浙江鄉村未來社區電氣化建設

陳雪琴

（國網浙江衢州供電公司，浙江 衢州 324000）

最近，浙江省建設共同富裕示范區備受關注。作為共同富裕示范區建設重要內容之一——鄉村未來社區早已在美麗浙江鄉村大地上展開。電氣化事關社區生產生活、經商旅游等方方面面，標志著鄉村社區的現代化方向和文明程度，其建設是水、電、路、網等基礎設施的重中之重。

以2019 年9 月起首批試點建設、當年底被列入首批“SUC聯合國可持續社區標準試點項目”的浙江省衢州市蓮花國際鄉村未來社區為例，比較不同時期社區（村）內電源電網、用電結構、電力服務等的發展變化，為鄉村未來社區電氣化建設提供借鑒。

衢州市歷史上是農業大市，蓮花是該市遠郊地處金衢盆地中的一個傳統農業鄉鎮，在浙江省內并不富裕。2007年開始，依托土地優勢，引入現代農業園區，與省內發達地區逐步縮小差距，在全國有一定的代表性。

社區位于蓮花鎮西部，是全國首個田園型鄉村未來社區，整個未來社區所轄澗峰村、五坦村、西山下三村、蓮花現代農業園及芝溪所涉的8 km2范圍為核心區，鋼糧水庫、金村壟水庫及周邊鄉村所涉范圍為產業聯動區，集鎮區及（杭衢高鐵衢江站、規劃中的衢州機場空港物流中心所涉范圍為功能聯動區，總面積約16.8 km2。它以田園為底色，以“家”為主線，重構社區人群以及他們的生活狀態。該社區堅持“人本化、田園化、科技化、融合化”導向，依托物聯網、人工智能、5G場景應用，融合古村、農耕、文創、康養、研學等元素，著力推動美麗鄉村向美麗社區轉變，積極探索鄉村未來社區的發展模式。通過場景塑造，全域建成15 min便捷生活圈，形成“1個智慧大腦+3條服務主線+N個應用場景”的數字社區運行體系。產業再造，26家農業主主體數字化改造升級，創建23家農旅融合產業園，引入田園盒子等新興業態，2020 年當年帶來200 萬元收入；社區營造“政府主導+企業主營+村民主體”模式，2020 年引進項目28 個，投資2200余萬元。175戶低收入農戶通過收益二次分配增收，吸引980人回鄉興業，引進新鄉人198人，建成“萬人鄉村”。

1 世紀之交，農電蝶變

21世紀初，省級衢州蓮花現代農業園區始建之時，雖然經過20 世紀90 年代末初級農村電氣化創建、農電“兩改一同價”第一輪農網改造，但3 個村域內的用電結構除村民生活用電外，還是農忙時節的農業生產灌溉、脫粒用電為主，用電負荷有限，3個村各有配變：澗峰村4 臺/130 kVA、五坦村2 臺/80 kVA、西山下村2臺/80 kVA，型號均為S9。唯一電源10 kVA網絡接自8 km外的35 kVA杜澤變電所，無水電、柴油發電、沼氣發電等。每個村低壓網絡都為兩路主出線（再分若干支線），一路農用，一路生活用電（導線截面都在35 mm2以下）。雖然經過第一輪農村電網改造，但導線仍以架空裸導線為主。農戶用電除照明外，電飯煲已普及，10%家中購置有冰箱，空調僅個別農戶使用。農戶電能表從農網改造前的2 kW/戶上升至8 kW／戶。以2002 年為例，3 個村總年用電量412740 kWh 其中：生活400740 kWh、農用12000 kWh。3 個村戶均用電量180 kWh。配變臺區未開始智能化，仍采用傳統的剩余電流動作保護器，未實行采集系統對電流、電量、功率等的遠程采集。電力服務實行與城市類似模式的“四到戶”，由供電企業派駐的供電所及其統一管理的農電工承擔，采用營業廳人工交互加農電工上門服務（每月抄核收、電話報修、電視報紙預告停電信息等）傳統模式。20世紀90年代末衢州農村配電網，如圖1所示。

圖1 20世紀90年代末衢州農村配電網

2 現代農業，電氣領先

未來社區內的現代農業園區主營水果、秧苗的培育，占地面積10 km2，先后有經濟合作社23家入駐，完成電能替代改造后，傳統的塑料薄膜培育大棚改成電動玻璃大棚，人工施肥變為自動滴灌施肥，空調自動控溫，垃圾處理由人工改為智能處理。

