變電站環境噪聲治理優化方案分析

程慧青+肖伏賢+車艷紅

摘 要：文章運用變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統，模擬變電站聲環境，優化設置聲屏障的噪聲治理方案，同時進行聲屏障設置多方案優化比選，為運行期變電站控制和治理噪聲提供依據。

關鍵詞：變電站；環境噪聲；優化控制；聲屏障

中圖分類號：TB535 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0014-02

隨著城市化進程的不斷推進，居民人均用電量的逐年增加，部分變電站逐漸處于城市中心或人口密集區，造成變電站與居民住宅等環境敏感目標的矛盾不斷增加。變電站或配變噪聲擾民現象，尤其是在夜間超標問題日益突出，噪聲投訴和糾紛時有發生，因此必須治理變電站的噪聲污染問題。

在變電站與環境敏感點之間設立聲屏障就是一種常用的噪聲治理重要方法。但設置聲屏障，設置的高度、寬度都是電力設計中常常遇到的問題。如果聲屏障高度、寬度不夠，就達不到降噪效果；如果聲屏障過高、過大，又會增加工程費用。本文利用“變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統”優化噪聲治理方案，幫助獲取最優的聲屏障設計方案，提高噪聲控制效果，避免噪聲控制過程中的盲目性，為城區輸變電項目的設計、噪聲治理提供快捷有效的設計參考。

1 “變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統”簡介

運用噪聲傳播的理論，研究噪聲傳播機理和衰減模式（幾何發散衰減、大氣吸收衰減、地面效應衰減、聲屏障衰減、樹葉傳播衰減、房屋群衰減等），通過對變電站環境狀況研究和數學模型建立，開發的變電站環境噪聲控制優化仿真分析系統，該軟件具有如下特點：

①以點、線、面及空間等形式對變電站及周邊復雜環境進行全方位的噪聲分析。

②在場景建模和三維場景漫游等方面以圖形、圖像、聲音等多媒體形式展示與輸出。

③與國外軟件相比在可視化合優化計算方面有較大提升，包括建模場景、屏障高度優化計算、多方案比選功能、展示衰減曲線、空間平面和等值面輸出功能等。本軟件與國家環保局推薦的噪聲預測軟件CadnaA和現場實測結果的進行對比，前者與CadnaA的計算結果基本接近，與實測數據基本吻合，說明該軟件的實用性。運用該軟件對現有多個居民投訴的變電站進行了模擬分析，綜合考慮技術和成本等多因素，對噪聲治理方案實施治理效果優化計算，快速選取最佳方案，為變電站噪聲治理和設計提供決策依據。

2 噪聲治理方案的優化

某110 kV變電站平面布置示意圖如圖1所示，變電站內兩臺主變噪聲分別為73.2 dB、71.4 dB，變電站廠界外有三棟民房，房子高度均為3.5 m，屋頂接收點位高為5 m。加隔聲屏障前，實測三個接收點的夜間噪聲值，見表1。

根據城市區域環境噪聲適用區劃，該變電站適用于

GB 12348-2008《工業企業廠界環境噪聲標準》的1類標準，夜間廠界噪聲必須低于45 dB。因此在治理前該變電站廠界的夜間環境噪聲超標，需進行噪聲治理。現計劃在2號主變旁邊加一個聲屏障如圖1所示，要將三個接收點的噪聲都控制在45 dB以內，必須將聲屏障高度確定在4 m以上，為確保治理效果，在工程實際中可考慮加到5 m。

3 多方案優化比選

為了要在短時間內取得治理效果理想，達到環保標準，施工成本相對較低的方案，在制定噪聲治理方案時，就需要進行多方案優化比選。同時環保管理人員也可通過多方案比選，對不同治理廠家的方案進行技術監督，預測是否能夠達到理想的效果，同時也可以對治理費用進行預估，減少可能的工程費用虛高問題。

現以另一110 kV變電站為例進行分析說明。該變電站平面原布局圖如圖1所示，變電站廠界外共有三戶居民，設為三個接收點，根據聲功能規劃，該區域屬1類聲環境功能區，應執行的標準為：晝間55 dB（A）、夜間45 dB（A）。變電站內兩個主變的聲功率級A聲級及治理前3個接收點噪聲大小，詳細見表2～3。

