黃 濤，馬 斌，張江斌

(1.西安理工大學(xué) 水利水電學(xué)院，陜西 西安710048;2.寧夏石嘴山供電局，寧夏 石嘴山753000)

受地域、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、用電負(fù)荷等多種因素影響，我國(guó)的農(nóng)網(wǎng)狀況與國(guó)外有很大的不同。國(guó)外農(nóng)網(wǎng)供電模式主要以歐美的雙電源單輻射供電模式和日本的環(huán)網(wǎng)供電模式為代表，能夠滿足供電要求。我國(guó)農(nóng)網(wǎng)發(fā)展區(qū)域不均衡，東部發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)大多以110 kV/10kV電壓等級(jí)序列為主，具有較高的建設(shè)水平，以雙電源拉手環(huán)網(wǎng)供電、滿足N－1可靠性要求為主，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部大部分農(nóng)村供電多以35kV/10kV電壓等級(jí)序列為主，以單電源和單輻射供電為主。一些地方結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，針對(duì)變電站、輸配電線路及某項(xiàng)裝備與技術(shù)提出各類農(nóng)網(wǎng)供電應(yīng)用模式，在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)管理中發(fā)揮了積極作用［1］。

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)農(nóng)電發(fā)展中存在的問(wèn)題，圍繞我國(guó)農(nóng)電發(fā)展整體戰(zhàn)略，為支持新農(nóng)村電氣化建設(shè)，國(guó)家電網(wǎng)公司、中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院等單位和山東等5個(gè)網(wǎng)省公司與8個(gè)示范縣開(kāi)展了社會(huì)主義新農(nóng)村供電模式研究，取得了豐碩的成果，提出了三個(gè)層次計(jì)96種典型供電模式，研究成果已在多個(gè)省份示范工程中得到成功應(yīng)用，有力支持了新農(nóng)村電氣化建設(shè)［2］。

寧夏電力公司代表西部典型地區(qū)參與“新農(nóng)村典型供電模式推廣應(yīng)用研究”項(xiàng)目的研究和建設(shè)工作，以期進(jìn)一步探索適合我國(guó)西部地區(qū)的供電模式。石嘴山市惠農(nóng)區(qū)紅果子區(qū)作為寧夏地區(qū)的C類典型發(fā)展水平試點(diǎn)地區(qū)，對(duì)新農(nóng)村供電模式技術(shù)如何在紅果子區(qū)實(shí)現(xiàn)有機(jī)集成進(jìn)行研究，尋求適合試點(diǎn)區(qū)域的新農(nóng)村供電模式。

1 區(qū)域概況及農(nóng)網(wǎng)存在的問(wèn)題

寧夏回族自治區(qū)是我國(guó)五個(gè)少數(shù)民族自治區(qū)之一。位于我國(guó)西部的黃河中上游地區(qū)，東鄰陜西省，南接甘肅省，西部、北部與內(nèi)蒙古自治區(qū)相連。自成立50年來(lái)，寧夏經(jīng)濟(jì)發(fā)生了巨大變化，國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力顯著提高。但寧夏處于我國(guó)西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，尤其農(nóng)村經(jīng)濟(jì)還欠發(fā)達(dá)，農(nóng)民還不富裕，特別在寧南山區(qū)，自然環(huán)境惡劣，部分農(nóng)民的溫飽問(wèn)題才剛剛解決，社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的任務(wù)還十分艱巨。

1.1 區(qū)域概況

惠農(nóng)區(qū)地處寧夏最北端，黃河流經(jīng)區(qū)境內(nèi)60 km，區(qū)域面積1 254 km2，全區(qū)耕地面積26萬(wàn)畝，總?cè)丝?1萬(wàn)，其中城鎮(zhèn)人口占71%，漢族人口18萬(wàn)人，占83%，回族及其他少數(shù)民族人口3萬(wàn)人，占17%。目前向惠農(nóng)區(qū)區(qū)域農(nóng)網(wǎng)供電的110kV變電站包括燕窩池變(2×63 MVA)、紅果子變(31.5+40 MVA)、鎮(zhèn)南變(2×40 MVA)、西河橋變(2×40 MVA)和簡(jiǎn)泉變(2×40 MVA)共5座。其中，35 kV高壓配電網(wǎng)的主要供電對(duì)象為農(nóng)村用戶，試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有35 kV變電站廟臺(tái)變(2×6.3MVA)、燕子墩變(1×4 MVA)和禮和變(1×4 MVA)3座，10kV配電線路共計(jì)46條，線路總長(zhǎng)度776.31 km，配電變壓器1 428臺(tái)，基本能夠滿足農(nóng)村應(yīng)用需求。試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)目前主要采用燕子墩變單回路、單電源供電，禮和、廟臺(tái)變雙電源供電的方案，廟臺(tái)變、燕子墩變、禮和變?yōu)闊o(wú)人職守變電所，全部實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化［1］。

