特高壓跨區(qū)域輸電對(duì)空氣質(zhì)量的影響研究

馬小會(huì) 徐敬 張自銀 李梓銘 溫維

（1.京津冀環(huán)境氣象預(yù)報(bào)預(yù)警中心，北京 100089；2.中國氣象局北京城市氣象研究所，北京 100089）

引言

中國大氣污染防治的措施［25-27］。

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，中國煤炭等化石能源的消耗大幅增加，使得中國城市大氣環(huán)境呈現(xiàn)高濃度的二氧化硫和顆粒物污染，區(qū)域整體環(huán)境質(zhì)量惡化，光化學(xué)煙霧、區(qū)域性大氣灰霾頻繁發(fā)生，重酸雨區(qū)面積增加，有毒有害大氣污染物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)愈來愈大［1-7］。研究表明［8-10］，燃煤顆粒物是大氣顆粒物的重要來源，京津冀地區(qū)燃煤總量大，燃煤廢氣對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。燃煤廢氣排放對(duì)京津冀地區(qū)空氣PM2.5的貢獻(xiàn)率為23.3%—46.6%，冬季的貢獻(xiàn)率達(dá)50%。燃煤電廠、燃煤鍋爐、農(nóng)村散煤是主要燃煤污染源，近年對(duì)此進(jìn)行了研究和治理［11-19］，通過為三大污染源建立的主要大氣污染物排放模型計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相關(guān)改造后，燃煤電廠替代各項(xiàng)污染物減排比例可達(dá)55%—70%?，F(xiàn)在多數(shù)城市燃煤SO2、NOx減排主要來自燃煤電廠超低排放改造［20-24］。

本文依托“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程為研究背景，通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)空氣質(zhì)量模式的考察和研究［28-39］，選取最優(yōu)方案，開展數(shù)值模擬所需的氣象場數(shù)據(jù)、排放源數(shù)據(jù)，選用適合的參數(shù)配置方案，建立大氣化學(xué)數(shù)值模擬系統(tǒng)，開展敏感性數(shù)值模擬試驗(yàn)，進(jìn)行處理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，得出量化結(jié)果，建立特高壓跨區(qū)域輸電工程受端區(qū)域空氣質(zhì)量改善影響評(píng)估模型，以期為評(píng)價(jià)跨區(qū)域輸電對(duì)受端區(qū)域空氣質(zhì)量改善的影響提供參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

1.1.1氣象數(shù)據(jù)

燃煤電廠排放的顆粒物在中國工業(yè)煙塵占比最高，發(fā)電用的煤炭占中國煤炭總消費(fèi)量的50%以上，且燃煤電廠經(jīng)過脫硝、除塵和脫硫后大部分粗顆粒物已被脫掉，顆粒物排放以細(xì)粒子為主，控制燃煤電廠PM2.5的排放對(duì)污染物減排非常重要。特高壓遠(yuǎn)距離輸電，可以減少受端區(qū)域燃煤發(fā)電機(jī)組，減少相應(yīng)的污染物排放，以實(shí)現(xiàn)減少大氣灰霾，這也是目前

初始?xì)庀髨龊蛡?cè)邊界條件數(shù)據(jù)來源于美國大氣環(huán)境預(yù)測中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）提供的全球再分析資料FNL（Final Operational Global Andysis，F(xiàn)NL）（https：//rda.ucar.edu/datasets/ds083.2/）、全球天氣預(yù)報(bào)場GFS（Global Forecast System，GFS）（https：//www.ncdc.noaa.gov/data-access/model-data/modeldatasets/global-forcast-system-gfs）。全球再分析資料FNL是基于全球氣象觀測資料同化模擬結(jié)果，可視作真實(shí)氣象場資料，其空間分辨率為1°×1°，時(shí)間分辨率為每6 h一次；全球天氣預(yù)報(bào)場GFS資料主要是為短期和中期天氣預(yù)報(bào)服務(wù)的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)場，其空間分辨率主要有0.5°×0.5°和1°×1°兩種，時(shí)間分辨率為3 h（前72 h）和6 h。

1.1.2地理數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括地形高度數(shù)據(jù)，地表植被類型等來源于美國地質(zhì)勘探局（USDS）的geog數(shù)據(jù)（http：//www2.mmm.ucar.edu/w rf/users/download/get＿sources＿wps＿geog.html），主要包括地形高度、坡度、土地利用、土壤類型、濕度等，其空間分辨率最高達(dá)到9 s（0.27 km）。本文模擬區(qū)域覆蓋中國華北大部分地區(qū)，水平分辨率為9 km，水平網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)為154×142，垂直方向分為30層，邊界層有15層，模式頂為50 hPa。

