黃浩 季東輝 王光東

摘要：農村用電量持續(xù)上漲，農業(yè)、副業(yè)生產等非民眾生活的用電比重增加，農村配電網架構也需要順應改變，滿足群眾的用電需求。本文將結合農村電網特性討論前期數據規(guī)劃、優(yōu)化網架結構、引用自動化配電、電路交改直技術等配電網線路改造策略，為提高農村用電的安全性提供參考。

關鍵詞：農村電網;配電網;線路改造

引言：近幾年國家電網的建設受到了空前的重視，加強農村地區(qū)配電網線路規(guī)劃成為很多電力企業(yè)目前工作的重心，線路規(guī)劃的合理性決定了后期地區(qū)用電的安全性及穩(wěn)定性，因此需要考慮發(fā)電、輸變電、配電等多項內容。以往電力企業(yè)將工作重點大部分放在城市電網建設，而鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的推進改變了這一現狀。

一、農村電網特性

根據國家電網統(tǒng)計數據可知2014-2019年，我國城市用戶的用電穩(wěn)定性保持在99.95%左右，每年平均停電時間僅為5小時，停電次數不超過2次。但是相比較于城市供電水平來說，農村用電的安全性與穩(wěn)定性都比較薄弱，每年平均停電次數為5-6次，平均停電時間為19小時，已經超出城市的50%。分析農村電網配電特性時，應考慮到農村地區(qū)的位置，因為大部分農村都與配電網的核心位置距離較遠，所以只能采用很長的線路供電，但是因為地區(qū)配網建設不足，所以就導致偏遠農村出現嚴重的電壓跌落問題，進而引發(fā)供電質量差的問題。

二、配電網線路改造要點

（一）前期數據規(guī)劃

配電網規(guī)劃數據的統(tǒng)計收集和分析都需要大量的人力以及計算機設備參與到相關的分析計算過程中，在這些人的努力之下才能夠形成規(guī)劃報告所需要的規(guī)劃大綱表格。配電網的規(guī)劃設計工作對整個配電網的建設來說有著非常重要的作用和意義。在改造配電線路之前，技術人員需要根據農村地區(qū)的實際用電形式以及輸配電線路分布情況做好數據收集與分析工作。技術人員需要利用計算機軟件來對基礎數據進行匯總、分析和處理，同時還要能夠在基礎數據的基礎上對發(fā)生變化的數據進行及時的更新和修改，以計算機技術來代替人力，不僅可以減少工作人員的工作量，還能夠提高數據處理工作的準確性，提升配電網規(guī)劃設計工作的效率和成效[1]。

（二）優(yōu)化網架結構

目前我國配網網建設開發(fā)工程中所使用的線路網架結構多為雙環(huán)、雙鏈結構，所以農村地區(qū)配電網線在改造時，必須要選擇符合電網建設發(fā)展的網架結構。以往，農村在規(guī)劃設計地區(qū)配電網時，沒有對地理位置、用電情況進行實地考察，導致電網建設結構缺乏數據支持。很多農村地區(qū)的變電所分布不均勻，導致配電線路過長，線路半徑偏小，出現“窩電”問題。偏遠地區(qū)的網絡主干線往往比較分散，一旦缺少系統(tǒng)的規(guī)劃，就會導致配電線路交叉復雜，很多當地民眾或企業(yè)單位習慣使用就地接線的方式來用電，導致供電質量低。在優(yōu)化農村地區(qū)配電網線路結構時，需要做好網架銜接設計，積極配合當地電網規(guī)劃，合理分布變電所，降低線路的復雜性。而且配電自動化技術可以實現饋線自動化（DA技術），對10kv饋線進行自動真空斷路，精準定位故障范圍，在15min以內完成故障修復。

（三）引用自動化配電

以往農村電網線路結構比較落后，一旦出現供電故障，故障點很難立刻修復，加上農村地區(qū)線路安裝較分散，技術人員也無法第一時間對故障點進行隔離或修復，這樣就容易造成地區(qū)大范圍停電，影響居民生活及農業(yè)生產。引用自動化配電技術能夠有效改變這一問題，在發(fā)生線路故障的第一時間，自動配電技術就可以完成故障診斷，找到故障點，降低停電風險。而且自動化配電技術還可以對線路運行時的各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控，技術人員可根據電壓輸配的反饋數據來安裝變壓器或者無功補償電容器等。使輸送電纜始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)，以免因為電壓不穩(wěn)定而造成電纜損壞。

