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(guó)家電網(wǎng)的重要組成部分，建設(shè)以“堅(jiān)強(qiáng)、智能”為特征的新型農(nóng)網(wǎng)，是我國(guó)進(jìn)入新時(shí)期后農(nóng)電工作的新任務(wù)。由于近年來(lái)經(jīng)濟(jì)水平逐年增長(zhǎng)，農(nóng)村地區(qū)居民生活水平不斷提高，所以農(nóng)村用電負(fù)荷也逐年上漲，對(duì)農(nóng)網(wǎng)升級(jí)發(fā)展、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展提出了更高的要求。基于以上背景，本文以長(zhǎng)三角地區(qū)一個(gè)典型村的農(nóng)網(wǎng)為例，針對(duì)農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和評(píng)價(jià)展開(kāi)研究。

2 配網(wǎng)現(xiàn)狀分析

2.1 配網(wǎng)概況

長(zhǎng)三角地區(qū)農(nóng)網(wǎng)以小作坊企業(yè)用戶(hù)負(fù)荷為主，居民用電為輔。該典型村村在2008 年至2009 年進(jìn)行過(guò)一次農(nóng)網(wǎng)改造，目前村內(nèi)主要涉及10kV 線(xiàn)路2 回（1#線(xiàn)共計(jì)配變33 臺(tái)、其中公變14 臺(tái)；2#線(xiàn)共計(jì)配變16 臺(tái)、其中公變8 臺(tái)）；上級(jí)變電站為110kV，主變2 臺(tái)/40MW，最大負(fù)載率均在70%～80%之間。

2.2 目前存在的問(wèn)題

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

2.2.1 農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有待完善。目前10KV 配電線(xiàn)路以架空線(xiàn)路為主，該線(xiàn)路掛接的用戶(hù)以小容量的專(zhuān)變用戶(hù)為主，專(zhuān)變用戶(hù)電氣分布較密集；且大多數(shù)線(xiàn)路為變電站出線(xiàn)放射狀供電形式，線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)明顯不足。

2.2.2 線(xiàn)路容量不滿(mǎn)足用戶(hù)要求，布點(diǎn)增容還需繼續(xù)實(shí)施。

2.2.3 供電半徑范圍的合理化。

2.2.4 無(wú)功補(bǔ)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(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)置存在合理性問(wèn)題。

3 農(nóng)村電網(wǎng)改造與建設(shè)

此次農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和實(shí)地情況，分析用戶(hù)分布，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行分配規(guī)劃，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文主要從供電范圍優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化和低壓配電網(wǎng)改造這幾個(gè)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(fù)荷密度較小、負(fù)荷點(diǎn)分散，在實(shí)際操作中可視為二、三類(lèi)的均布負(fù)荷，采用開(kāi)式電網(wǎng)供電。對(duì)于該種類(lèi)型電網(wǎng)，可以構(gòu)造一個(gè)“理想網(wǎng)絡(luò)”，來(lái)確定優(yōu)化供電范圍。并將負(fù)荷密度和10kV 導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)徑作為優(yōu)化變量，計(jì)算可得10kV 供電半徑優(yōu)化結(jié)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(jì)算。

表1 10kV 線(xiàn)路供電半徑優(yōu)化計(jì)算結(jié)果

3.2 網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化

本文主要研究10KV 配電網(wǎng)接線(xiàn)的優(yōu)化，針對(duì)該典型村實(shí)際網(wǎng)絡(luò)布局情況，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法，分多個(gè)階段進(jìn)行尋優(yōu)，每個(gè)階段都要依照約束條件的要求，對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行分析、對(duì)照、取舍。約束條件如下：

3.2.1 電源點(diǎn)到任一負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電初始狀態(tài)電壓損耗都不應(yīng)超過(guò)允許范圍；每一段線(xiàn)路的截面都不應(yīng)大于最大適選的標(biāo)稱(chēng)截面。

3.2.2 各階段的最優(yōu)方案按照年計(jì)算費(fèi)來(lái)選擇。每個(gè)方案的年計(jì)算費(fèi)主要包括新增線(xiàn)路的費(fèi)用，以及新增線(xiàn)路和負(fù)荷引起變化所增加的費(fèi)用。