1.2 研究方法

1.2.1模型建立

特高壓跨區(qū)域輸電工程對(duì)受端區(qū)域大氣灰霾的影響與具體的氣象條件關(guān)系緊密，需氣象條件和化學(xué)污染物在線耦合，本研究選用WRF-Chem V3.7為模擬系統(tǒng)核心。

WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式是由美國環(huán)境預(yù)測中心（NCEP）、美國國家大氣研究中心（NCAR）等美國科研機(jī)構(gòu)中心開發(fā)的中尺度天氣預(yù)報(bào)模式。WRF-Chem在WRF基礎(chǔ)上增加了化學(xué)模塊。WRF-Chem被稱為新一代空氣質(zhì)量模式系統(tǒng)，它將空氣質(zhì)量模式也就是大氣化學(xué)模式（Chem）與氣象模式（WRF）在線耦合，可同步計(jì)算物理和化學(xué)過程，即化學(xué)和氣象子模式采用同一套水平和垂直坐標(biāo)系統(tǒng)，同樣的物理參數(shù)。由于大氣化學(xué)輸送過程是在與氣象模式完全相同的格點(diǎn)和時(shí)間步長下處理的，從而可以有效減少由于時(shí)間和空間插值造成的誤差?？傮w來說，WRF-Chem較為全面地考慮了物理和化學(xué)過程，包括大氣污染物的平流和對(duì)流輸送、湍流擴(kuò)散、干濕沉降、輻射傳輸?shù)戎饕髿馕锢磉^程，生物質(zhì)排放與人為排放、多相化學(xué)、氣溶膠化學(xué)和動(dòng)力學(xué)等大氣化學(xué)過程，以及氣溶膠與大氣輻射、光分解和微物理過程相互作用的氣溶膠反饋過程。此外，該模式還能實(shí)現(xiàn)大氣動(dòng)力、輻射和化學(xué)過程之間的耦合和反饋。

WRF-Chem V3.7是基于WRF-Chem模式建立的中國華北區(qū)域霧霾等污染預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的模式系統(tǒng)，可以較為充分地滿足特高壓跨區(qū)域輸電工程對(duì)受端區(qū)域大氣灰霾影響研究的需求，該方面研究與氣象條件變化關(guān)系緊密，氣象條件和化學(xué)污染物之間的在線耦合十分必要，同時(shí)可有效減少離線計(jì)算由于時(shí)間、空間差值帶來的誤差，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象化學(xué)反饋效應(yīng)的研究。此外，就真實(shí)大氣而言，由于該模式考慮了較為詳盡的物理、化學(xué)過程，已廣泛應(yīng)用于區(qū)域性污染成因研究，因此選用WRF-Chem V3.7作為模擬系統(tǒng)核心，通過相關(guān)程序的編譯、參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的處理及輸入等，建立電廠污染物排放對(duì)空氣質(zhì)量影響的計(jì)算模型。

模型采用的人為排放清單為清華大學(xué)主持研發(fā)的中國華北區(qū)域0.1°×0.1°格點(diǎn)化清單（http：//www.meicmodel.org），清單包含5個(gè)排放部門（電力、工業(yè)、民用、交通、農(nóng)業(yè)）。

火電廠排放清單輸入模式進(jìn)行模擬需要通過如下兩步處理：

（1）時(shí)間分配優(yōu)化。通過時(shí)間分配因子，將電廠的年排放量轉(zhuǎn)換為小時(shí)排放強(qiáng)度輸入模式。

（2）空間分配優(yōu)化。由于電廠的排放具有一定的高度，其影響范圍不僅限于地面，故利用垂直分配因子，來研究電廠排放對(duì)不同高度層的影響。地面以上第2—9層，對(duì)應(yīng)高度分別為9 m、27 m、46 m、64 m、91 m、130 m、185 m和255 m。