從表3可以看出，治理前接收點1～3的夜間環境噪聲均超標，需要設置聲屏障來治理變電站噪聲污染。因此，設計單位提出了三種聲屏障設置方案，其平面布置圖如圖2所示。三種方案的聲屏障信息見表4，變電站周邊民房信息見表5，利用方案比選功能，得到的信息見表6。

由表6可知，在噪聲治理效果方面，若實施方案1或2，治理后的環境噪聲都低于45 dB（A）的夜間環境噪聲標準限值，都能達標；若實施方案3，接收點2的環境噪聲將達45.9 dB（A），超過45 dB（A）的夜間環境噪聲標準限值，不達標。從施工的成本來看，方案3的價格最高，達29.75萬元；其次是方案1的價格，達22.75萬元；方案2的價格最低，達22.40萬元。相對而言，選擇方案2較為合理，治理效果也最好。

4 結 語

應用“變電站環境噪聲分析及優化控制仿真系統”軟件模擬預測變電站的廠界噪聲，應用于變電站噪聲優化控制領域：

①可以利用軟件快速、準確地進行變電站敏感點噪聲預測分析；利用軟件進行特定方向噪聲趨勢分析、噪聲平面分布分析和空間分布分析。

②利用軟件優化變電站內聲源和建筑物的布局。

③軟件從點、線、面等多角度分析研究變電站噪聲，用于噪聲治理方案的優化、噪聲治理方案的多方案優化比選，在變電站規劃設計初期，合理安排站內建筑物與主變，降低工程后期帶來的噪聲污染，為控制和治理噪聲提供依據。

④在運行變電站噪聲治理中，建議采用本軟件對治理方案的合理性進行計算評估。變電站環境噪聲控制優化仿真分析系統軟件對于更復雜的場景，其他聲源不能完全等效為點聲源，建議今后加入更為復雜的線聲源和面聲源模型。

參考文獻：

[1] 孫勝濤，王愛華，石巖.兩座城區變電站噪聲超標的現場治理[J].變壓器，2010，（7）.

[2] 茍旭丹.城區變電站噪聲分析與治理[J].四川電力技術，2012，（6）.

[3] 曲友立，南泥溝（慧祥）.110 kV變電站噪聲控制[J].電力環境保護，2008，（5）.

[4] 陳秋，李振海.變電站噪聲防治方案研究[J].電力環境保護，2006，（3）.

[5] 羅超，查智明，潘娟琴等，變電站主變噪聲的距離衰減特性[J].電力科技與環保，2013，（2）.

[6] 徐祿文.戶外變電站噪聲預測及優化設計控制[J].噪聲與振動控制，2013，（1）.

[7] GB 12348-2008，工業企業廠界環保噪聲排放標準[S].

[8] GB 3096-2008，聲環境質量標準[S].

摘 要：文章運用變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統，模擬變電站聲環境，優化設置聲屏障的噪聲治理方案，同時進行聲屏障設置多方案優化比選，為運行期變電站控制和治理噪聲提供依據。

關鍵詞：變電站；環境噪聲；優化控制；聲屏障

中圖分類號：TB535 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0014-02

隨著城市化進程的不斷推進，居民人均用電量的逐年增加，部分變電站逐漸處于城市中心或人口密集區，造成變電站與居民住宅等環境敏感目標的矛盾不斷增加。變電站或配變噪聲擾民現象，尤其是在夜間超標問題日益突出，噪聲投訴和糾紛時有發生，因此必須治理變電站的噪聲污染問題。

在變電站與環境敏感點之間設立聲屏障就是一種常用的噪聲治理重要方法。但設置聲屏障，設置的高度、寬度都是電力設計中常常遇到的問題。如果聲屏障高度、寬度不夠，就達不到降噪效果；如果聲屏障過高、過大，又會增加工程費用。本文利用“變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統”優化噪聲治理方案，幫助獲取最優的聲屏障設計方案，提高噪聲控制效果，避免噪聲控制過程中的盲目性，為城區輸變電項目的設計、噪聲治理提供快捷有效的設計參考。

