方案实施治理效果优化计算，快速选取最佳方案，为变电站噪声治理和设计提供决策依据。
2 噪声治理方案的优化
某110 kV变电站平面布置示意图如图1所示，变电站内两台主变噪声分别为73.2 dB、71.4 dB，变电站厂界外有三栋民房，房子高度均为3.5 m，屋顶接收点位高为5 m。加隔声屏障前，实测三个接收点的夜间噪声值，见表1。
根据城市区域环境噪声适用区划，该变电站适用于
GB 12348-2008《工业企业厂界环境噪声标准》的1类标准，夜间厂界噪声必须低于45 dB。因此在治理前该变电站厂界的夜间环境噪声超标，需进行噪声治理。现计划在2号主变旁边加一个声屏障如图1所示，要将三个接收点的噪声都控制在45 dB以内，必须将声屏障高度确定在4 m以上，为确保治理效果，在工程实际中可考虑加到5 m。
3 多方案优化比选
为了要在短时间内取得治理效果理想，达到环保标准，施工成本相对较低的方案，在制定噪声治理方案时，就需要进行多方案优化比选。同时环保管理人员也可通过多方案比选，对不同治理厂家的方案进行技术监督，预测是否能够达到理想的效果，同时也可以对治理费用进行预估，减少可能的工程费用虚高问题。
现以另一110 kV变电站为例进行分析说明。该变电站平面原布局图如图1所示，变电站厂界外共有三户居民，设为三个接收点，根据声功能规划，该区域属1类声环境功能区，应执行的标准为：昼间55 dB（A）、夜间45 dB（A）。变电站内两个主变的声功率级A声级及治理前3个接收点噪声大小，详细见表2～3。
从表3可以看出，治理前接收点1～3的夜间环境噪声均超标，需要设置声屏障来治理变电站噪声污染。因此，设计单位提出了三种声屏障设置方案，其平面布置图如图2所示。三种方案的声屏障信息见表4，变电站周边民房信息见表5，利用方案比选功能，得到的信息见表6。
由表6可知，在噪声治理效果方面，若实施方案1或2，治理后的环境噪声都低于45 dB（A）的夜间环境噪声标准限值，都能达标；若实施方案3，接收点2的环境噪声将达45.9 dB（A），超过45 dB（A）的夜间环境噪声标准限值，不达标。从施工的成本来看，方案3的价格最高，达29.75万元；其次是方案1的价格，达22.75万元；方案2的价格最低，达22.40万元。相对而言，选择方案2较为合理，治理效果也最好。
4 结 语
应用“变电站环境噪声分析及优化控制仿真系统”软件模拟预测变电站的厂界噪声，应用于变电站噪声优化控制领域：
①可以利用软件快速、准确地进行变电站敏感点噪声预测分析；利用软件进行特定方向噪声趋势分析、噪声平面分布分析和空间分布分析。
②利用软件优化变电站内声源和建筑物的布局。
③软件从点、线、面等多角度分析研究变电站噪声，用于噪声治理方案的优化、噪声治理方案的多方案优化比选，在变电站规划设计初期，合理安排站内建筑物与主变，降低工程后期带来的噪声污染，为控制和治理噪声提供依据。
④在运行变电站噪声治理中，建议采用本软件对治理方案的合理性进行计算评估。变电站环境噪声控制优化仿真分析系统软件对于更复杂的场景，其他声源不能完全等效为点声源，建议今后加入更为复杂的线声源和面声源模型。
参考文献：
[1] 孙胜涛，王爱华，石岩.两座城区变电站噪声超标的现场治理[J].变压器，2010，（7）.
[2] 苟旭丹.城区变电站噪声分析与治理[J].四川电力技术，2012，（6）.
[3] 曲友立，南泥沟（慧祥）.110 kV变电站噪声控制[J].电力环境保护，2008，（5）.
[4] 陈秋，李振海.变电站噪声防治方案研究[J].电力环境保护，2006，（3）.
[5] 罗超，查智明，潘娟琴等，变电站主变噪声的距离衰减特性[J].电力科技与环保，2013，（2）.
[6] 徐禄文.户外变电站噪声预测及优化设计控制[J].噪声与振动控制，2013，（1）.
[7] GB 12348-2008，工业企业厂界环保噪声排放标准[S].
[8] GB 3096-2008，声环境质量标准[S].