1.2.2情景設(shè)置

情景包括基礎(chǔ)情景和虛擬情景?；A(chǔ)情景為中國華北地區(qū)人為源排放清單反映的區(qū)域排放狀況，本研究依托錫盟—濟(jì)南特高壓輸電工程，設(shè)置錫盟電廠情景，該情景代表了大氣污染排放的實(shí)際狀況。虛擬情景即為依據(jù)受端地區(qū)所消納的特高壓外送電量，在本地虛擬建設(shè)的電源點(diǎn)（發(fā)電廠），華北地區(qū)人為源排放清單增加了虛擬電廠后的排放情景，定義為虛擬情景。

利用基于印痕法［40-41］的北京地區(qū)潛在源區(qū)分析結(jié)果，選擇“重要敏感源區(qū)”設(shè)置了虛擬電廠排放情景，虛擬的電廠主要包括受端區(qū)域內(nèi)規(guī)劃中的、已核準(zhǔn)的、在建的電廠，根據(jù)特高壓輸入的電量，按照機(jī)組容量大小，分配相應(yīng)的發(fā)電負(fù)荷。

該情景特高壓輸入的電量由北京及其周邊地區(qū)新建機(jī)組提供，北京及周邊地區(qū)共有3個(gè)燃煤電廠、1個(gè)燃?xì)怆姀S在建設(shè)，其中3個(gè)燃煤電廠分布在北京周邊南部，考慮北京冬季易造成城區(qū)污染的風(fēng)向?yàn)槲髂戏较颍试诳拷弥蓦姀S的位置附近作為研究點(diǎn)（115°58′12″E，31°28′48″N）。

1.2.3排放量計(jì)算

根據(jù)虛擬電廠的坐標(biāo)，采用最短距離法插值到計(jì)算模型中的對(duì)應(yīng)網(wǎng)格，確定虛擬電廠在輸入模型的排放清單中的位置。虛擬電廠的煙囪高度為210 m，因此其排放在向清單的輸入過程中，進(jìn)行了排放高度的垂直優(yōu)化，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)分配給模式地面以上的8層，對(duì)應(yīng)高度分別為9 m、27 m、46 m、64 m、91 m、130 m、185 m和255 m。

電廠坐標(biāo)插值至格式網(wǎng)格獲取虛擬電廠個(gè)數(shù)，如兩個(gè)虛擬電廠的坐標(biāo)經(jīng)插值位于同一模式網(wǎng)格，則處理為同一個(gè)虛擬電廠，其排放量采用累計(jì)計(jì)算方式。虛擬情景中虛擬電廠共計(jì)為4個(gè)，其中只有3個(gè)電廠有PM2.5排放（其他電廠排放為氣態(tài)物），該情景下依據(jù)不同方法計(jì)算得到的PM2.5的年排放量分別為655 t、764 t和156 t；錫盟電源點(diǎn)情景虛擬電廠共 計(jì) 為2個(gè)，PM2.5的 年 排 放 量 平 均 為1744 t（圖1）。

2 結(jié)果分析

2.1 大氣環(huán)境影響范圍評(píng)價(jià)

污染物濃度伴隨空氣流動(dòng)逐漸擴(kuò)散，因此局地排放會(huì)對(duì)下風(fēng)向地區(qū)造成一定影響。盡管虛擬電廠在源清單中處理為單個(gè)格點(diǎn)的排放，但受到天氣形勢、風(fēng)速、風(fēng)向等擴(kuò)散條件影響，其影響范圍和程度會(huì)隨著氣象條件的不同有明顯變化。

2.1.1西北風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向虛擬電廠排放的影響范圍

2015年12月3日北京地區(qū)西北風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向情況下，該情景相關(guān)區(qū)域地面PM2.5濃度增加的逐時(shí)變化見圖2。圖2中紅色區(qū)域、黃色區(qū)域、綠色區(qū)域分別為PM2.5濃度變化大、中、小的區(qū)域。

圖1 北京虛擬電廠和錫盟電廠位置及排放量Fig.1 Locations and em issions of virtual power plant in Beijing and power p lant in Xilin Gol

圖2 2015年12月3日17時(shí)（a）、18時(shí)（b）、19時(shí)（c）、20時(shí)（d）、21時(shí)（e）、22時(shí)（f）北京地區(qū)西北風(fēng)影響下逐小時(shí)PM 2.5濃度分布Fig.2 Hourly average concentrations of PM 2.5 under the effect of the northwest w ind at 17：00（a），18：00（b），19：00（c），20：00（d），21：00（e），and 22：00（f）on December 3，2015，in Beijing