1 “變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統”簡介

運用噪聲傳播的理論，研究噪聲傳播機理和衰減模式（幾何發散衰減、大氣吸收衰減、地面效應衰減、聲屏障衰減、樹葉傳播衰減、房屋群衰減等），通過對變電站環境狀況研究和數學模型建立，開發的變電站環境噪聲控制優化仿真分析系統，該軟件具有如下特點：

①以點、線、面及空間等形式對變電站及周邊復雜環境進行全方位的噪聲分析。

②在場景建模和三維場景漫游等方面以圖形、圖像、聲音等多媒體形式展示與輸出。

③與國外軟件相比在可視化合優化計算方面有較大提升，包括建模場景、屏障高度優化計算、多方案比選功能、展示衰減曲線、空間平面和等值面輸出功能等。本軟件與國家環保局推薦的噪聲預測軟件CadnaA和現場實測結果的進行對比，前者與CadnaA的計算結果基本接近，與實測數據基本吻合，說明該軟件的實用性。運用該軟件對現有多個居民投訴的變電站進行了模擬分析，綜合考慮技術和成本等多因素，對噪聲治理方案實施治理效果優化計算，快速選取最佳方案，為變電站噪聲治理和設計提供決策依據。

2 噪聲治理方案的優化

某110 kV變電站平面布置示意圖如圖1所示，變電站內兩臺主變噪聲分別為73.2 dB、71.4 dB，變電站廠界外有三棟民房，房子高度均為3.5 m，屋頂接收點位高為5 m。加隔聲屏障前，實測三個接收點的夜間噪聲值，見表1。

根據城市區域環境噪聲適用區劃，該變電站適用于

GB 12348-2008《工業企業廠界環境噪聲標準》的1類標準，夜間廠界噪聲必須低于45 dB。因此在治理前該變電站廠界的夜間環境噪聲超標，需進行噪聲治理。現計劃在2號主變旁邊加一個聲屏障如圖1所示，要將三個接收點的噪聲都控制在45 dB以內，必須將聲屏障高度確定在4 m以上，為確保治理效果，在工程實際中可考慮加到5 m。

3 多方案優化比選

為了要在短時間內取得治理效果理想，達到環保標準，施工成本相對較低的方案，在制定噪聲治理方案時，就需要進行多方案優化比選。同時環保管理人員也可通過多方案比選，對不同治理廠家的方案進行技術監督，預測是否能夠達到理想的效果，同時也可以對治理費用進行預估，減少可能的工程費用虛高問題。

現以另一110 kV變電站為例進行分析說明。該變電站平面原布局圖如圖1所示，變電站廠界外共有三戶居民，設為三個接收點，根據聲功能規劃，該區域屬1類聲環境功能區，應執行的標準為：晝間55 dB（A）、夜間45 dB（A）。變電站內兩個主變的聲功率級A聲級及治理前3個接收點噪聲大小，詳細見表2～3。

從表3可以看出，治理前接收點1～3的夜間環境噪聲均超標，需要設置聲屏障來治理變電站噪聲污染。因此，設計單位提出了三種聲屏障設置方案，其平面布置圖如圖2所示。三種方案的聲屏障信息見表4，變電站周邊民房信息見表5，利用方案比選功能，得到的信息見表6。

由表6可知，在噪聲治理效果方面，若實施方案1或2，治理后的環境噪聲都低于45 dB（A）的夜間環境噪聲標準限值，都能達標；若實施方案3，接收點2的環境噪聲將達45.9 dB（A），超過45 dB（A）的夜間環境噪聲標準限值，不達標。從施工的成本來看，方案3的價格最高，達29.75萬元；其次是方案1的價格，達22.75萬元；方案2的價格最低，達22.40萬元。相對而言，選擇方案2較為合理，治理效果也最好。

4 結 語

應用“變電站環境噪聲分析及優化控制仿真系統”軟件模擬預測變電站的廠界噪聲，應用于變電站噪聲優化控制領域：

①可以利用軟件快速、準確地進行變電站敏感點噪聲預測分析；利用軟件進行特定方向噪聲趨勢分析、噪聲平面分布分析和空間分布分析。

②利用軟件優化變電站內聲源和建筑物的布局。

③軟件從點、線、面等多角度分析研究變電站噪聲，用于噪聲治理方案的優化、噪聲治理方案的多方案優化比選，在變電站規劃設計初期，合理安排站內建筑物與主變，降低工程后期帶來的噪聲污染，為控制和治理噪聲提供依據。

