變電站環(huán)境噪聲治理優(yōu)化方案分析

程慧青+肖伏賢+車艷紅

摘 要：文章運用變電站環(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)，模擬變電站聲環(huán)境，優(yōu)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(yōu)化比選，為運行期變電站控制和治理噪聲提供依據(jù)。

關鍵詞：變電站；環(huán)境噪聲；優(yōu)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(qū)，造成變電站與居民住宅等環(huán)境敏感目標的矛盾不斷增加。變電站或配變噪聲擾民現(xiàn)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(fā)生，因此必須治理變電站的噪聲污染問題。

在變電站與環(huán)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(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)”優(yōu)化噪聲治理方案，幫助獲取最優(yōu)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(qū)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(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)”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(fā)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(huán)境狀況研究和數(shù)學模型建立，開發(fā)的變電站環(huán)境噪聲控制優(yōu)化仿真分析系統(tǒng)，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(huán)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(yōu)化計算方面有較大提升，包括建模場景、屏障高度優(yōu)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(huán)保局推薦的噪聲預測軟件CadnaA和現(xiàn)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(shù)據(jù)基本吻合，說明該軟件的實用性。運用該軟件對現(xiàn)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(yōu)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(jù)。

2 噪聲治理方案的優(yōu)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(jù)城市區(qū)域環(huán)境噪聲適用區(qū)劃，該變電站適用于

GB 12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)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(huán)境噪聲超標，需進行噪聲治理?，F(xiàn)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(yōu)化比選

為了要在短時間內取得治理效果理想，達到環(huán)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(yōu)化比選。同時環(huán)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(jiān)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(xiàn)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(jù)聲功能規(guī)劃，該區(qū)域屬1類聲環(huán)境功能區(qū)，應執(zhí)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(huán)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(huán)境噪聲都低于45 dB（A）的夜間環(huán)境噪聲標準限值，都能達標；若實施方案3，接收點2的環(huán)境噪聲將達45.9 dB（A），超過45 dB（A）的夜間環(huán)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(huán)境噪聲分析及優(yōu)化控制仿真系統(tǒng)”軟件模擬預測變電站的廠界噪聲，應用于變電站噪聲優(yōu)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(yōu)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(yōu)化、噪聲治理方案的多方案優(yōu)化比選，在變電站規(guī)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(jù)。

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(huán)境噪聲控制優(yōu)化仿真分析系統(tǒng)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(qū)變電站噪聲超標的現(xiàn)場治理[J].變壓器，2010，（7）.

[2] 茍旭丹.城區(qū)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(huán)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(huán)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(huán)保，2013，（2）.

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

[7] GB 12348-2008，工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)保噪聲排放標準[S].

[8] GB 3096-2008，聲環(huán)境質量標準[S].

摘 要：文章運用變電站環(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)，模擬變電站聲環(huán)境，優(yōu)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(yōu)化比選，為運行期變電站控制和治理噪聲提供依據(jù)。

關鍵詞：變電站；環(huán)境噪聲；優(yōu)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(qū)，造成變電站與居民住宅等環(huán)境敏感目標的矛盾不斷增加。變電站或配變噪聲擾民現(xiàn)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(fā)生，因此必須治理變電站的噪聲污染問題。

在變電站與環(huán)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(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)”優(yōu)化噪聲治理方案，幫助獲取最優(yōu)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(qū)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(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)”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(fā)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(huán)境狀況研究和數(shù)學模型建立，開發(fā)的變電站環(huán)境噪聲控制優(yōu)化仿真分析系統(tǒng)，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(huán)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(yōu)化計算方面有較大提升，包括建模場景、屏障高度優(yōu)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(huán)保局推薦的噪聲預測軟件CadnaA和現(xiàn)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(shù)據(jù)基本吻合，說明該軟件的實用性。運用該軟件對現(xiàn)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(yōu)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(jù)。

2 噪聲治理方案的優(yōu)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(jù)城市區(qū)域環(huán)境噪聲適用區(qū)劃，該變電站適用于

