智能配網(wǎng)在縣配電網(wǎng)的運用探討

潘文生

摘 要：縣域農(nóng)村智能配電網(wǎng)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(nóng)村智能配電網(wǎng)關鍵技術并研究了智能配電技術的實現(xiàn)路徑。首先分析了縣域農(nóng)村配電網(wǎng)的特點和電網(wǎng)共性問題，還有小水電多和產(chǎn)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(nóng)村智能配電網(wǎng)的關鍵技術，最后結合縣域電網(wǎng)實際情況，提出縣域農(nóng)村智能配電網(wǎng)實現(xiàn)路徑。

關鍵詞：智能化;配電網(wǎng);縣域農(nóng)村;運用

引 言

我國經(jīng)濟多年快速發(fā)展，出了城市外，縣域農(nóng)村的發(fā)展也是日新月異。經(jīng)濟的發(fā)展帶動了電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)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(wǎng)電網(wǎng)規(guī)劃，以保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟運行，是電力企業(yè)的重要工作。國內外的配電網(wǎng)規(guī)劃研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，為縣域農(nóng)村的配電網(wǎng)規(guī)劃研究指明了方向。通過分析社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，并從電網(wǎng)供電能力、網(wǎng)架結構、電網(wǎng)設備等多個方面尋找鄉(xiāng)鎮(zhèn)縣域配電網(wǎng)主要存在的問題，進而為電網(wǎng)規(guī)劃目標的確定提供依據(jù)。

一、縣域配電網(wǎng)中存在的問題

經(jīng)過調查分析，縣域農(nóng)村配電網(wǎng)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(nóng)村、城鎮(zhèn)和農(nóng)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(xiàn)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(shù)，據(jù)調研發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象在鄉(xiāng)鎮(zhèn)是十分常見的。

（二）供電半徑過長。據(jù)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(xiàn)象也十分常見，通常會給居民的生產(chǎn)和生活造成大量損失和不便。

（三）線路絕緣化水平低?？h域農(nóng)村地區(qū)，尤其是多數(shù)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(xiàn)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(jīng)濟的快速增長，尤其是一些縣域農(nóng)村的旅游行業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)村地區(qū)的負荷增長較快。

二、智能化配網(wǎng)在縣配電網(wǎng)的運用

（一）配電網(wǎng)規(guī)劃目標。配電網(wǎng)的規(guī)劃宗旨是以農(nóng)村經(jīng)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(nóng)村電網(wǎng)、維護農(nóng)村生態(tài)、完成農(nóng)村電氣系統(tǒng)智能化?？紤]縣域配電網(wǎng)的實際情況，結合當下的發(fā)展規(guī)劃現(xiàn)狀，制定2020年至2030年期間的電網(wǎng)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(wǎng)標準來改善配電網(wǎng)架結構，提高供電實用性和配電網(wǎng)的供電質量，盡量減少電網(wǎng)的線損率;加強35kV、110kV電壓等級網(wǎng)架結構，建設完備的中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架，盡快解決供電“瓶頸”問題，提升電網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)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(xiàn)電網(wǎng)和用戶二者之間的協(xié)同互動。

（二）配電網(wǎng)原則。適度超前原則：需要加快建設鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)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?shù)氐慕?jīng)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(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)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(jīng)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(wǎng)設施布局規(guī)劃須將省域、市域電網(wǎng)設施布局規(guī)劃的成果納入其中，市域電網(wǎng)設施布局規(guī)劃須將省域電網(wǎng)設施布局規(guī)劃的成果納入其中。

（三）智能配網(wǎng)關鍵技術。1“云管邊端”技術。物聯(lián)網(wǎng)的概念在20世紀90年代末就已經(jīng)出現(xiàn)，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(xiàn)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(xiàn)萬物互聯(lián)。當物可被識別、感知和連接，將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)融為一體，產(chǎn)業(yè)進入“萬物智聯(lián)”的時代。2縣域電網(wǎng)“云管邊端”。智能配電網(wǎng)將通過覆蓋云、管、邊、端的物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)體系架構。縱向協(xié)同各類智能系統(tǒng)，橫向開發(fā)應用多個模塊，實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村配電網(wǎng)“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(shù)據(jù)，包括配網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)大數(shù)據(jù)海量平臺與電網(wǎng)設備智能互聯(lián)感知專業(yè)應用平臺。

管包括通信模塊和智能網(wǎng)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(wǎng)絡在縣域配網(wǎng)的通信中存在一定的網(wǎng)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(lián)網(wǎng)，是一種專為萬物互聯(lián)打造的蜂窩網(wǎng)絡連接技術，已經(jīng)逐漸作為開啟萬物互聯(lián)時代的鑰匙。隨著網(wǎng)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(lián)網(wǎng)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(wǎng)自動并離網(wǎng)FTU、微網(wǎng)控制器與移動終端將為縣域電網(wǎng)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(wǎng)設備智能互聯(lián)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡的規(guī)劃還需要加強研究，可以促進農(nóng)村城鄉(xiāng)的電網(wǎng)建設進度，更好的服務于城鄉(xiāng)人民的生活。就配網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)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(jīng)濟的發(fā)展需求，將用戶的需求作為電網(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)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(wǎng)規(guī)劃研究[J].電子世界，2020（03）：33-34.