④在運行變電站噪聲治理中，建議采用本軟件對治理方案的合理性進行計算評估。變電站環境噪聲控制優化仿真分析系統軟件對于更復雜的場景，其他聲源不能完全等效為點聲源，建議今后加入更為復雜的線聲源和面聲源模型。

參考文獻：

[1] 孫勝濤，王愛華，石巖.兩座城區變電站噪聲超標的現場治理[J].變壓器，2010，（7）.

[2] 茍旭丹.城區變電站噪聲分析與治理[J].四川電力技術，2012，（6）.

[3] 曲友立，南泥溝（慧祥）.110 kV變電站噪聲控制[J].電力環境保護，2008，（5）.

[4] 陳秋，李振海.變電站噪聲防治方案研究[J].電力環境保護，2006，（3）.

[5] 羅超，查智明，潘娟琴等，變電站主變噪聲的距離衰減特性[J].電力科技與環保，2013，（2）.

[6] 徐祿文.戶外變電站噪聲預測及優化設計控制[J].噪聲與振動控制，2013，（1）.

[7] GB 12348-2008，工業企業廠界環保噪聲排放標準[S].

[8] GB 3096-2008，聲環境質量標準[S].

摘 要：文章運用變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統，模擬變電站聲環境，優化設置聲屏障的噪聲治理方案，同時進行聲屏障設置多方案優化比選，為運行期變電站控制和治理噪聲提供依據。

關鍵詞：變電站；環境噪聲；優化控制；聲屏障

中圖分類號：TB535 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0014-02

隨著城市化進程的不斷推進，居民人均用電量的逐年增加，部分變電站逐漸處于城市中心或人口密集區，造成變電站與居民住宅等環境敏感目標的矛盾不斷增加。變電站或配變噪聲擾民現象，尤其是在夜間超標問題日益突出，噪聲投訴和糾紛時有發生，因此必須治理變電站的噪聲污染問題。

在變電站與環境敏感點之間設立聲屏障就是一種常用的噪聲治理重要方法。但設置聲屏障，設置的高度、寬度都是電力設計中常常遇到的問題。如果聲屏障高度、寬度不夠，就達不到降噪效果；如果聲屏障過高、過大，又會增加工程費用。本文利用“變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統”優化噪聲治理方案，幫助獲取最優的聲屏障設計方案，提高噪聲控制效果，避免噪聲控制過程中的盲目性，為城區輸變電項目的設計、噪聲治理提供快捷有效的設計參考。

1 “變電站環境噪聲優化控制仿真分析系統”簡介

運用噪聲傳播的理論，研究噪聲傳播機理和衰減模式（幾何發散衰減、大氣吸收衰減、地面效應衰減、聲屏障衰減、樹葉傳播衰減、房屋群衰減等），通過對變電站環境狀況研究和數學模型建立，開發的變電站環境噪聲控制優化仿真分析系統，該軟件具有如下特點：

①以點、線、面及空間等形式對變電站及周邊復雜環境進行全方位的噪聲分析。

②在場景建模和三維場景漫游等方面以圖形、圖像、聲音等多媒體形式展示與輸出。

③與國外軟件相比在可視化合優化計算方面有較大提升，包括建模場景、屏障高度優化計算、多方案比選功能、展示衰減曲線、空間平面和等值面輸出功能等。本軟件與國家環保局推薦的噪聲預測軟件CadnaA和現場實測結果的進行對比，前者與CadnaA的計算結果基本接近，與實測數據基本吻合，說明該軟件的實用性。運用該軟件對現有多個居民投訴的變電站進行了模擬分析，綜合考慮技術和成本等多因素，對噪聲治理方案實施治理效果優化計算，快速選取最佳方案，為變電站噪聲治理和設計提供決策依據。

2 噪聲治理方案的優化

某110 kV變電站平面布置示意圖如圖1所示，變電站內兩臺主變噪聲分別為73.2 dB、71.4 dB，變電站廠界外有三棟民房，房子高度均為3.5 m，屋頂接收點位高為5 m。加隔聲屏障前，實測三個接收點的夜間噪聲值，見表1。