這些改變首先需要電力網絡延伸布局到農業園區。2011年，電力部門先后為園區新增2臺315 kVA、1臺200 kVA桿架式變壓器供電，低壓出線采用架空絕緣導線及電纜相結合的方式供電，如圖2所示。

圖2 衢州蓮花未來社區一景

2020年，社區內10 kVA線路3條，長度74.26 km，導線為絕緣線，截面240 mm2。配變：澗峰村8 臺/3000 kVA、五坦村6 臺/2400 kVA、西山下村5 臺/1945 kVA(其中1臺箱式變)。低壓線路已全部進行了絕緣化改造。2020年一園三村（蓮花農業園區、澗峰村、西山下村、五坦村）共有計費電能表2322只，戶均用電量1972.37 kWh。電能表實行了集抄，安裝了智能剩余電流動作保護器臺區監控系統。上線了浙江電力微信公眾號、國網App，用戶對自己家中每日每月電量電費、停電信息隨時查閱，實行網上繳費、辦電。除營業廳外，在鎮便民服務中心設立辦電點，對殘疾、孤寡等困難戶每月提供15 kWh免費用電。

實施了民情日記“蓮心”行動。推行電力民情日記，隨時記錄農村百姓反映的用電問題，讓“百姓事馬上辦”。建立低保、低邊及特困用戶等特殊人群的“民情臺賬”，搭起與特殊用戶的“連心橋”。

實施了“幸福蓮里”電力志愿服務行動。深化“黨建雙+”工程，依托紅船黨員服務隊，持續開展“千戶萬燈”公益活動，策劃實施“幸福蓮里”電力志愿服務，走訪蓮花未來社區社會救助對象，提供免費用電咨詢及技術支持服務，確保用電環境安全穩定，充分發揮為民服務先鋒隊作用。

實施了用電安全提升行動。爭取屬地政府政策和資金支持，建立農村家庭剩余電流動作保護器安裝日常管控機制，推動實現農村家庭剩余電流動作保護器存量安裝全覆蓋。推動屬地政府組建農村用電安全管理隊伍，常態化開展用戶資產設備的日常運維，提供農村用電用戶表后維修服務。

目前社區內智慧路燈及廣告牌、民宿采用分布式光伏，全電民宿使用“自發自用，余電上網”的形式實現綠色節能，有效節省了農戶的用能費用，降低社區能耗。

3 未來已來，可以期待

未來社區的建設，將極大改變區域社會經濟發展，也將產生大量新的用電需求，電動汽車、空氣能電熱水器、電烤箱、洗碗機等目前在城市較常見的電氣設備將很快在鄉村未來社區居民家中推廣普及，光伏、碳中和儲能等新技術也將得到廣泛應用。為此，國網衢州供電公司也在緊鑼密鼓配套規劃建設升級供電設施、電力服務。

4 堅強電網，支撐未來社區

4.1 運用網格化思想，規劃未來社區配電網

在企業內部形成系統統一的“網格化”管理機制。未來配電系統是以能源互聯網作為運行環境和服務對象的。

為了滿足未來配電網發展需求，更好推動配電網一、二次和信息系統深度融合。在原有網格化規劃電力需求預測基礎上，將終端配置需求預測、通信需求預測、應用需求預測納入配電網網格化需求預測體系。在規劃方案方面，以供電單位為基本單位，融合一次網架、感知終端、通信網、數據中心、智慧應用，實現規劃方案統籌。在電力設施布局方面，將電力站址、電力廊道、通信通道、終端配置需求、數據中心站等一體化統籌。

在網架規劃時，注重各層網格內的“自治自愈”和網格間的“協同”特性，構建多網格間橫向協同與多電壓級間縱向支撐目標網架，參考鏈式、三角形、矩形3大類15 種供電模型。

通過“十四五”的規劃建設，未來社區將建成一個網架結構合理，供電能力充足，具有較高供電可靠性的電網，同時具備一定的智能水平，能夠適應各類新型能源以及新型負荷的接入需求。到2025年供電可靠性指標≥99.9899%，綜合電壓合格率≥99.999%，配電自動化覆蓋率達到100%，配電通信網覆蓋率達到100%；10 kV線路N-1 通過率達到100%。

中壓配電網目標網架。加強中壓主干線路之間的聯絡，在分區之間構建負荷轉移通道。10 kVA架空主干線根據線路長度和負荷分布情況進行合理分段。中心選擇雙環式，根據城鄉規劃和電網規劃、綜合管廊建設規劃，預留目標網架的站址廊道，以滿足配電網發展的需要。

