关键词：输电线路；线路设计；层次分析；
1引言
电力输送环节作为连接用电方与电站的纽带，电力线路的质量对电力效益发挥起着关键作用。送电线路的重要性也愈发突出，其优劣直接关系到国家投入的建设资金的施工、产出、运行维护以及工程质量等综合效益。输电线路工程的工期相对较短，但该类工程除施工工艺具有特殊性，还具备生产环节多、参与方多、影响质量形成的因素多等特点，同时在工程整体建设过程中容易受外界因素干扰，进一步对工程质量造成影响。对于工程建设单位而言，要时刻谨记国家对合理利用建设资金的要求，在充分考虑并重视送电线路安全性、可靠性以及经济效益的前提下，依据国家方针政策，以施工维护便利、投资利用经济合理为原则对送电路径做出选择。
由于我国电网规模的日新月异的发展，使得县域输电线路的需求与日俱增，在输电线路的设计成为常规性工作的这个时期，研究输电线路路径设计，并对该设计进行优化对于输变电项目整体来说都是关键工程之一，不仅可以满足当地供电及电力负荷发展需求，还可从经济上控制工程造价；从工程量上选择较短路径，有助于缩短工期，从而最终达到节约成本的效果。同时，优化过程中可顾及对当地其他行业及自然环境的影响，有利于可持续发展。
电力工程项目投资大，技术复杂，业主往往只关注项目是否能如期完成并及时投产运行，却忽视项目优化管理。输电线路路径选择的目的就是要在线路起讫点间选出一个全面符合国家建设的各项方针政策的线路路径。由于输电线路建设范围广、不确定因素较多等特点使得在设计、施工、运行环节存在很大难度。其次，路径选择具有动态性、实时性，会受到来自环境或者认为因素等的影响，仅凭固有的经验和知识难以进行路径选择，需要进行优化处理。
2输电线路设计的相关理论
2.1输电线路路径选择
路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，设计的首要工作应是确定线路自起点连接至终点的输电线路路径。大型输变电建设项目中输电线路通常会穿越数个省、市、区域，经过地区多、波及范围广、与外部环境的关系错综复杂，整体工程以可行性分析为起点，进行调研、设计、施工、完工维护运营会遭遇众多问题。因而在明确线路起讫点之后，应尽可能充分地收集相关资料，确定备选方案。方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返 3～5 趟才能确定出最佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。
在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研，进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。 在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性(如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等)，个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。
2.2气象条件组合计算
在进行备选路径相关资料收集时应了解当地电力公司实际要求以及电气网络的主接线图，分析线路实际电力负荷以及发展可能性，结合经济电流密度及允许电压对导线截面进行选择，确定工程使用导线及相应配套避雷线。设计中涉及的气象条件组合大致分为以下几种情况。
1) 正常运行情况下。大风、覆冰、最低气温三大气象因素在输电线路正常运行过程里会对电线及杆塔造成影响，使得其产生较大受力。在不了解气象规律的情况下极容易将大风、覆冰、最低气温组合在一起，但实际工作中应将以上三种气象条件分别予以考虑。一般情况下出现大风条件时不易同时出现覆冰气象，对当地气温取值时应取大风月平均气温或略低于风月平均气温；参考雨凇形成规律，电线覆冰时宜取 10m/s 风速，若该地区最大风速高于 35m/s 则可相应调高风速至 15m/s，选取-5℃气温；而当地出现最低气温时不同时出现冰、风气象。
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2) 线路处于安装或检修时。一般而言安装时气象组合为 10m/s 的风速，无冰，最低气温月平均气温。
3) 架空输输电线路设计区划。现行设计计算气象条件区划时主要沿用《架空输电线路设计计算用气象条件区划》由广西气候中心编撰。在该区划标准中主要按照广西的实际情况提出 6 大典型气象区划计算电线弧垂盈利曲线时可据此套用相关参数。
3基于层次分析法的输电线路路径优化选择方法
3.1层次分析法的引入
层次分析法是一种定性和定量相结合、系统化、层次化的分析方法，是一种灵活易懂的分析项目风险性的方法，是一种多标准的决策方法，既考虑了影响线路路径的主观因素，又考虑了客观因素。该方法的第一步是在一个分层结构中明确地列出待决策的问题。一个典型的分层结构中，最上层是需要做决策的中心问题；中间层列出的是影响问题决策的要素；最下层是已做出的若干决策方案。分层结构一旦建立，决策者就要从分层结构的每一层中，区分出相对重要的和非重要的要素。根据每一层的要素在决策过程中的重要性，采用配对的方法对其进行比较。然后画出矩阵，进而得出各种要素在决策工程中所占比重。
所选决策方案的综合比重是通过各层比重综合确定；通过分层结构中的最底层经过每一个中间层到最高层的路线完成，确定比重的数学基础原则已经确定。将此方法应用到基于 GIS 输电线路决策支持系统可较好地解决线路路径优选问题。地理信息系统(简称 GIS)是一门集地理空间数据处理与计算机技术于一体的边缘学科领域，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和分析具有空间内涵属性的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统。
基于 GIS 技术的路径优选法就是利用计算机技术和 GPS 技术将航测遥感得出的多种数据利用 GIS 技术进行分析，此技术可以使用空间数据和属性数据进行具有空间定性、定量、定位综合分析，实质是一种空间可视化的辅助决策系统。
3.2基于模糊综合评价法的路径优选
模糊综合评价是通过构造等级模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化(即确定隶属度)，然后利用模糊变换原理对各指标综合。就输电线路优选工作而言，模糊综合评价法是对影响输变电工程送电线路路径的多种因素，通过运行模糊数学的模型理论，对备选路径进行评价选择。该种方法主要是根据模糊数学的隶属度理论把定性评价化为定量评价。即用模糊数学对受到多种因素制约的事物做出一个总体的评价。它具有结果清晰、系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。 模糊综合评价方法的评价步骤由以下 6 步构成：
1) 确定评价对象的因素论域
2) 确定评与等级论域，即等级集合。每一个等级可对应一个模糊子集。
3) 建立模糊关系矩阵 R
4) 确定评价因素的权向量
5) 合成模糊综合评价结果向量
6) 对模糊综合评价结果向量进行分析
实际中最常用的方法是最大隶属度原则，但在某些情况下使用会有些很勉强，损失信息很多，甚至得出不合理的评价结果。提出使用加权平均求隶属等级的方法，对于多个被评事物并可以依据其等级位置进行排序。
参考文献
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[3] 贾立荣.35kV输电线路设计注意要点[J].中国高新技术企业.2013(27)
[4] 罗查.输电线路设计中路径选择探究[J].中国高新技术企业.2013(21)
论文作者:陈伟
论文发表刊物:《科技中国》2018年6期
论文发表时间:2018/8/10
标签：线路论文; 路径论文; 模糊论文; 方法论文; 工程论文; 因素论文; 评价论文; 《科技中国》2018年6期论文;