1.2 農(nóng)網(wǎng)建設(shè)存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)一、二期農(nóng)網(wǎng)改造與完善工程，尤其隨著近年來(lái)新農(nóng)村電氣化建設(shè)工作的不斷推進(jìn)，惠農(nóng)區(qū)農(nóng)網(wǎng)得到了較為顯著的改善，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不盡合理、網(wǎng)架薄弱的問(wèn)題得到很大程度的改善，電網(wǎng)的供電能力和自動(dòng)化水平有了一定的提高，電網(wǎng)損耗進(jìn)一步降低，農(nóng)網(wǎng)的供電能力、安全性、可靠性及電能質(zhì)量水平都獲得了較大幅度的提高，服務(wù)水平有效提升，但目前仍然存在一些薄弱環(huán)節(jié)，主要表現(xiàn)在以下幾方面［3］:

(1)部分中、低壓配電線路供電半徑過(guò)長(zhǎng)、導(dǎo)線截面偏小，農(nóng)村公用配變?nèi)萘咳燥@不足，電網(wǎng)供電可靠性、供電能力等方面需要進(jìn)一步提高。

(2)農(nóng)村配網(wǎng)的管理與開(kāi)拓農(nóng)村電力市場(chǎng)的要求不適應(yīng)，缺乏先進(jìn)的技術(shù)裝備手段，重點(diǎn)體現(xiàn)在線損管理、無(wú)功管理、低壓臺(tái)區(qū)綜合信息管理等方面。

(3)中低壓電網(wǎng)損耗仍有較大可下降的空間，需要以管理技術(shù)手段為主線，以無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、新型節(jié)能配電變壓器等節(jié)能設(shè)備為載體，從技術(shù)和管理兩個(gè)方面突出綜合節(jié)能效果。

(4)電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償容量不足，調(diào)壓手段需進(jìn)一步加強(qiáng)，供電質(zhì)量需進(jìn)一步提高。

(5)農(nóng)網(wǎng)裝備總體科技含量不高，自動(dòng)化程度較低、通信系統(tǒng)較為薄弱、綜合信息不能實(shí)現(xiàn)共享。

2 新農(nóng)村典型供電模式原理與需求分析

新農(nóng)村典型供電模式符合我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)實(shí)際特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)供電方案標(biāo)準(zhǔn)化與模式化，滿足不同經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展水平地區(qū)的建設(shè)需求，適用于指導(dǎo)新農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)［3］。

2.1 新農(nóng)村典型供電模式原理

典型供電模式是針對(duì)我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)特點(diǎn)及區(qū)域用電需求，考慮一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件所提出的電網(wǎng)典型規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，包括農(nóng)網(wǎng)基本供電模式、新農(nóng)村典型區(qū)域基本供電模式、新農(nóng)村典型區(qū)域供電模式的電網(wǎng)供電模式體系，提供A、B、C三類共64種新農(nóng)村典型供電模式。

1)農(nóng)網(wǎng)基本供電模式

農(nóng)網(wǎng)基本供電模式是考慮現(xiàn)有電網(wǎng)技術(shù)水平及其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)提煉所形成的各電壓等級(jí)的供電模式，分為低壓、中壓、高壓及用戶基本供電模式。

2)典型區(qū)域基本供電模式

新農(nóng)村典型區(qū)域基本供電模式是將農(nóng)網(wǎng)基本供電模式與供電區(qū)域?qū)嶋H相結(jié)合，所提出的供電區(qū)域最高供電電壓的供電模式，分為A、B、C三類，每類按電壓等級(jí)又可分為典型區(qū)域低壓、中壓和高壓供電模式。

3)典型區(qū)域供電模式

典型區(qū)域供電模式是第二層次供電模式的應(yīng)用，是從供電區(qū)域?qū)嶋H出發(fā)，所形成的包括該供電區(qū)域供電系統(tǒng)的各個(gè)電壓等級(jí)的供電模式。