4.2 加快推進目標網架的建設

根據產業發展型、休閑旅游型、高效農業型和宜居綜合型4 種類型美麗鄉村的用電需求以及可靠性和電能質量要求開展差異化建設。

“一步到位”建設主干網架，“導線截面一次選定、廊道一次到位、土建一次建成”。新換變壓器全部采用11 型或非晶合金型。設置配電室、或箱式變。中壓配電網目標網架銜接遠景目標，確定配電線路合理范圍，根據線路掛接容量、負載率、負荷特性，按照典型供電模式合理控制線路的裝接容量，優化線路分段數量。10 kVA架空主干線根據線路長度和負荷分布情況進行合理分段。局部區域采用電纜。電纜網目標接線選用單環式。架空網目標接線包括輻射式、多分段適度聯絡式， 消除單輻射線路。可安裝電桿拉線，也可穿插使用鋼管桿，提高線路抗風能力。

中壓主干線電纜選用交聯聚乙烯絕緣，截面面積一般采用400 mm2、300 mm2（300 mm2用于一分二開關后），支線電纜截面應采用185 mm2。在單臺變壓器接入的情況下采用70 mm2。電纜溝或電纜排管結構，水下敷設方式須根據具體工程特殊設計。

4.2.1 中壓分支線路配置

分支線一般采用輻射式結構，架空網分支線不宜超過三級，電纜網僅設置二級分支線。架空網一級分支線供電總容量不宜超過整條線路裝機容量的1/3，二級分支線供電總容量不宜超過500 kVA。電纜網分支級環網室（箱）供電總容量不宜超過1000 kVA。

配電變壓器壓器不宜超過630 kVA，單臺干式變壓器不宜超過1000 kVA。配電室單臺容量可選用400、630、800、1000 kVA；箱式變電站單臺變壓器容量可選用400、500、630 kVA；配電室、箱式變電站高壓開關一般采用環網負荷開關，變壓器間隔及低壓出線應按最終容量設計。低壓網絡供電半徑原則上不超過400 m。當無法滿足上述要求時，供電半徑可適當延長，但應滿足電壓質量要求。配電變壓器容量不大于200 kVA 時采用1～2 回出線，315～400 kVA時采用2～3 回出線，500～1000 kVA 時采用6～12回出線。單戶最大負荷≤40 A 的采用單相供電，最大負荷＞40 A 的采用三相供電。低壓配電網主要采用TN、TT、ⅠT 接地方式，其中TN 接地方式主要采用TN-C-S、TN-S。低壓配電網應結構簡單、安全可靠，一般按照放射型、樹干型兩類進行規劃設計，必要時相鄰低壓電源之間可裝設聯絡開關，以提高運行靈活性。

架空線路：低壓架空導線采用絕緣導線或集束型導線，主干線截面選擇：主干線路應采用120 mm2，分支線路應采用70 mm2。采用不低于10 m的電桿，有特殊要求時可采用非預應力電桿。

電纜線路：低壓電纜主干線路采用240 mm2，分支線路采用150 mm2、95 mm2。

接戶線：采用架空絕緣導線進線，單相接戶線導線截面宜采用25 mm2，三相小容量接戶線導線截面宜采用16 mm2，三相大容量接戶線導線截面宜采用50 mm2。采用低壓銅芯電纜進線，單相接戶線導線截面宜采用16 mm2，三相小容量接戶線導線截面宜采用16 mm2，三相大容量接戶線導線截面宜采用35 mm2，集中表箱接戶線導線截面宜采用50 mm2。

表前線：普通住宅宜采用10～16 mm2銅芯導線。

5 智能電網，暢通未來社區

開展中壓線路配電自動化智能終端部署，實現主干線分段開關、聯絡開關及重要分支等重要節點自動化終端覆蓋率100%，完成配電網格內重要線路的全自動FA功能投運，實現供電網格全自愈。

5.1 配電自動化終端全覆蓋

5.1.1 電纜網

開關站、開閉所、環網柜（箱）及具備環網作用的配電室安裝“三遙”配電自動化終端設備（DTU），通信方式優先采用光纖,做好相應信息安全防護措施。

5.1.2 架空網

主干線方面，線路首端（10#桿及之前）安裝遠傳型故障指示器，分段開關配置智能開關（投合閘加速），其他分段普通開關處配置遠傳型故障指示器，聯絡開關配置智能開關（為線損計算提供電量數據），通信方式采用4G APN 或5G 無線方式接入。

