農村配網智能化改造的可行性分析

智能電網發(fā)展是社會經濟和新技術發(fā)展的必然結果，可促進節(jié)能減排，積極發(fā)展低碳經濟，而智能電網是智能網重要和不可或缺的組成部分。智能電網整合系統(tǒng)實時生產和運營信息，因此可實現(xiàn)電網設備全壽命周期管理，優(yōu)化全社會能源配置，提高能源綜合投資及利用效益，是實現(xiàn)客戶增值服務的重要手段。作為其重要組成的農村電網，加快其改造升級，提升其智能化水平具有現(xiàn)實意義。配電網要求高可靠性和高效率，能夠實現(xiàn)可再生能源人網以及滿足家電設備智能化。農村配電網絡結構分散、復雜，出于安全和可靠性的考慮，低電壓等級的分散電源支撐是必要的。以往認為農村配電系統(tǒng)難以利用智能電網技術，而本文將介紹某些情況下智能電網技術在農村可能比在城市更能發(fā)揮效率，實現(xiàn)電力普遍社會服務。

1農村配電網智能化

智能電網技術用于農村配電網系統(tǒng)，實現(xiàn)對農村和邊遠地區(qū)配電網能源消費的可控、能控，在主網故障前提下的自恢復、需求調節(jié)等。由于與城市中心比較，農村和邊遠地區(qū)的負荷集中度偏低、分散性更強，因此農村配電網規(guī)劃設計采用智能電網技術時，可以利用它完善的數(shù)據基礎，更加準確地獲得和預測負荷的大小和地址，從而減輕系統(tǒng)基于不確定性的負荷。

1.1提高農村配電網經濟運行(1)由于廣大農村地區(qū)多采用長距離、輻射式配電線路，因此電壓降大，變電站運行電壓偏低，導致線路末端電壓不能滿足用戶的電能質量要求。利用智能電網技術，在線路末端安裝電壓傳感器，并將電壓信息傳送給變電站，通過調節(jié)運行電壓使變電站電壓滿足末端最低允許電壓，線路終端保持適當?shù)碾妷核健＿@樣既可以提高用戶用電需求，又降低配電網的線路損耗，優(yōu)化配電網電能質量。(2)利用變電站、線路數(shù)據，付費電能表和傳感器數(shù)據，可以得到更加準確和完善的運行信息，從而計算線路、變壓器損耗和進行負荷平衡分析。(3)針對農村地區(qū)分散的特點，通過智能計量通信網絡可以獲得需求控制或價格控制信號。在電源短缺進行需求控制時，可在農村配電網上安裝新的需求控制/響應系統(tǒng).采用更復雜的雙向通信監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)負荷的可控和能控。(4)隨著“家電下鄉(xiāng)”等政策的執(zhí)行，農村地區(qū)的基本用電需求發(fā)生了根本改變，其對電能質量的要求也日益增強。在終端用電設備方面，普及的節(jié)能照明設備和智能家用電器具有“非線性”的負荷特性，其功率因數(shù)低，并伴有諧波輸出，導致閃爍和變壓器超載現(xiàn)象日益增加，直接影響用戶的電能質量。為此，可通過智能電網的傳感器技術，加強諧波監(jiān)控，降低電網中的諧波成分，來提高電網運行質量。

1.2故障診斷隔離與自適應響應(1)過去重視輸電網動態(tài)性能評估，但由災害天氣導致的輸配電停運最終影響的是用戶，因此結合天氣的配電網監(jiān)控越來越受到重視。通過結合天氣的配電網監(jiān)控不僅有助于預測結冰信息或其它天氣信息，而且可預測供電中斷故障，掌握可能存在的孤島運行信息，是實現(xiàn)電網自適應和自恢復的重要組成。(2)當前的農村配電網多是長線路、輻射式、多支路，為節(jié)約一次設備投資，線路采用隔離開關進行幾何分段。當線路上某支線故障時，由人工進行故障隔離，會造成停電時間長，停電范圍需根據經驗作出決策;采用智能電網技術后，結合一次傳感器和通信技術，可實現(xiàn)在幾個用戶或供應網絡之間的負荷切換，并通過監(jiān)視和記錄故障前后運行電壓、電流，確保增加的負荷不會引起線路過載，保持正常的電壓水平。另外，在故障判斷方面，需要利用高級計量裝置進行更多的研究和創(chuàng)新，如監(jiān)控配電系統(tǒng)的噪音水平，以確定配電系統(tǒng)上常見的輔助設備(如絕緣子或避雷器)故障。