根據城市區域環境噪聲適用區劃，該變電站適用于

GB 12348-2008《工業企業廠界環境噪聲標準》的1類標準，夜間廠界噪聲必須低于45 dB。因此在治理前該變電站廠界的夜間環境噪聲超標，需進行噪聲治理。現計劃在2號主變旁邊加一個聲屏障如圖1所示，要將三個接收點的噪聲都控制在45 dB以內，必須將聲屏障高度確定在4 m以上，為確保治理效果，在工程實際中可考慮加到5 m。

3 多方案優化比選

為了要在短時間內取得治理效果理想，達到環保標準，施工成本相對較低的方案，在制定噪聲治理方案時，就需要進行多方案優化比選。同時環保管理人員也可通過多方案比選，對不同治理廠家的方案進行技術監督，預測是否能夠達到理想的效果，同時也可以對治理費用進行預估，減少可能的工程費用虛高問題。

現以另一110 kV變電站為例進行分析說明。該變電站平面原布局圖如圖1所示，變電站廠界外共有三戶居民，設為三個接收點，根據聲功能規劃，該區域屬1類聲環境功能區，應執行的標準為：晝間55 dB（A）、夜間45 dB（A）。變電站內兩個主變的聲功率級A聲級及治理前3個接收點噪聲大小，詳細見表2～3。

從表3可以看出，治理前接收點1～3的夜間環境噪聲均超標，需要設置聲屏障來治理變電站噪聲污染。因此，設計單位提出了三種聲屏障設置方案，其平面布置圖如圖2所示。三種方案的聲屏障信息見表4，變電站周邊民房信息見表5，利用方案比選功能，得到的信息見表6。

由表6可知，在噪聲治理效果方面，若實施方案1或2，治理后的環境噪聲都低于45 dB（A）的夜間環境噪聲標準限值，都能達標；若實施方案3，接收點2的環境噪聲將達45.9 dB（A），超過45 dB（A）的夜間環境噪聲標準限值，不達標。從施工的成本來看，方案3的價格最高，達29.75萬元；其次是方案1的價格，達22.75萬元；方案2的價格最低，達22.40萬元。相對而言，選擇方案2較為合理，治理效果也最好。

4 結 語

應用“變電站環境噪聲分析及優化控制仿真系統”軟件模擬預測變電站的廠界噪聲，應用于變電站噪聲優化控制領域：

①可以利用軟件快速、準確地進行變電站敏感點噪聲預測分析；利用軟件進行特定方向噪聲趨勢分析、噪聲平面分布分析和空間分布分析。

②利用軟件優化變電站內聲源和建筑物的布局。

③軟件從點、線、面等多角度分析研究變電站噪聲，用于噪聲治理方案的優化、噪聲治理方案的多方案優化比選，在變電站規劃設計初期，合理安排站內建筑物與主變，降低工程后期帶來的噪聲污染，為控制和治理噪聲提供依據。

④在運行變電站噪聲治理中，建議采用本軟件對治理方案的合理性進行計算評估。變電站環境噪聲控制優化仿真分析系統軟件對于更復雜的場景，其他聲源不能完全等效為點聲源，建議今后加入更為復雜的線聲源和面聲源模型。

參考文獻：

[1] 孫勝濤，王愛華，石巖.兩座城區變電站噪聲超標的現場治理[J].變壓器，2010，（7）.

[2] 茍旭丹.城區變電站噪聲分析與治理[J].四川電力技術，2012，（6）.

[3] 曲友立，南泥溝（慧祥）.110 kV變電站噪聲控制[J].電力環境保護，2008，（5）.

[4] 陳秋，李振海.變電站噪聲防治方案研究[J].電力環境保護，2006，（3）.

[5] 羅超，查智明，潘娟琴等，變電站主變噪聲的距離衰減特性[J].電力科技與環保，2013，（2）.

[6] 徐祿文.戶外變電站噪聲預測及優化設計控制[J].噪聲與振動控制，2013，（1）.

[7] GB 12348-2008，工業企業廠界環保噪聲排放標準[S].

[8] GB 3096-2008，聲環境質量標準[S].