河北能源工程设计有限公司 河北 石家庄 050031
摘要：近年来，国家对环境保护日益重视，新能源发电行业因而迅速发展，光伏发电和风力发电作为清洁能源，受到全球青睐。变电站作为发电厂与用户或电网的中间环节，是电力系统不可或缺的部分。由于众多的大型光伏电站和风电场都建设在山地荒坡等未利地上，给变电站的选址带来了一定的困难，如何结合现有地形因地制宜、节约用地及合理降低建设成本等就成了总图设计的工作重点。本文旨在探讨优化山地变电站选址及场地设计，达到节约用地节省投资的目的。
关键词：山地变电站；场地设计；总平面布置；竖向布置
1 变电站选址和站区布置的主要原则
1.1变电站选址的要求
变电站选址应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187的有关规定，并应符合以下要求：
1）应靠近负荷中心。
2）变电站布置应兼顾规划、建设、运行、施工等方面的要求，宜节约用地。
3）应与城乡或工矿企业规划相协调，并应便于架空和电缆线路的引入和引出。
4）交通运输应方便。
5）周围环境宜无明显污秽，空气污秽时，站址宜设在受污染源影响最小处。
6）变电站应避免与邻近设施之间的相互影响，应避开火灾、爆炸及其它敏感设施，与爆炸危险性气体区域邻近的变电站站址选择及其设计应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB5008的有关规定。
7）应具有适宜的地质、地形和地貌条件，站址宜避免选在有重要文物或开采后对变电站有影响的矿藏地点，无法避免时，应征得有关部门同意。
8）站址标高宜在50年一遇高水位上，无法避免时，站区应有可靠的防洪措施或与地区（工业企业）的防洪标准相一致，并应高于内涝水位。
9）变电站主体建筑应与周边环境相协调。
1.2变电站站区平面及竖向布置的主要原则
变电站应根据所在发电厂的装机容量及电网接入系统批复等确定送出电压等级及选择合适的变配电装置形式。变电站是整个光伏电站或者风电场的运行控制中心，同时也作为工作人员办公及生活场所。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般变电站主要包括生产区与运行管理区两个部分，生产区主要包括升压设备、变配电设备、控制室等；运行管理区主要包括电站主控室、行政办公及职工宿舍、食堂、活动中心、停车场等生活服务设施。
根据其功能要求，变电站总平面布置的主要原则为：
1）宜按最终规模进行规划设计，一次建成。
2）土地采用一次性征用，统一规划。
3）全站的总平面根据电气工艺要求、施工和生活需要进行布置。
4）在满足自然条件和工程特点的前提下，要考虑安全、防火、卫生、运行检修、交通运输、环境保护等各方面因素。
变电站竖向设计与总平面布置同时进行，且与站区外现有和规划的运输线路、排水系统、周围场地标高等相协调。变电站竖向设计原则为：
1）充分考虑满足生产、运输要求，使场区不被洪水、内涝水淹没；
2）合理利用自然地形，尽量减少土石方、建筑物和构筑物基础、护坡和挡土墙等工程量；
3）填、挖方工程时，防止产生滑坡、塌方；
4）充分利用和保护现有排水系统。
2 山地变电站场地设计存在的困难
近年来，国内大部分的地面光伏电站及风电场均建设在山地上，主要原因是土地资源稀缺，建设项目严禁占用基本农田和林业用地等。大部分地区的未利用地均位于山区，如此便给山地发电项目建设带来了一定的困难。山地变电站场地平整最常见的是一个平台形式，此种形式的布置难度存在以下几个方面：
1）山地地形陡峭，即靠近现有道路又要地形平缓的坡地较少，很多坡地较缓的山地均已被开发成梯田或者林地。
2）山区沟壑纵横，山谷平缓区多是山区汇水沟，由多年山洪冲积而成，此处建设变电站易受到洪水威胁。
3）坡度较大导致场地平整土石方量较大，场地平整后填方区高差较大时边坡放坡占地面积较大，从而造成征地面积较大，征地费用升高。
4）进站道路纵坡较大，位于寒冷地区变电站，冬季道路积雪极易滑车威胁人车安全，道路坡度需控制在规范允许值之内。
5）山地坡度较陡时，站区挖方区边坡较高，站区围墙易受坡面雨水冲刷和山体落石威胁。
3 山地变电站场地设计优化策略
3.1选址阶段采用宏观选址与微观选址相结合的方法
变电站选址结合发电项目的容量和接入系统、交通条件等要求从宏观与微观两方面结合进行，从全局出发，统筹兼顾。首先进行室内宏观选址，根据收集到的前期资料，如项目当地的土地利用规划图和大比例尺地形图，在图面上选择用地性质和地形条件符合要求的区域，可根据地形的复杂程度选择1~2处站址。宏观选址确定好位置后，进行实地微观选址，设计人员持定位设备及地形图和站区规划图等到选定的站址现场进行实地踏勘，现场观察拟选场地是否具有建设条件，确定站址后进行精细地形图测绘。
很多项目建设单位人员现场直接选址并进行测绘，后期发现所选站址土地性质不允许建设变电站，造成选址工作反复。
3.2选择汇水面积较小的沟谷平地，并预留泄洪通道
有些场地地形极其复杂，或者因土地性质等要求，无法在地形适宜的区域选择站址，可以考虑沟谷缓坡及谷底平地处，但需要满足以下几点要求：
A.须有保证站址不受洪水威胁的措施
B.与现有道路接引方便。
C.送出线路方便
此类站址选址首先要对沟谷上游的汇水面积进行统计，根据站址所在地的暴雨强度计算出山坡沟谷的汇水量，进而确定泄洪通道的截面形式和大小，并依据泄洪量拟定站址设计标高。
始兴40MW光伏发电项目为山地光伏项目，项目用地范围内沟壑纵横，无可以直接利用的交通条件适合的缓坡地，最终变电站选址在一条沟谷冲积平地处，考虑到沟谷泄洪功能，经过地形测绘统计，该条沟谷汇水面积为110公顷，根据当地降雨强度资料，结合地形因素，计算出泄洪通道截面大小为宽2.5m，深1.8m时即可满足泄洪需要，变电站最终场地设计标高高出泄洪通道顶标高0.5m，泄洪通道计算时考虑了最大充满度0.7，因此变电站设计标高是偏于安全的。
3.3多台阶式竖向布置方面的优化策略
当所选场地坡度超过一定限度，并且岩体较多开挖困难时，可采取多台阶布置的方式，根据山坡走向布置变电站功能分区内的各个建构筑物，宜将建构筑物长度方向与坡度垂直布置，以便减少局部整平的石方填挖量。多台阶式布置可有效减少山地变电站整平的土石方量，但要处理好场地内部各功能分区相互之间的交通道路联系。
枣庄峄城30MW光伏发电项目的开关站选址在一片裸岩上，经过地形测绘得知山地原始坡度10%，岩石体量较大，风化程度较小，原始地形无
论文作者:刘晓峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
标签：变电站论文; 山地论文; 地形论文; 场地论文; 汇水论文; 坡度论文; 标高论文; 《防护工程》2018年第33期论文;