潘文生

摘 要：縣域農村智能配電網的建設對于全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，促進美麗鄉(xiāng)村建設具有重要的推動作用。文章主要介紹了縣域農村智能配電網關鍵技術并研究了智能配電技術的實現路徑。首先分析了縣域農村配電網的特點和電網共性問題，還有小水電多和產業(yè)特點帶來的可控性較差、電能質量較差的挑戰(zhàn)，接著基于“云管邊端”理念，研究縣域農村智能配電網的關鍵技術，最后結合縣域電網實際情況，提出縣域農村智能配電網實現路徑。

關鍵詞：智能化;配電網;縣域農村;運用

引 言

我國經濟多年快速發(fā)展，出了城市外，縣域農村的發(fā)展也是日新月異。經濟的發(fā)展帶動了電網的發(fā)展，配電網作為電力企業(yè)電能輸送的最后環(huán)節(jié)，其重要性也是日益顯著。做好配電網電網規(guī)劃，以保證電網安全、穩(wěn)定、可靠和經濟運行，是電力企業(yè)的重要工作。國內外的配電網規(guī)劃研究現狀與發(fā)展趨勢，為縣域農村的配電網規(guī)劃研究指明了方向。通過分析社會經濟發(fā)展現狀及配電網的現狀，并從電網供電能力、網架結構、電網設備等多個方面尋找鄉(xiāng)鎮(zhèn)縣域配電網主要存在的問題，進而為電網規(guī)劃目標的確定提供依據。

一、縣域配電網中存在的問題

經過調查分析，縣域農村配電網裝備水平整體比較落后，設備老化問題突出，老舊線路、配變占比較大，特別是低壓供電能力和質量不能滿足用戶需求，低電壓和頻繁停電問題突出。農村、城鎮(zhèn)和農家院的用電負荷特征不一致，對供電可靠性、設備裝備甚至線路架設方式要求也不一樣，“帶狀負荷村落”受供電半徑制約，末端低電壓問題比較突出。主要表現在：

（一）設備老化、卡脖子。下表是調查統(tǒng)計某縣老舊線路和卡脖子線路的條數，據調研發(fā)現這種現象在鄉(xiāng)鎮(zhèn)是十分常見的。

（二）供電半徑過長。據調查，某縣最長供電半徑達到18千米，其中10kV線路總長度最長的線路達到53.5千米，供電半徑過長會導致線路末端電壓低，故障查找時間過長，也會使線路搶修不能及時開展，這種現象也十分常見，通常會給居民的生產和生活造成大量損失和不便。

（三）線路絕緣化水平低。縣域農村地區(qū)，尤其是多數山區(qū)，在遭遇雷雨冰雹等極端天氣時，抵御自然災害的能力差，季節(jié)性鳥害問題嚴重。

（四）低電壓問題。大部分低電壓村落是自1998年以來沒有投資進行改造，設備老化嚴重，供電能力不能滿足用戶需求，體現在配變容量不足、低壓供電半徑過長（最長供電半徑2.5公里）、低壓線（接護線）線徑過小等。隨著地區(qū)經濟的快速增長，尤其是一些縣域農村的旅游行業(yè)快速發(fā)展，農村地區(qū)的負荷增長較快。

二、智能化配網在縣配電網的運用

（一）配電網規(guī)劃目標。配電網的規(guī)劃宗旨是以農村經濟發(fā)展服務為中心，主要目的是優(yōu)化電力資源配置、拓展農村電網、維護農村生態(tài)、完成農村電氣系統(tǒng)智能化?？紤]縣域配電網的實際情況，結合當下的發(fā)展規(guī)劃現狀，制定2020年至2030年期間的電網規(guī)劃目標如下：規(guī)劃期內通過規(guī)范的技術和統(tǒng)一的電網標準來改善配電網架結構，提高供電實用性和配電網的供電質量，盡量減少電網的線損率;加強35kV、110kV電壓等級網架結構，建設完備的中壓配電網網架，盡快解決供電“瓶頸”問題，提升電網中各個設備的水平;漸漸淘汰掉電能損耗高的用電設備，推廣成熟先進、經濟合理的技術;開展環(huán)保低損耗、占地面積少、少維護的配電設備;提高城鄉(xiāng)智能配電網供電質量和配電可靠性，使電源達成分布式、多元化的即插即用，實現電網和用戶二者之間的協(xié)同互動。