GB 12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)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(huán)境噪聲超標，需進行噪聲治理?，F(xiàn)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(yōu)化比選

為了要在短時間內取得治理效果理想，達到環(huán)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(yōu)化比選。同時環(huán)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(jiān)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(xiàn)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(jù)聲功能規(guī)劃，該區(qū)域屬1類聲環(huán)境功能區(qū)，應執(zhí)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(huán)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(huán)境噪聲都低于45 dB（A）的夜間環(huán)境噪聲標準限值，都能達標；若實施方案3，接收點2的環(huán)境噪聲將達45.9 dB（A），超過45 dB（A）的夜間環(huán)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(huán)境噪聲分析及優(yōu)化控制仿真系統(tǒng)”軟件模擬預測變電站的廠界噪聲，應用于變電站噪聲優(yōu)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(yōu)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(yōu)化、噪聲治理方案的多方案優(yōu)化比選，在變電站規(guī)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(jù)。

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(huán)境噪聲控制優(yōu)化仿真分析系統(tǒng)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(qū)變電站噪聲超標的現(xiàn)場治理[J].變壓器，2010，（7）.

[2] 茍旭丹.城區(qū)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(huán)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(huán)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(huán)保，2013，（2）.

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

[7] GB 12348-2008，工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)保噪聲排放標準[S].

[8] GB 3096-2008，聲環(huán)境質量標準[S].

摘 要：文章運用變電站環(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)，模擬變電站聲環(huán)境，優(yōu)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(yōu)化比選，為運行期變電站控制和治理噪聲提供依據(jù)。

關鍵詞：變電站；環(huán)境噪聲；優(yōu)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(qū)，造成變電站與居民住宅等環(huán)境敏感目標的矛盾不斷增加。變電站或配變噪聲擾民現(xiàn)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(fā)生，因此必須治理變電站的噪聲污染問題。

在變電站與環(huán)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(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)”優(yōu)化噪聲治理方案，幫助獲取最優(yōu)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(qū)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(huán)境噪聲優(yōu)化控制仿真分析系統(tǒng)”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(fā)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(huán)境狀況研究和數(shù)學模型建立，開發(fā)的變電站環(huán)境噪聲控制優(yōu)化仿真分析系統(tǒng)，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(huán)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(yōu)化計算方面有較大提升，包括建模場景、屏障高度優(yōu)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(huán)保局推薦的噪聲預測軟件CadnaA和現(xiàn)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(shù)據(jù)基本吻合，說明該軟件的實用性。運用該軟件對現(xiàn)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(yōu)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(jù)。

2 噪聲治理方案的優(yōu)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(jù)城市區(qū)域環(huán)境噪聲適用區(qū)劃，該變電站適用于

GB 12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)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(huán)境噪聲超標，需進行噪聲治理。現(xiàn)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(yōu)化比選

為了要在短時間內取得治理效果理想，達到環(huán)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(yōu)化比選。同時環(huán)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(jiān)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(xiàn)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(jù)聲功能規(guī)劃，該區(qū)域屬1類聲環(huán)境功能區(qū)，應執(zhí)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(huán)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(huán)境噪聲都低于45 dB（A）的夜間環(huán)境噪聲標準限值，都能達標；若實施方案3，接收點2的環(huán)境噪聲將達45.9 dB（A），超過45 dB（A）的夜間環(huán)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(huán)境噪聲分析及優(yōu)化控制仿真系統(tǒng)”軟件模擬預測變電站的廠界噪聲，應用于變電站噪聲優(yōu)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(yōu)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(yōu)化、噪聲治理方案的多方案優(yōu)化比選，在變電站規(guī)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(jù)。

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(huán)境噪聲控制優(yōu)化仿真分析系統(tǒng)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(qū)變電站噪聲超標的現(xiàn)場治理[J].變壓器，2010，（7）.

[2] 茍旭丹.城區(qū)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(huán)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(huán)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(huán)保，2013，（2）.

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

[7] GB 12348-2008，工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)保噪聲排放標準[S].

[8] GB 3096-2008，聲環(huán)境質量標準[S].