對與主干線相連分支線的配變數量大于3 臺或容量大于1000 kVA 或長度大于1 km 的分支線，在分支線首端（原則上在1#桿）安裝智能開關（過流保護+重合閘），分支線中其他普通開關處安裝遠傳型故障指示器。

5.1.3 混合網

電纜網和架空網部分配置原則不變，電纜線路上桿后1#桿須安裝智能開關，通信方式采用4G APN或5G無線方式接入。

5.1.4 智能配變終端

增強型智能配電臺區以滿足“營配融合與源網荷儲協同優化”為主，通過對配變節點信息、用戶表計信息、臺區分支節點信息、臺區可調資源信息（分布式光伏、電動汽車充電樁、分布式儲能）及其他相關信息的采集，實現配網運行狀態感知、營配業務貫通提升、優質服務精益管理、源網荷儲綜合優化等功能，支撐多元融合配電網的建設。

5.1.5 供電環節終端

提升用戶側智慧物聯網感知能力。支持海量接入并精準控制電源資源、儲能資源和用電負荷。加大用戶側新能源接入力度。建立電動汽車有序充電服務、光伏等新能源接入服務、儲能裝置智能應用服務等新能源服務新業態，依托感知數據建立計量裝置異常等分析模型，提高專公變用戶、分布式電源用戶計量準確率。

建設末端電網智能感知系統。基于完善臺區配變的拓撲關系，在配電變壓器側安裝主端設備，在分支箱和電能表箱安裝從端設備，并利用電力寬帶載波實現配變、分支箱、電能表箱的數據逐級傳輸，由用采系統獲取配變、分支箱及具體用戶電能表的電流、電壓等數據，及時感知配電網設備狀態。該系統還可以通過分析分支箱、電能表箱的電流電壓變化情況，了解末端供電線路阻抗變化，判斷線路是否存在老化、接地等問題，在線監測低壓線路狀態，為低壓電網的主動運維提供支撐。

5.1.6 用電環節終端

電動汽車充換電設施監測終端。深化充電網、車聯網、互聯網“三網融合”，分布式電源監測終端。實現區域分布式電源統一監視、協調優化控制功能。

5.2 實施智能運維保障行動

深化紅外、局放、無人機備等智能巡檢裝備以及移動作業終端的應用，常態開展未來社區配電線路等智能巡檢，建立缺陷隱患臺賬，做實閉環整改。大面積開展不停電作業。

摸排重要場所保電線路、接入點、發電容量等信息，制定未來社區鄉村會客廳、水幕電影等重要場所保供電專項方案，開展保電應急實戰演練，為蓮花未來社區重大活動提供堅強電力保障。

5.3 實施主動搶修數字化行動

以未來社區“搶修過程主動可控”“故障信息智能分析”為思路,依托配電自動化、供電服務指揮等系統，應用基于智能融合終端的臺區大管家等模式，實現故障精準定位、停電通知精確到戶的主動搶修。根據故障特征片段數據，基于電網資源業務中臺，結合運維周期、運行狀態、歷史故障等信息，輔助完成故障在線診斷和辨識，制定最優搶修策略，提高搶修效率。

6 綠色電網，賦能未來社區

“十四五”加快電網建設，保障新能源的全額消納。全面推廣“光伏+”模式，在特色小鎮等建筑屋頂繼續推進分布式光伏應用，在養殖魚塘等建設漁光互補光伏電站；在荒山荒坡、設施農業林業用地，標準化建設農光互補、漁光互補、林光互補電站。加強與政府合作，電網引導光伏電站合理布局；加快光伏即插即用技術推廣，保障光伏接入快速、安全、可靠，實現光伏接入向“光伏插座”的轉變。

6.1 打造零碳排放示范區

圍繞清潔能源推廣利用，以及“零碳”企業、園區等示范試點，成為我市碳達峰碳中和的標志性工程，重點探索打造衢江蓮花“零碳”未來社區等。

6.2 實施高彈電網鄉村試點建設行動

面向社區居民、農業生產基地、大型公共建筑等推廣應用“太陽能+空氣能熱水”“光伏+儲能”“熱泵+儲冷儲熱”等技術，提供“供電+能效”服務，出具“能效賬單”，引導用戶用電行為，匯聚互動潛力，以強交互能力支撐高彈性電網負荷側建設，實現源網荷儲協同友好互動，多能協同提高社區清潔能源利用率和綜合能效水平。試點應用氫電耦合方艙，就地開展分布式光伏余電制氫，拓展氫能在農業、農村的應用場景。