（二）配電網原則。適度超前原則：需要加快建設鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村的電力設施，提高電力設施的安全保障功能，將電力的供給超前于當地的經濟與社會發(fā)展，從而滿足城鄉(xiāng)發(fā)展的需求;合理布局原則：根據鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村的總體規(guī)劃，將電力設施的分布合理安排，構成功能完善的布局;生態(tài)保護原則：遵循以人為本的原則，促進環(huán)保、能源建設和經濟增長協(xié)調發(fā)展;實施性原則：統(tǒng)一規(guī)劃，分期實施，使規(guī)劃既有科學性;滿足上位規(guī)劃：縣域電網設施布局規(guī)劃須將省域、市域電網設施布局規(guī)劃的成果納入其中，市域電網設施布局規(guī)劃須將省域電網設施布局規(guī)劃的成果納入其中。

（三）智能配網關鍵技術。1“云管邊端”技術。物聯網的概念在20世紀90年代末就已經出現，但當時更多聚焦于“物的識別”。2008年開始，傳感器技術快速發(fā)展，實現了“物的感知”。2019年，5G的商業(yè)化極大解決了“物的連接”問題，助力實現萬物互聯。當物可被識別、感知和連接，將產生海量數據，數據處理的需求會推動智能化進一步發(fā)展，5G與邊緣計算結合，云邊協(xié)同，促使人工智能與物聯網融為一體，產業(yè)進入“萬物智聯”的時代。2縣域電網“云管邊端”。智能配電網將通過覆蓋云、管、邊、端的物聯網全棧系統(tǒng)矩陣，依托面向5G時代的AI、邊緣計算等技術能力，致力于打造智能配電網體系架構?？v向協(xié)同各類智能系統(tǒng)，橫向開發(fā)應用多個模塊，實現美麗鄉(xiāng)村配電網“全景展示、智能決策、智能用電、智能控制”。

其中云平臺涵蓋海量數據，包括配網調度自動化系統(tǒng)、電網大數據海量平臺與電網設備智能互聯感知專業(yè)應用平臺。

管包括通信模塊和智能網關，其中通信模塊包含光纖通信、4G通信、LORA通信與NB-IoT通信。但由于縣域鄉(xiāng)村山區(qū)眾多，目前4G網絡在縣域配網的通信中存在一定的網絡延時，而大規(guī)模鋪設光纖的投資較大，LORA遠距離無線電通信較難覆蓋遠距離，NB-IoT）窄帶物聯網，是一種專為萬物互聯打造的蜂窩網絡連接技術，已經逐漸作為開啟萬物互聯時代的鑰匙。隨著網絡5G通信模塊的開發(fā)與應用，NB-IoT通信依托5G將更好地應用于縣域通信的互聯網絡中。

邊則包括眾多邊緣計算節(jié)點，一般在電站旁采用智能配變終端;電源側旁采用就地自愈型FTU;微網自動并離網FTU、微網控制器與移動終端將為縣域電網供電可靠性提供更多的支撐。同時采用移動終端App的形式，用戶能夠實時了解用電情況并及時反饋，極大的便捷了用戶服務。

在上述架構中，電網設備智能互聯感知專業(yè)應用平臺與邊緣計算將發(fā)揮關鍵作用。同時雷電系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)作為外部系統(tǒng)的有力支撐為縣域電網的供電安全與供電可靠保駕護航。其中，雷電系統(tǒng)可以明確雷電襲擊的供電區(qū)與具體時間，為電網快速找出故障點提供幫助。此外，依托GIS地理信息系統(tǒng)，將為縣域電網規(guī)劃設計與信息檢測做到真正動態(tài)感知與優(yōu)化。

三、結束語

配電網絡的規(guī)劃還需要加強研究，可以促進農村城鄉(xiāng)的電網建設進度，更好的服務于城鄉(xiāng)人民的生活。就配網規(guī)劃而言，要注重與實際切合，還要充分的考慮到適當超前性和可操作性，同時還要全面的考慮經濟、環(huán)境以及社會綜合效益等。努力建成合理、科學、規(guī)范的電網規(guī)劃，這既可以與電力體制改革相適應，又可以滿足社會主義市場經濟的發(fā)展需求，將用戶的需求作為電網規(guī)劃的首要原則，積極拓寬電力市場，為電力行業(yè)提供安全保障，努力實現社會效益和企業(yè)效益的統(tǒng)一發(fā)展，注重鄉(xiāng)鎮(zhèn)智能配電網的規(guī)劃工作，凸顯其重要性。

參考文獻

[1] 陳旭，湯龍，張曉陽，鄭濤，徐海.鳳陽縣縣配電網規(guī)劃研究[J].電子世界，2020（03）：33-34.