（四）電路交改直技術

隨著社會經濟發(fā)展速度不斷加快，群眾生活水平也在不斷提升，用電設備變得更加多元化，農村地區(qū)用電需求量與用電形式也在改變，電壓波動加劇，這樣給農村地區(qū)配電網建設提出了更多要求。很多農村地區(qū)都開始安裝光伏、風機等新能源發(fā)電設備，因為輸電距離較長，所以很容易出現“窩點”問題，僅靠安裝無功率補償裝置無法從源頭上解決問題。柔性直流輸電技術目前控制性能已經發(fā)展的比較優(yōu)異，在城市輸電網及配電網中都有良好的應用效果，相比較于傳統(tǒng)的交流配電網相比，柔性直流配電網的供電半徑與供電容量更大，在同樣的施工成本下，直流線路輸電功率可以達到交流線路輸電功率的1.5-2.0倍。農村地區(qū)現有的交流線路可以直接改造成直流線路，工程建設成本被大大降低。當農村配網發(fā)生線路故障時，交流配網的線路結構會導致整個地區(qū)供電暫停，但是直流配網切斷與農村電網的聯系，使自己成為獨立的“孤網”，保證地區(qū)供電的穩(wěn)定性。而且柔性配網的換流器可以保持側母線與側電壓的穩(wěn)定性，對提高農村地區(qū)用電質量有良好幫助。而且風能、太陽能等新能源發(fā)電技術不斷成熟，直流配網的接入效果遠高于交流配網，可以做到新能源的高效儲能，抑制光伏、風機等設備功率波動對配電網的損害，節(jié)約了工業(yè)生產中變頻器的使用，為企業(yè)節(jié)省開支，減少設備損耗[2]。

（四）分布式光伏發(fā)電

我國“十三五”規(guī)劃中將分布式光伏發(fā)電定位電力建設重要內容，截止到2020年全國各地的分布式光伏發(fā)電占比已經達到45%。以往農村配電網均采用無源放射網絡，目前已經開始逐漸改變?yōu)榉植际焦夥l(fā)電、余量上網結構。但是光伏電源自身滲透率過高，接入配電網后會給配網帶來嚴重損耗，配網原有消納能力可能承受不了其帶來的功率峰值，電力系統(tǒng)的有無功平衡會被打破，不利于電網運行的穩(wěn)定性和可靠性。因此需要根據當地用電形式優(yōu)化現有電路結構，農村地區(qū)用電主要分為生活用電與農業(yè)生產用電兩種。其中生活用電主要是用來照明或使用家電，照明燈具多為白熾燈、熒光燈，家電多為冰箱、電視、洗衣機等。按照使用規(guī)律來看，晚上用電負載要高于白天，而農業(yè)生產用電涵蓋了農副食品加工、畜牧生產、私人工廠等，用電負載在旺季更大。所以從數據統(tǒng)計結果來看，想要解決電壓越位問題，可以采取串聯補償、并聯補償、安裝靜止無功補償器等 方式對電壓進行補償。不斷調整所加電抗器的參數，將越限的各節(jié)點電壓調節(jié)至國家標準要求范圍內。并將改善之后各節(jié)點電壓與改善前的電壓進行比較，驗證了在配電網的中樞點加入電抗器能有效改善由于光伏的接入引起的母線電壓越限的問題。

結論：綜上所述，優(yōu)化農村地區(qū)配網線路結構設計能夠有效提高區(qū)域用電質量，保證電網供電的安全性及穩(wěn)定性，為群眾提供更加高質量的供電服務。除了對網架結構及輸變電方式進行改造外，工作人員還要重視線損問題，科學規(guī)劃線路分布，農村地區(qū)住戶比較分散，所以要考慮到實際使用效果，以免造成大規(guī)模線損。

參考文獻：

[1].農村電氣化專業(yè)發(fā)展報告節(jié)選（一）——農村電網建設模式及農村電氣化適用技術[J].農村電氣化，2020（01）：5-15.

[2]傅雅琪.讀《東方啟明》? 重走電氣化浙江之路——訪浙江省電力學會農村電氣化專業(yè)委員會主任委員孔繁鋼、中國電力作家協(xié)會副主席陳富強[J].農電管理，2020（01）：34-36.