由圖2可知，PM2.5濃度增大較大的區(qū)域?yàn)樘摂M電廠附近的區(qū)域，受西北風(fēng)影響時(shí)，北京東南部區(qū)域PM2.5濃度增大，其最大的影響距離大約為110 km，影響區(qū)域?yàn)殡姀S以南區(qū)域，北京城區(qū)位于虛擬電廠的上風(fēng)向，大氣環(huán)境質(zhì)量受其影響較小。

2.1.2西南風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向虛擬電廠排放的影響范圍

2015年12月14日北京地區(qū)西南風(fēng)影響下PM2.5濃度變化見圖3。由圖3可知，在該情景下，受西南風(fēng)的影響北京城區(qū)區(qū)域大氣環(huán)境PM2.5濃度將有不同程度的增大。圖3e和圖3f為虛擬電廠對(duì)周邊大氣環(huán)境PM2.5濃度影響面積最大的情景，該情景大氣環(huán)境PM2.5濃度受影響的距離約為200 km，影響面積約占北京地區(qū)總面積的30%，影響范圍最大的氣象狀況為：北京主要處于靜穩(wěn)天氣形勢下，天空云量不多，平均風(fēng)速在2 m·s-1左右。圖3f中，PM2.5污染在南部地區(qū)逐漸加重，主要原因是該影響時(shí)段北京北部地區(qū)為西北風(fēng)，而南部地區(qū)為西南風(fēng)，在北京地區(qū)形成一條明顯的輻合線，西南風(fēng)將南部地區(qū)污染向北京輸送，輻合線的出現(xiàn)不利于污染的擴(kuò)散，污染帶集中在輻合區(qū)，并隨著時(shí)間的推移污染逐漸加重。

圖3 2015年12月14日18時(shí)（a）、19時(shí)（b）、20時(shí)（c）、21時(shí)（d）、22時(shí)（e）、23時(shí)（f）北京地區(qū)西南風(fēng)影響下PM 2.5濃度逐小時(shí)變化Fig.3 Hourly average concentrations of PM 2.5 under the effect of the southwest w ind at 18：00（a），19：00（b），20：00（c），21：00（d），22：00（e），and 23：00（f）on December 14，2015，in Beijing

2.1.3靜穩(wěn)條件下虛擬電廠排放的影響范圍

由2015年12月13日北京地區(qū)靜穩(wěn)氣象條件下PM2.5濃度變化可知（圖略），該氣象條件下高空受緯向環(huán)流控制，中低空偏南氣流影響，且持續(xù)回暖在低層形成逆溫，地面處于弱氣壓場控制，京津冀區(qū)域內(nèi)整體風(fēng)速較弱，地面風(fēng)速長時(shí)間小于2 m·s-1。在這種氣象條件下，空氣流動(dòng)性較差，污染物濃度不易輸送和擴(kuò)散，形成局地污染累積。因此，靜穩(wěn)天氣條件下，該情景只對(duì)虛擬電廠周邊區(qū)域大氣PM2.5濃度造成影響。

2.2 不同高度大氣環(huán)境的改變影響評(píng)價(jià)

以虛擬電廠附近、北京天安門廣場環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)為研究對(duì)象，分析不同高度PM2.5小時(shí)、日均值濃度變化的影響，高度分別為0 m、46 m、91 m、185 m、255 m等。

2.2.1虛擬電廠附近不同高度PM2.5濃度變化

在虛擬電廠（115°58′12″E，31°28′48″N）附近，即北京城區(qū)距離虛擬電場最近處選擇一個(gè)觀測點(diǎn)，分析2015年12月不同高度層PM2.5小時(shí)均值、日均值濃度的影響（圖4a和圖4b）表明，處于排放源煙囪高度以上，255 m高度以上PM2.5濃度基本不變；對(duì)煙囪以下高度范圍內(nèi)PM2.5濃度變化均有影響，其中，91 m和46 m高度PM2.5小時(shí)濃度變化最大、185 m高度變化較小。在電廠附近，91 m高度的大氣PM2.5濃度受影響最大，考慮電廠排放高度在210 m，這個(gè)高度排放PM2.5濃度經(jīng)過沉降后，在91 m的位置上影響最大，其次是46 m，隨著高度的下降，濃度逐漸降低。

