劉宏偉 李 牧 韓潔平 劉 珂 侯惠娜

（杭州供電公司，浙江 杭州310000）

1 概述

農(nóng)村電網(wǎng)是國家電網(wǎng)的重要組成部分，建設以“堅強、智能”為特征的新型農(nóng)網(wǎng)，是我國進入新時期后農(nóng)電工作的新任務。由于近年來經(jīng)濟水平逐年增長，農(nóng)村地區(qū)居民生活水平不斷提高，所以農(nóng)村用電負荷也逐年上漲，對農(nóng)網(wǎng)升級發(fā)展、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展提出了更高的要求?；谝陨媳尘?，本文以長三角地區(qū)一個典型村的農(nóng)網(wǎng)為例，針對農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)絡結構優(yōu)化和評價展開研究。

2 配網(wǎng)現(xiàn)狀分析

2.1 配網(wǎng)概況

長三角地區(qū)農(nóng)網(wǎng)以小作坊企業(yè)用戶負荷為主，居民用電為輔。該典型村村在2008 年至2009 年進行過一次農(nóng)網(wǎng)改造，目前村內(nèi)主要涉及10kV 線路2 回（1#線共計配變33 臺、其中公變14 臺；2#線共計配變16 臺、其中公變8 臺）；上級變電站為110kV，主變2 臺/40MW，最大負載率均在70%～80%之間。

2.2 目前存在的問題

受地區(qū)特色影響，該村小作坊企業(yè)電力用戶較多，目前存在的問題主要為。

2.2.1 農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架結構有待完善。目前10KV 配電線路以架空線路為主，該線路掛接的用戶以小容量的專變用戶為主，專變用戶電氣分布較密集；且大多數(shù)線路為變電站出線放射狀供電形式，線路聯(lián)絡明顯不足。

2.2.2 線路容量不滿足用戶要求，布點增容還需繼續(xù)實施。

2.2.3 供電半徑范圍的合理化。

2.2.4 無功補償?shù)暮侠砘?/p>

2.2.5 電網(wǎng)存在大分支的現(xiàn)象。

2.2.6 聯(lián)絡開關設置存在合理性問題。

3 農(nóng)村電網(wǎng)改造與建設

此次農(nóng)網(wǎng)建設與改造，應根據(jù)現(xiàn)有結構和實地情況，分析用戶分布，對負荷進行分配規(guī)劃，進一步實現(xiàn)電網(wǎng)結構優(yōu)化。本文主要從供電范圍優(yōu)化、網(wǎng)絡布局優(yōu)化和低壓配電網(wǎng)改造這幾個方面入手。

3.1 農(nóng)村電網(wǎng)供電范圍優(yōu)化

該村農(nóng)網(wǎng)負荷密度較小、負荷點分散，在實際操作中可視為二、三類的均布負荷，采用開式電網(wǎng)供電。對于該種類型電網(wǎng)，可以構造一個“理想網(wǎng)絡”，來確定優(yōu)化供電范圍。并將負荷密度和10kV 導線線徑作為優(yōu)化變量，計算可得10kV 供電半徑優(yōu)化結果，如表1 所示。

由于0.4kV 供電半徑主要受允許電壓損耗的約束，因此其供電半徑，即優(yōu)化供電半徑按最大允許電壓損耗計算。

表1 10kV 線路供電半徑優(yōu)化計算結果

3.2 網(wǎng)絡布局優(yōu)化

本文主要研究10KV 配電網(wǎng)接線的優(yōu)化，針對該典型村實際網(wǎng)絡布局情況，采用動態(tài)規(guī)劃方法，分多個階段進行尋優(yōu)，每個階段都要依照約束條件的要求，對多個方案進行分析、對照、取舍。約束條件如下：

3.2.1 電源點到任一負荷節(jié)點的電初始狀態(tài)電壓損耗都不應超過允許范圍；每一段線路的截面都不應大于最大適選的標稱截面。

3.2.2 各階段的最優(yōu)方案按照年計算費來選擇。每個方案的年計算費主要包括新增線路的費用，以及新增線路和負荷引起變化所增加的費用。

上述方法可以適應該村農(nóng)網(wǎng)負荷分布不均勻的特點，對長三角地區(qū)農(nóng)網(wǎng)各個電壓等級網(wǎng)絡布局優(yōu)化有著一定的指導意義和普遍適用性。

3.3 低壓配電網(wǎng)的改造與建設

依據(jù)農(nóng)村低壓電網(wǎng)改造“小容量、密布點、短半徑”的總體原則，在保證供電安全、可靠運行的情況下，盡力實現(xiàn)經(jīng)濟性，低壓配電網(wǎng)改造應遵從如下幾條：