2.2 試點(diǎn)區(qū)域供電模式需求分析

寧夏紅果子區(qū)進(jìn)行新農(nóng)村供電模式應(yīng)用研究，應(yīng)先分析地區(qū)在各專業(yè)方向的發(fā)展需求，并將各環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，以形成一種可復(fù)制并能夠?qū)崿F(xiàn)推廣的西部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)供電模式。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的需求［4］。

1)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)

紅果子區(qū)電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)主要是在農(nóng)村地區(qū)的中低壓電網(wǎng)上，中低壓電網(wǎng)直接關(guān)聯(lián)農(nóng)村用戶，但卻滯后于高壓電網(wǎng)建設(shè)改造，尤其在一些農(nóng)村存在著設(shè)備陳舊、線路老化、供電半徑過(guò)長(zhǎng)、損耗嚴(yán)重、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低等問(wèn)題，還有許多當(dāng)時(shí)農(nóng)網(wǎng)改造時(shí)候的遺留問(wèn)題，無(wú)法滿足農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和農(nóng)民生活改善的用電需求。針對(duì)上述問(wèn)題，有必要對(duì)該區(qū)農(nóng)網(wǎng)供電模式進(jìn)行探討，按照典型供電模式方案進(jìn)行農(nóng)村低壓電網(wǎng)的建設(shè)改造，以引導(dǎo)后續(xù)農(nóng)村低壓電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化。

2)電網(wǎng)運(yùn)行控制

目前，紅果子區(qū)的35 kV及以上變電站已經(jīng)全部為無(wú)人值班變電站，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，10 kV中壓配電線路還沒(méi)有開(kāi)展配電自動(dòng)化相關(guān)建設(shè)，10 kV線路覆蓋范圍主要為農(nóng)村和部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，負(fù)荷密度不高。經(jīng)過(guò)綜合比較認(rèn)為在紅果子區(qū)可以暫時(shí)不考慮配電自動(dòng)化建設(shè)，但考慮到未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，在以后的配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中要充分考慮到今后實(shí)施配電自動(dòng)化的需要，同時(shí)在選擇重要地段的斷路器等設(shè)備時(shí)也要預(yù)留今后實(shí)施配電自動(dòng)化所需接口。

3)節(jié)能降損

在線損分析及專業(yè)化管理方面，農(nóng)電線損管理存在專業(yè)管理深度不夠與管理機(jī)構(gòu)之間脫節(jié)的問(wèn)題，在無(wú)功優(yōu)化技術(shù)方面，農(nóng)網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃和運(yùn)行管理計(jì)算方法較粗略，高低壓補(bǔ)償分配不平衡、集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償比例失調(diào)等問(wèn)題較為突出。因此有必要開(kāi)展適合農(nóng)網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的專業(yè)化管理工具的研究應(yīng)用，以滿足電壓無(wú)功規(guī)范化與節(jié)能損耗的要求。

3 惠農(nóng)區(qū)典型供電模式應(yīng)用研究

按照國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于新農(nóng)村典型供電模式推廣應(yīng)用研究項(xiàng)目的整體部署要求，寧夏電力公司農(nóng)網(wǎng)低壓典型供電模式作為其中一項(xiàng)重要推廣內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)與新型農(nóng)網(wǎng)建設(shè)要求相結(jié)合、與當(dāng)?shù)氐男罗r(nóng)村電氣化村建設(shè)相結(jié)合、與新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合、與實(shí)際供電需求相結(jié)合，滿足農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活的用電需求。在低壓典型供電模式應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)備選型、應(yīng)用技術(shù)力求科學(xué)合理、安全經(jīng)濟(jì)，積極應(yīng)用成熟的先進(jìn)技術(shù)以提高電網(wǎng)裝備水平。通過(guò)試點(diǎn)建設(shè)，改善各示范點(diǎn)的農(nóng)村中低壓電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱的局面月居民用電環(huán)境，提升服務(wù)水平，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.1 惠農(nóng)區(qū)供電模式實(shí)施方案