2.2.2城中心監(jiān)測點(diǎn)不同高度PM2.5濃度變化

城中心監(jiān)測點(diǎn)選取天安門監(jiān)測點(diǎn)，分析了該點(diǎn)位2015年12月首要污染物PM2.5以及其他大氣污染物在不同高度大氣環(huán)境的影響。由于虛擬電廠排放高度為210m，該點(diǎn)的高度是在電廠煙囪以上再加一層的高度，即255 m。

該點(diǎn)不同高度PM2.5小時(shí)均值濃度變化、日均濃度變化表明（圖4c和圖4d），在該監(jiān)測點(diǎn)地面至第2層內(nèi)（即在地面至45 m高度范圍內(nèi)）PM2.5濃度變化最大，略高于第3層（91 m高度），第4層（185 m高度）變化較小，第5層（255 m）以上大氣中PM2.5幾乎不受影響，且小時(shí)均值、日均值變化一致。

2.2.3城中心監(jiān)測點(diǎn)各項(xiàng)污染物濃度高度變化

以月均濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)2015年12月北京地區(qū)各項(xiàng)污染物濃度影響隨高度變化（圖5）。由圖5可知，PM2.5、PM10、SO2三種污染物在90 m以內(nèi)濃度值最大，且在此高度內(nèi)濃度變化較小，在90 m以上高度時(shí)，隨高度增大濃度值減小，至255 m高度，濃度基本不再變化，其中CO濃度隨高度增加而減小最快。

圖4 2015年12月北京地區(qū)虛擬電廠附近不同高度PM 2.5小時(shí)均值（a）、日均值（b）和城中心電廠附近不同高度PM 2.5小時(shí)均值（c）和日均值（d）濃度變化Fig.4 Variations of hourly（a）and daily（b）average concentrations of PM 2.5 at different heights near virtual power p lant of Beijing area，and hourly（c）and daily（d）average concentrations of PM 2.5 at different heights at themonitoring plant of a city center in Beijing area in December of 2015

圖5 2015年12月北京地區(qū)城中心監(jiān)測點(diǎn)PM 2.5和其他污染物不同高度月均濃度減少量Fig.5 Reduction ofmonthly average concentrations of PM 2.5 and other pollutants at different heights at the monitoring point of a city center in Beijing area in December of 2015

綜上，在電廠附近時(shí)，91 m高度PM2.5濃度最大；在北京城中心監(jiān)測點(diǎn)，0—45 m高度PM2.5濃度最大，說明經(jīng)過遠(yuǎn)距離的傳輸，電源點(diǎn)排放的PM2.5隨氣流經(jīng)過擴(kuò)散、沉降、傳輸?shù)茸饔茫诘竭_(dá)城中心監(jiān)測點(diǎn)時(shí)對(duì)大氣環(huán)境影響的高度逐漸下降。

2.3 “錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電廠對(duì)北京地區(qū)大氣環(huán)境影響

“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套的電廠在運(yùn)行時(shí)排放的污染物通過大氣擴(kuò)散等作用，也可能對(duì)北京地區(qū)的大氣環(huán)境產(chǎn)生影響。通過計(jì)算配套電廠在運(yùn)行時(shí)煙氣污染物的排放，對(duì)北京地區(qū)大氣環(huán)境污染物濃度的變化，評(píng)價(jià)其對(duì)北京地區(qū)的大氣環(huán)境影響。選取北京市城中心天安門監(jiān)測點(diǎn)位，計(jì)算、評(píng)價(jià)工程配套電源點(diǎn)污染物排放對(duì)北京地區(qū)的影響。

2.3.1PM2.5日均、月均濃度以及AQI變化

根據(jù)“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電源點(diǎn)實(shí)際排放量，計(jì)算2015年12月北京中心城區(qū)天安門監(jiān)測點(diǎn)PM2.5日均濃度以及AQI變化（圖6），計(jì)算結(jié)果表明，北京城區(qū)大氣PM2.5月均濃度增加0.02μg·m-3，占背景濃度的0.048%，AQI月均值增大0.03。由此可見，“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電廠對(duì)北京地區(qū)PM2.5濃度影響極小。

圖6 2015年12月天安門地區(qū)PM2.5日均濃度（a）、PM2.5濃度減小值（b）、PM2.5減少比例（c）、AQI日均值（d）、AQI減小值（e）變化Fig.6 ChangesindailyaverageconcentrationsofPM2.5（a），thereductionofPM2.5concentration（b），thereductionratioofPM2.5concentration（c），dailyaverageAQI（d），andthereduction ofAQI（e）atTian′anmenareainDecemberof2015