1.3分布式能源的影響智能電網的一個重要功能是確保配電系統(tǒng)中分布式電源的接入和能源儲存，協(xié)調波動性和間歇性。這對于偏遠地區(qū)或孤立地區(qū)的發(fā)電是非常關鍵的，因為這些地區(qū)的發(fā)電燃料運費比燃料自身的費用高。對于農村和邊遠地區(qū)，相比大網輸配電，分布式可再生能源的空間巨大，其中首選應該是離網型風力發(fā)電技術。(1)鑒于農村地區(qū)的用戶分散性，應考慮適當?shù)姆植际诫娫?。農村配電網絡分布式電源包括小型的屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、微型家用風電機、沼氣和生物質能發(fā)電以及傳統(tǒng)的分布式電源。將來，個體的3~5MW風電機會連接到農村配電系統(tǒng)。在農村配電網上選擇性接入可靠性強的分布式電源，可以有效形成電壓支撐和備用熱電源，以降低高峰負荷、減少網絡損耗;在與主配電網由于故障斷開而孤立運行后向配電網運行設備提供恢復電源，有利于故障后主網的恢復，可提高配電網的運行效率和電能質量。(2)考慮將來電動汽車充電樁或充電站的影響。由于這種電源的地點是變動的，很難預測其注入配電網系統(tǒng)的數(shù)量和時間，因此對配電網規(guī)劃設計提出了新的挑戰(zhàn)。

1.4地理信息系統(tǒng)和停電管理系統(tǒng)由于農村和邊遠地區(qū)負荷相對分散、地理條件復雜，因此在農村智能化進程中增加地理信息系統(tǒng)(GIS)的應用，記錄用戶的地理信息、用電綜合信息，改善系統(tǒng)運作和提高運行效率，有利于農村配電網效率優(yōu)化，合理分配電能，同時便于配網自動化中故障尋址、故障范圍分析等功能的實現(xiàn)。停電管理系統(tǒng)是智能電網技術的應用功能，可以監(jiān)控配電網運行狀態(tài)。在供電中斷后，通過智能計量裝置表和其它傳感器可獲取停電地點和設備信息。()Ms系統(tǒng)可以準確記錄斷電原因以及地點，通過對()MS系統(tǒng)上傳的數(shù)據流進行分析，將更加準確記錄斷電前后的運行數(shù)據，有利于故障原因分析，以便制定更加有效的電網檢修維護決策，提高配電網可靠性指標。

2經濟可行性分析

考慮到長距離輸配電線路成本高，而分布式發(fā)電成本低，線路損耗小，發(fā)電容量、輸配電容量投資遞延，因此在電網不能覆蓋的地區(qū)，利用可再生能源建立獨立的小型發(fā)電系統(tǒng)，可滿足當?shù)赜秒娦枨?。我國目前沒有強制的考慮智能化的農村電網規(guī)劃標準。在農村配電網建設初期，智能電網的投資昂貴，可行度不大;但隨著“家電下鄉(xiāng)”等政策的推廣和實現(xiàn)，農村智能電網技術一次設備技術的提高，

3結束語

智能電網技術是電網企業(yè)應對社會經濟可持續(xù)發(fā)展而進行的重要技術創(chuàng)新，隨之應用于農村配電網系統(tǒng)的工具和方法將發(fā)生變化。通過智能電網可改善終端配電網的電能質量，在故障情況下減少停電時間，加快網絡恢復速度，提高供電可靠性，實現(xiàn)電網企業(yè)社會責任。

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