电力安全是社会稳定运行、经济健康发展的重要保障。变电站作为电力供应节点，已成为城市重要基础设施。随着城市快速发展，电力需求不断提升，变电站布点数量越来越多，运行可靠性要求越来越高。与此同时，部分城市发展过程中区域与变电站建设在生态环保、景观环境、土地供应、社会稳定等方面的不协调问题也日益凸显。如何从城市高质量发展目标、精细化管理要求出发，更好地推进城市变电站的建设发展，成为一个亟待探讨的问题。

一、城市变电站建设现状

城市变电站基本可分为独立地上、独立地下和结合建设三种模式。其中独立地上变电站是指单独取得用地，主要电气设备均位于地上独立建筑内的变电站。独立地下变电站是指单独取得用地，但主要电气设备均位于地下独立建筑内的变电站。结合建设变电站是指将变电站与公共建筑与其他非居住建筑综合设置的变电站，结建对象多引导为商业、办公建筑或工业、仓储物流建筑等，基本排除住宅、学校、医院、护理院等噪声、电磁环境敏感目标^[1]。

目前国内独立地上变电站仍占多数，地下变电站和结建变电站仍处于试点推广阶段。截至2017年，全国电力系统内总计建成和投运的66千伏及以上电压等级地下变电站仅为112座，主要分布在北京、上海、广东等11个省市和自治区^[2]。上海作为特大型城市，在地下变电站和结建变电站建设方面领先全国。至2019年底，上海地下变电站总数达到32座，其中500千伏地下站2座（含全国首座500千伏地下变电站），基本集中在中心城区，占全市变电站比例仅为3%左右。作为国内率先开展变电站结合建设的城市，至2019年底上海35千伏及以上电压等级结建变电站达到22座，同样集中在中心城区，整体占比较地下变电站略低。

国外以东京、伦敦、巴黎为代表的大型城市地下变电站建设运营经验也较为丰富，但数量上仍是地上变电站占多数。其中东京是地下变电站建设较多的城市。为了最大限度地利用城市空间，东京地下变电站大多采取了结建模式，如新宿变电站（公园地下）、高轮变电站（寺庙地下）、275千伏东新宿变电站（东京电力公司办公楼地下）、500千伏新丰洲变电站（东京电力公司数据存储中心地下）等^[3,4]。

二、城市变电站各类建设模式的优势及问题

建设投资方面，地下变电站的建设投资大幅超过地上变电站。一方面是建筑安装工程费差距较大。除了地下站建筑体量差距外，地下建筑需进行基坑开挖和维护，通风、排水和消防系统也较为复杂，因此整体建筑安装工程费较高，110千伏地下站建筑安装工程费约为地上站的3～6倍。另一方面是设备费用也存在一定差距。地下空间对设备小型化、火灾危险性等级等提出更高要求。例如，地上变电站多使用油浸式变压器（火灾危险性等级丙类），而相关防火设计规范要求变电站与非居建筑结建时必须采用丁类及以下的电气设备^[5]，因此结建地下变电站多使用六氟化硫气体绝缘变压器（火灾危险性等级丁类），设备价格约为油绝缘变压器的4倍。总体来看，相同规模的110千伏变电站，地下站的建设总投资约为地上站的3～4倍。结建变电站需结合具体项目个性化设计，建设投资差异性较大。

运营安全性方面，现有技术水平下地下变电站的安全风险仍相对较高。一是地下建筑内易出现渗水、返潮等问题，设备运行条件相对恶劣、易出现故障。二是地下变电站的逃生通道较长，有毒气体易于聚集，同时地下空间方向辨识困难，预留孔洞较多，一旦发生火灾或气体泄漏，逃生和救援的难度都远高于地上变电站。三是近年多个城市出现的内涝问题，也会对地下变电站的运行安全产生重大威胁。但需要看到的是，随着地下建筑及变电站智能运维技术的发展，相关风险日趋可控。且从人民防空安全角度看，地下变电站在部分紧急状态下比地上变电站更有利于保障城市核心供能。