2.3.2其他污染物的影響

“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電廠對(duì)北京城中心大氣環(huán)境中SO2、NO2、CO、PM10等污染物濃度的影響見圖7和表1。“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電廠對(duì)北京城中心大氣環(huán)境各項(xiàng)污染物的影響中，CO濃度增大的絕對(duì)值最大，但其月均值僅為0.256μg·m-3，SO2影響的比例最大，為0.048%，由此可以看出，“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電源點(diǎn)對(duì)北京城中心大氣環(huán)境各項(xiàng)污染物濃度影響極小。

圖7 2015年12月北京地區(qū)城中心污染物日均變化量Fig.7 Variationofdailyaveragepollutantconcentrations inthecitycenterofBeijingareainDecemberof2015

2.4 配套電廠與虛擬電廠對(duì)北京地區(qū)大氣環(huán)境影響情況對(duì)比

以北京天安門為參照點(diǎn)，對(duì)比2015年12月北京地區(qū)虛擬電廠、特高壓工程配套電廠對(duì)此參照點(diǎn)的大氣環(huán)境影響（表2），從污染物日均濃度影響絕對(duì)值的比較來看，配套電廠CO的排放對(duì)大氣環(huán)境影響最大，為0.354μg·m-3，對(duì)其他污染物日均濃度的影響均小于0.100μg·m-3；虛擬電廠由于位于北京南部地區(qū)且離北京距離更近，各污染物對(duì)北京大氣環(huán)境的影響值增加，CO的排放影響最大，為3.667μg·m-3，其次為PM10濃度（0.154μg·m-3）。比較影響比例相對(duì)值，配套電廠和配套電廠最大值均為SO2，分別為0.05%和0.5%。總體來看，配套電廠與虛擬電廠對(duì)北京地區(qū)的影響值相比，均小一個(gè)數(shù)量級(jí)，影響不大。配套電廠位置位于北京城區(qū)西北方向，該區(qū)域整體大氣擴(kuò)散條件好于虛擬電廠位置，故影響更小，所以電廠位置的選擇影響了北京地區(qū)的空氣質(zhì)量。

表1 2015年12月北京地區(qū)各類污染物日均減少值與減少比例Table 1 Daily average reduced value and reduction ratio of concentrations of SO2、NO2、CO、PM 10 in Beijing area in December of 2015

表2 虛擬電廠、配套電廠對(duì)2015年12月北京大氣環(huán)境影響情況對(duì)比Table 2 Comparison of the im pacts of virtual and supporting power plants on the atmospheric environment in Beijing in December of 2015

3 結(jié)論與討論

（1）在不同的氣象條件下，特高壓輸電工程對(duì)2015年12月北京大氣環(huán)境最大影響距離約200 km，最大的影響面積約占北京地區(qū)的30%，影響范圍最大時(shí)的氣象狀況為東南小風(fēng)天氣形勢，平均風(fēng)速在2 m·s-1左右、天空云量不多。

（2）虛擬電廠污染物排放對(duì)不同高度大氣環(huán)境的影響程度不同，在電廠附近時(shí)，對(duì)91 m高度PM2.5濃度影響最大；在經(jīng)過遠(yuǎn)距離的傳輸后，到達(dá)城中心時(shí)或其他區(qū)域時(shí)，對(duì)0—45 m高度PM2.5濃度影響最大，在到達(dá)城區(qū)中心時(shí)，90 m以內(nèi)，PM2.5、PM10、SO2三種污染物變化值最大，且在此高度內(nèi)濃度增大不隨高度變化，在90 m以上高度時(shí)，高度增大，濃度值變化減小，至250 m高度時(shí)濃度基本不變。

（3）“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電廠對(duì)北京地區(qū)PM2.5、SO2、NO2、CO、PM10等污染物濃度以及AQI變化的影響極小。在距離上，錫盟與北京、濟(jì)南的距離分別約610 km、1030 km，因此工程配套電廠對(duì)濟(jì)南的大氣環(huán)境影響更小。

（4）通過虛擬電廠與“錫盟—濟(jì)南”配套電廠的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，“錫盟—濟(jì)南”特高壓工程配套電廠位置的氣象條件更有利于污染物的擴(kuò)散，對(duì)北京的空氣質(zhì)量影響更小，優(yōu)化選擇發(fā)電廠位置對(duì)北京空氣質(zhì)量的改善起到積極作用。