3.3.1 電網(wǎng)結構簡化，以輻射供電力主。

3.3.2 配電變壓器臺必須設置在低壓供電臺區(qū)的負荷中心。

3.3.3 0.4kv 低壓線路路徑無迂回供電，其供電半徑在0.5km范圍內(nèi)，以滿足質(zhì)量要求；超過0.5km 時，使用高壓。

3.3.4 同一低壓電網(wǎng)不得采用TT、TN-C、TI 系統(tǒng)中兩種及以上不同的供電系統(tǒng)，但是不同用電性質(zhì)的臺區(qū)不受此限制。

3.3.5 以農(nóng)村照明為主、負荷較小且分散的綜合臺區(qū)，采取TT 系統(tǒng)的供電方式。

3.3.6 以動力用戶為主，兼有照明設備的鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地及負荷集中、密度較大的綜合臺區(qū)，應采用TN-C 系統(tǒng)的供電方式。

3.4 農(nóng)網(wǎng)改造的預期效果

農(nóng)網(wǎng)改造可以在充分利用現(xiàn)有資源和確保提高供電質(zhì)量前提下，根據(jù)該典型村實際情況，合理規(guī)劃，調(diào)整變壓器位置和出線路徑，升級淘汰超齡設備，優(yōu)化電網(wǎng)結構和電網(wǎng)運行方式。

3.4.1 根據(jù)實地情況優(yōu)化網(wǎng)絡架構。根據(jù)當?shù)刎摵?、環(huán)境等因素，調(diào)整供電線路長度，減少不合理供電，提升投資效益和供電效率。

3.4.2 針對農(nóng)村負荷周期性情況，合理選擇變壓器。該村負荷周期性變化，會出現(xiàn)負荷率低于30%的情況，可通過使用母子變壓器等方法，滿足周期性用電波動；并且在安裝地點的選擇上應滿足經(jīng)濟性和合理性，盡量裝在負荷中心。

3.4.3 節(jié)能減排，環(huán)保設備加快推廣。農(nóng)村動力用電易造成變壓器和供電網(wǎng)絡部分時段空載、無負荷損耗，為改善這個問題，可以使用節(jié)能自動轉(zhuǎn)換開關，提高變壓器在用電低谷的轉(zhuǎn)換率、升高二次電壓，以提高其負載利用率。

4 農(nóng)村電網(wǎng)結構優(yōu)化效果評價

本文從以下幾方面進行效益分析。

4.1 經(jīng)濟效益分析

該村占地約2 平方公里，供電線路長度近334kM，全地區(qū)農(nóng)網(wǎng)供電，通電率99.9%，電網(wǎng)結構優(yōu)化和改造后，購售網(wǎng)損將會降低0.5%，低壓線損率降低3%。

4.2 綜合效益分析

4.2.1 拉動區(qū)域經(jīng)濟增長。農(nóng)網(wǎng)升級改造首先拉動電建企業(yè)及其原材料、設備廠家需求，可以加快當?shù)匮b備制造業(yè)發(fā)展，從而促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。

4.2.2 促進節(jié)能減排。優(yōu)化改造后10kV 及以下綜合線損率呈下降趨勢，同時能源利用效率會有所提高，節(jié)約用電量，降低碳排放量。

4.2.3 可靠性效益。根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)劃想要達到的效果，制定規(guī)劃目標，并隨著不斷優(yōu)化農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)絡結構，供電能力將進一步提高，供電可靠性也將隨之提高。農(nóng)網(wǎng)可靠性和電能質(zhì)量的提高，首先保障電網(wǎng)運行安全，減少停電次數(shù)和設備故障，降低運維成本；其次可以保證用戶安全生產(chǎn)，為用戶減少不必要的損失，提升利潤率。

5 結論

本文以一個典型村為例，對長三角地區(qū)農(nóng)村配電網(wǎng)建設與改造問題進行了研究，通過對現(xiàn)狀進行分析，對長三角地區(qū)農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展提出了一些建議和設想：一是提高現(xiàn)有農(nóng)村電網(wǎng)可靠性指標；二是加大農(nóng)網(wǎng)投資，加強農(nóng)網(wǎng)基礎設施建設，理順農(nóng)電管理體制，實現(xiàn)在更大范圍的“以城帶鄉(xiāng)”，實現(xiàn)城鄉(xiāng)電力一體化和均等化；三是理順農(nóng)村電力管理體制，逐漸整合所屬縣公司的部分業(yè)務，提高電網(wǎng)整體運行與管理效率；四是多渠道加大農(nóng)網(wǎng)建設投入，加強組織領導，完善工作機制，保障農(nóng)網(wǎng)建設與改造工程順利實施。