土地资源利用方面，由于地下变电站的地下各层平面均需布置大面积的进、排风井以及设备运输通道，造成同样电气规模的地下变电站建筑总体量大于地上变电站，实际用地指标也大于地上变电站。以上海为例，其35千伏变电站的用地指标为：地上0.2公顷、地下0.27公顷；110千伏变电站的用地指标为：地上0.24公顷、地下0.36公顷^[6,7]，地下变电站的用地指标增加了35%～50%。因此，单从土地供应方面看，独立地下变电站并不具备优势，需通过结建方式实现将土地分层使用，才能发挥地下变电站集约用地的作用。

环境影响方面，地下变电站和结建变电站较之独立地上变电站存在一定优势。地下变电站由于主体位于地面以下，噪声仅能通过风口传出、衰减明显，噪声控制较地上站进一步优化，建筑的屏蔽作用也使得电磁环境影响控制较地上站进一步优化。且地下变电站地面建筑较少，仅需布置出入口、进排风井等，通过绿化、建筑小品或与其他建筑结合的方式，更易与周边环境有机融合。结建变电站建筑立面多经过充分优化设计，在环境景观方面也普遍有良好表现，在结建的商业、办公建筑中往往具备极高的隐蔽性，如上海110千伏新七宝变电站、盘湾站等。

建设程序方面，独立地上和独立地下变电站的建设多采用划拨用地，用地直接划拨给变电站建设运营单位即各地电力公司。而结建变电站，特别是与商办建筑结建时，多采用土地出让，由主体商办项目的开发单位（非电力公司）获得用地，并由其完成变电站土建部分的报批和施工建设。电力公司负责完成变电站的后续电气安装工程，对土建部分实施回购（或由商办项目开发单位无偿移交）。实践中结建变电站建设中易发生以下问题：一是商办项目开发单位易按照一般地产项目管理流程报建、备案，未同步办理变电站核准，造成审批流程存在瑕疵。二是建设进度衔接不畅，部分急需投运的变电站由于主体项目的拖延而被迫延期。三是商办项目开发单位消极配合以及变电站土建回购和移交产生的较高税费，导致结建变电站产证办理困难。

适用范围方面，目前地下变电站和结建变电站主要集中在中心城区，以降低变电站邻避效应。独立地上变电站在中心城区也有分布，但考虑到中心城区土地资源紧张，而变电站选址需满足诸多退界及安全距离要求，又需保障站址面积以满足设备布置，近年其在中心城区的选址日趋困难。结建变电站的结建对象多为商办建筑，而部分变电站周边缺乏可结建的商办建筑，如坐落于住宅区的变电站等，导致结建模式的适用范围目前也存在局限性。

综合上述分析，独立地上变电站建设投资成本低、运维安全风险相对较低，但在部分区域选址困难，并且如果邻近敏感目标，易于引发社会稳定性风险问题；独立地下变电站噪声和电磁环境影响控制更优，景观融合性强，可降低社会稳定性风险，有助于人防安全，但其建设投资高，现有技术水平下，运维安全风险相对较高；结合建设变电站，景观融合性也很强，如为结合建设的地下变电站，还可通过土地分层使用实现集约用地，但其建设流程相对复杂，产证办理面临困境。

三、城市变电站发展趋势

由于担心噪声、电磁环境影响以及周边房屋租售价值受到变电站影响，城市居民对电力设施的“邻避效应”日益明显。由此造成越是城市核心、负荷密度高、亟须变电站布点的区域，变电站选址及建设推进越发困难的局面。