上述方法可以適應(yīng)該村農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷分布不均勻的特點(diǎn)，對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)農(nóng)網(wǎng)各個(gè)電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化有著一定的指導(dǎo)意義和普遍適用性。

3.3 低壓配電網(wǎng)的改造與建設(shè)

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

3.3.1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，以輻射供電力主。

3.3.2 配電變壓器臺(tái)必須設(shè)置在低壓供電臺(tái)區(qū)的負(fù)荷中心。

3.3.3 0.4kv 低壓線(xiàn)路路徑無(wú)迂回供電，其供電半徑在0.5km范圍內(nèi)，以滿(mǎn)足質(zhì)量要求；超過(guò)0.5km 時(shí)，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(tái)區(qū)不受此限制。

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

3.3.6 以動(dòng)力用戶(hù)為主，兼有照明設(shè)備的鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地及負(fù)荷集中、密度較大的綜合臺(tái)區(qū)，應(yīng)采用TN-C 系統(tǒng)的供電方式。

3.4 農(nóng)網(wǎng)改造的預(yù)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(shí)際情況，合理規(guī)劃，調(diào)整變壓器位置和出線(xiàn)路徑，升級(jí)淘汰超齡設(shè)備，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)行方式。

3.4.1 根據(jù)實(shí)地情況優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。根據(jù)當(dāng)?shù)刎?fù)荷、環(huán)境等因素，調(diào)整供電線(xiàn)路長(zhǎng)度，減少不合理供電，提升投資效益和供電效率。

3.4.2 針對(duì)農(nóng)村負(fù)荷周期性情況，合理選擇變壓器。該村負(fù)荷周期性變化，會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷率低于30%的情況，可通過(guò)使用母子變壓器等方法，滿(mǎn)足周期性用電波動(dòng)；并且在安裝地點(diǎn)的選擇上應(yīng)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性和合理性，盡量裝在負(fù)荷中心。

3.4.3 節(jié)能減排，環(huán)保設(shè)備加快推廣。農(nóng)村動(dòng)力用電易造成變壓器和供電網(wǎng)絡(luò)部分時(shí)段空載、無(wú)負(fù)荷損耗，為改善這個(gè)問(wèn)題，可以使用節(jié)能自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，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(fù)載利用率。

4 農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果評(píng)價(jià)

本文從以下幾方面進(jìn)行效益分析。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

該村占地約2 平方公里，供電線(xiàn)路長(zhǎng)度近334kM，全地區(qū)農(nóng)網(wǎng)供電，通電率99.9%，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改造后，購(gòu)售網(wǎng)損將會(huì)降低0.5%，低壓線(xiàn)損率降低3%。

4.2 綜合效益分析

4.2.1 拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造首先拉動(dòng)電建企業(yè)及其原材料、設(shè)備廠(chǎng)家需求，可以加快當(dāng)?shù)匮b備制造業(yè)發(fā)展，從而促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4.2.2 促進(jìn)節(jié)能減排。優(yōu)化改造后10kV 及以下綜合線(xiàn)損率呈下降趨勢(shì)，同時(shí)能源利用效率會(huì)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(dá)到的效果，制定規(guī)劃目標(biāo)，并隨著不斷優(yōu)化農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，供電能力將進(jìn)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(yùn)行安全，減少停電次數(shù)和設(shè)備故障，降低運(yùn)維成本；其次可以保證用戶(hù)安全生產(chǎn)，為用戶(hù)減少不必要的損失，提升利潤(rùn)率。

5 結(jié)論

本文以一個(gè)典型村為例，對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)與改造問(wèn)題進(jìn)行了研究，通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)長(zhǎng)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(shè)想：一是提高現(xiàn)有農(nóng)村電網(wǎng)可靠性指標(biāo)；二是加大農(nóng)網(wǎng)投資，加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，理順農(nóng)電管理體制，實(shí)現(xiàn)在更大范圍的“以城帶鄉(xiāng)”，實(shí)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(wù)，提高電網(wǎng)整體運(yùn)行與管理效率；四是多渠道加大農(nóng)網(wǎng)建設(shè)投入，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，完善工作機(jī)制，保障農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造工程順利實(shí)施。