6.3 實施鄉村區域碳中和試點行動

全面摸排梳理蓮花未來社區主要用能主體碳排放和清潔能源消納情況，充分運用“碳能看板”“綠能看板”，實時統計分析社區內各類能源消耗、碳源結構、碳排放、新能源消納等數據，推廣使用“綠能碼”，動態評估社區碳中和進程，為社區能源消耗高效控制和碳排放精準治理提供技術及服務支撐。

6.4 實施新時代鄉村電氣化提升行動

在蔬果種植、生豬養殖等生產、加工基地推廣使用電育苗、電喂養、電噴淋等電能替代技術產品，實現降能耗、提產量。支持全力打造盛世蓮花農業觀光園“全電景區”和范詩畫·望谷、鋪里花匠等“全電民宿”，提升電能占終端能源消費占比。

6.5 實施助推鄉村綠色出行行動

服務新能源汽車下鄉，推廣電動汽車一站式租售服務。推動蓮花未來社區景區配置電動觀光車，在房車營地建設充電設施，加大電動汽車充電網絡電源配套投入，服務蓮花未來社區實現2022年充電樁配建比例達50%目標落地。

7 未來電網，添彩未來生活

構建“數字鄉村·智慧能源”平臺，開發民生關懷、產業振興、智慧安全、綠色低碳等N個應用場景，推動政府決策科學化、公共服務高效化、社會治理精準化。

7.1 民生關懷應用場景

老人健康跟蹤及重點人群異動監測方面，以電力負荷監測數據直觀反映老人健康及重點人群異動狀況，并推送至社區網格員，由其核實閉環。社會救助對象用電政策享受方面，以優惠用電政策辦理用戶數的總量及變化量，反映出蓮花未來社區內惠民政策落地情況，輔助體現社區共同富裕程度。社區人口流動分析方面，通過電力負荷數據跟蹤未來社區人口流動情況，支撐社區科學施策。

7.2 產業振興應用場景

展示蓮花未來社區重點行業（種植業、畜牧業、旅游業等）度電產值、電量增長等數據，支撐社區及時了解行業生產經營情況，分析經濟發展趨勢。

7.3 智慧安全應用場景

豐富用電安全知識、電力設施保護宣傳等，提升互動體驗性。高壓企業用電安全方面，依托用電健康碼模型對蓮花未來社區范圍內企業用戶用電安全情況進行評估和展示，指導其精準開展用電安全隱患排查，并督促完成閉環整改。低壓用戶用電安全方面，安裝智能微斷設備實現用電情況實時監測、故障告警、斷電保護等功能，并將告警信息實時推送至農村用電安全管理員，開展上門檢查維修。

7.4 智慧辦電應用場景

推廣“網上國網”App，提供用電申請、電費交納等全業務線上辦理，實現“線上辦”。在社區便民服務中心新增電力窗口，定期派駐服務人員，并配置“網上國網云終端”等自助服務設備，實現“就近辦”。

7.5 綠色低碳應用場景

展示蓮花鎮未來社區整體碳排放量、碳吸收量、清潔能源減排量等數據，支撐社區直觀掌握區域生產、生活過程中的碳排放量、碳排放強度、碳源結構等信息，促進居民養成綠色低碳的生產、生活方式，如圖3所示。

圖3 衢州蓮花未來社區內未來綠色園區

智慧家居等電氣相關的物聯裝置和傳感器以及未來社區管理平臺，主動協同屬地政府和企業共同開展研究和部署應用，建立并出臺管理實施細則，增加鄉村振興電力幸福指數、電動汽車及充電樁應用、電力助力基層治理等場景。

數據獲取方面，方式一，采集監測設備安裝全覆蓋，實現平臺數據外網實時獲取。同步探索未來社區物聯網的云、邊安全防護機制，確保未來社區的各類系統平臺網絡邊界安全。方式二，對接省電力公司，爭取開放相關電力內網系統接口，貫通內外網系統傳輸通道，可減少采集監測設備安裝數量。

隨著上述高質量服務鄉村振興戰略項目、措施的落地，一定能為未來社區的農業高質高效、鄉村宜居宜業、農民富裕富足提供堅強有力保障。