为了缓解相关矛盾，提升变电站建设效率的同时体现民生关怀，后续城市变电站的总体发展预计将遵循景观融合化和功能复合化两大趋势。

景观融合方面：（1）地下变电站具有较大优势，可结合城市区域特点，在安全经济的前提下继续推广。可学习东京相关经验，从提升土地利用效率角度出发，多采用结建模式建设地下变电站。此外，考虑运维安全便利性和企业投资压力，地下变电站可试点采用创新的半地下建设方式，即将变压器等主设备设置于地面以上（或下沉式广场首层），其他电气设备布置于地面以下，并结合绿化、造景达到较好的景观融合性。（2）对于城市非核心区域，短期看来，独立地上变电站仍是较为经济安全的选择。可借鉴城市垃圾电厂、分布式能源中心等景观融合经验，进一步提升建筑美观性或伪装性。

功能复合方面，主要可考虑突破现有结建经验限制，化被动结建为主动结建，在无合适商办项目结合建设的情况下，变电站主动复合其他功能，成为综合项目体。例如，目前电网企业已个别推进建设的以变电站为主体，复合光伏发电、储能、数据中心、5G通信基站等功能的综合能源站。

此外，从城市资源匮乏度上看，变电站结合停车场及电动汽车充电站建设也可作为后续创新突破方向。在城市核心地区，停车位往往处于紧缺状态，变电站建设如能带来停车位、充电站点新增，也将有效提升周边市民获得感、缓解“邻避效应”。以上海典型设计110千伏地上变电站为例，如在其半地下电缆层下方再增加一层地下停车场，按上海110千伏典型设计变电站的建设用地指标及地下建筑的离界规定（依据《上海市城市规划管理技术规定（2011修订版）》），地下建筑的离界距离（建筑退用地范围红线）不小于地下建筑物深度的0.7倍测算，地下车库的最大面积约1750平方米，而地下车库集约设计下，停车面积最小约35平方米/台，不考虑风机等辅助房间，1750平方米地下车库最多可布置约50个停车位，如考虑建设双层立体车库，停车位有望增加至90个。目前，地下停车场（包括双层立体车库）配置充电桩，均已有较成熟的商业技术方案。变电站结建地下停车场后，可结合周边需求和商业经济性，合理配置充电设施。

四、结论

对城市变电站现有三种主要建设模式分析发现，独立地上变电站投资成本及安全风险相对较低，但在城市部分区域选址困难，易引发社会稳定性风险；独立地下变电站景观融合性强，但投资成本及安全风险相对较高；结合建设变电站景观融合性也较强，其中结建地下变电站土地资源利用效率较高，但目前结建变电站的建设流程相对复杂、产证办理面临困境。

为提升建设效率、体现民生关怀，后续城市变电站将进一步景观融合化和功能复合化。城市核心区域在经济安全前提下，未来可多采用结建模式建设地下变电站；非核心区域，在进一步提升建筑美观性或伪装性前提下，独立地上变电站仍是较为经济安全的选择。功能复合方面，可考虑与停车场、充电站、储能、光伏发电、数据中心、5G基站等进行结建，扩大变电站结建形式。

参考文献

[1] 张琴. 与商业建筑相结合的变电站建设的探讨[J].电力勘测设计,2013(2):77-80.

[2] 孙国庆,雷鸣,李男,姚思焜.国内地下变电站建设现状与发展趋势[J].电力勘测设计,2020(1):68-73.

[3] 束昱,李春.东京电力开发利用城市地下空间[J].上海电力,2006(3):221-225.

[4]房岭锋,陈承,李钧.500kV地下变电站深入市中心综述[J].上海电力,2007(5):503-505.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．建筑设计防火规范（2018 修订版）：GB 50016-2014[S].北京:中国计划出版社,2018．

[6]上海市建设和交通委员会,上海市发展和改革委员会,上海市房屋土地资源管理局,上海市城市规划管理局.上海市基础设施用地指标（试行）:沪建交联〔2007〕548号.

[7] 上海市规划和国土资源管理局.上海市控制性详细规划技术准则（2016年修订版）：沪府办〔2016〕90号.