按照國(guó)家電網(wǎng)公司要求并結(jié)合寧夏電力公司實(shí)際情況，確定在興慶區(qū)、金鳳區(qū)、賀蘭縣、永寧縣、靈武市、利通區(qū)、中寧縣、沙坡頭區(qū)、平羅縣、惠農(nóng)區(qū)建設(shè)以C類為主的新農(nóng)村供用電示范村364個(gè)。其中惠農(nóng)區(qū)作為試點(diǎn)區(qū)域，選定在惠農(nóng)區(qū)紅果子局19個(gè)行政村，推廣以C類為主的低壓典型供電模式，其中C1類低壓典型供電模式7個(gè)，C2類低壓典型供電模式6個(gè)，C3類低壓典型供電模式6個(gè)，各類低壓典型供電模式應(yīng)用方案見(jiàn)表1［5］。

表1 各類低壓典型供電模式應(yīng)用方案

3.2 惠農(nóng)區(qū)農(nóng)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模

試點(diǎn)惠農(nóng)區(qū)域內(nèi)各行政村農(nóng)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模為:新建10 kV線路 5.92 km、400 V 線路2 km、220 V 線路0.25 km;改造10 kV線路 14.53 km、400 V 線路 9.83 km、220 V 線路 1.97 km，400 V 接戶線 4.22 km，220 V 接戶線 4.41 km;新增 200 kVA變壓器兩臺(tái)，10 kV開(kāi)關(guān)1臺(tái)，配變總表箱1個(gè)，六表箱8個(gè)，四表箱5個(gè)，10kV線路故障指示器20組。

在興慶區(qū)、金鳳區(qū)、賀蘭縣、永寧縣、靈武市、利通區(qū)、中寧縣、沙坡頭區(qū)、平羅縣、惠農(nóng)區(qū)建設(shè)以C類為主的新農(nóng)村供用電示范村364個(gè)，計(jì)劃投資8 111.2萬(wàn)元，試點(diǎn)縣惠農(nóng)區(qū)紅果子局19個(gè)行政村的新農(nóng)村供用電示范村建設(shè)預(yù)計(jì)投資519.04 萬(wàn)元。

4 惠農(nóng)區(qū)典型供電模式應(yīng)用效果

惠農(nóng)區(qū)作為西部新農(nóng)村典型供電模式試點(diǎn)區(qū)域，通過(guò)典型供電模式的建設(shè)，解決惠農(nóng)區(qū)紅果子局農(nóng)網(wǎng)在發(fā)展中遇到的實(shí)際問(wèn)題，以安全可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、布局合理、裝備先進(jìn)、管理規(guī)范、優(yōu)質(zhì)服務(wù)為建設(shè)目標(biāo)，以農(nóng)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為支撐，以各項(xiàng)示范工程建設(shè)為實(shí)際載體，努力把惠農(nóng)區(qū)農(nóng)網(wǎng)建設(shè)成為寧夏全區(qū)農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的典型［1］。試點(diǎn)區(qū)域新農(nóng)村典型供電模式各類技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)我國(guó)當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)建設(shè)中普遍存在的電網(wǎng)供電可靠性不足，供電能力有限，技術(shù)裝備手段不適應(yīng)要求，電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償容量不足以及電能損耗較大等問(wèn)題，以新農(nóng)村建設(shè)為契機(jī)，在國(guó)家電網(wǎng)重大科技項(xiàng)目技術(shù)支持下，對(duì)西部地區(qū)開(kāi)展新農(nóng)村典型供電模式的試點(diǎn)研究。結(jié)合試點(diǎn)區(qū)域?qū)嶋H情況，提出了與區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)的供電模式實(shí)施方案與農(nóng)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模，最后對(duì)試點(diǎn)區(qū)域典型供電模式應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

表2 新農(nóng)村典型供電模式技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

［1］黃濤.西部典型地區(qū)新農(nóng)村供電模式技術(shù)集成應(yīng)用研究［D］.西安理工大學(xué)碩士論文，2011

［2］中國(guó)電力科學(xué)研究院，寧夏電力公司.寧夏新農(nóng)村典型供電模式推廣應(yīng)用研究報(bào)告［R］.2009

［3］中國(guó)電力科學(xué)研究院.新農(nóng)村典型供電模式方案研究報(bào)告［R］.2008

［4］郭炳慶.農(nóng)村電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)［J］.電力設(shè)備，2006，7(6):1－4.

［5］國(guó)家電網(wǎng)公司.新農(nóng)村電氣化標(biāo)準(zhǔn)體系［S］.2007