農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)問題探討

石 凱，黃安民，聶 治，羅嵐波，黃運良

(國網(wǎng)婁底供電公司，湖南 婁底 417000)

0 引 言

隨著我國農(nóng)村地區(qū)電網(wǎng)升級改造工作的不斷推進，如何切實、有效地解決我國農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃不合理、電能損耗偏高以及供電可靠性較低等問題，逐漸受到廣大配電網(wǎng)建設(shè)基層工作人員的重視。

目前，國內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)基層人員以提高農(nóng)村電網(wǎng)運行經(jīng)濟性為目標，在配電網(wǎng)規(guī)劃方面展開了大量的研究工作，并在實際應(yīng)用中取得了不錯的成效。例如，針對廣州市農(nóng)村地區(qū)10 kV配電線路送電距離過長，致使線路線損率偏高的問題進行了深入研究，提出了多種適用于農(nóng)村地區(qū)10 kV配電網(wǎng)線路選型方案，并認為農(nóng)村配電網(wǎng)應(yīng)充分考慮電網(wǎng)需求和經(jīng)濟能力，從嚴控制電纜線路的使用[1]；以廣東省揭陽市為例，以變壓器容量優(yōu)化為原則，對不同情況下的配變選型進行了研究，提出了“小容量、密布點、短半徑”的原則，并對變壓器的負荷進行合理分配，以防出現(xiàn)“小馬拉大車”或“大馬拉小車”等現(xiàn)象[2]。然而，由于農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)缺乏整體規(guī)劃，電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)混亂，從單一方面對農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)進行升級改造難以取得顯著效果。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 中壓配電網(wǎng)

我國農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)起步晚，其中中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較城網(wǎng)而言相對薄弱。尤其是部分農(nóng)村地區(qū)，由于變電站布點少，變電容量有限，供電線路普遍存在供電半徑大、裝接配變數(shù)量多等特點，一旦遇到負荷高峰期，極易出現(xiàn)卡脖子等現(xiàn)象(見表1)。

表1 某農(nóng)村地區(qū)10 kV配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

從表1中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可知，由于農(nóng)村地區(qū)變電站布點較少，普通電力用戶居住相對分散，10 kV農(nóng)網(wǎng)線路平均供電半徑達10.3 km，部分線路供電半徑甚至超過15 km，遠大于鄉(xiāng)村中壓配電網(wǎng)線路供電半徑不宜超過15 km的規(guī)定[3]。

另外，農(nóng)村地區(qū)的供電可靠性要求較城網(wǎng)低，該地區(qū)農(nóng)網(wǎng)線路普遍采用單輻射型的供電模式，無法滿足“N-1”的要求，線路一旦發(fā)生重過載現(xiàn)象，無法將負荷轉(zhuǎn)供。即便少數(shù)線路實現(xiàn)互聯(lián)，由于線徑偏低，傳輸負荷能力不強，無法將線路上的負荷全部轉(zhuǎn)出，嚴重制約了該地區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)供電可靠性的提高。

1.2 低壓臺區(qū)

我國農(nóng)網(wǎng)配變最初以農(nóng)村機埠排灌為主，部分配變不僅要保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還要兼顧居民生活用電。同時，隨著家電下鄉(xiāng)等惠民政策的不斷普及，農(nóng)村居民的生活用電水平有了顯著提高，致使由于配變位置偏離當前負荷位置中心而造成的用電結(jié)構(gòu)性矛盾日益突出。為此，國家電網(wǎng)公司多次開展農(nóng)網(wǎng)配電網(wǎng)升級改造工作，一定程度上改善了農(nóng)網(wǎng)單臺配變供電戶數(shù)多、配變?nèi)萘康?、供電半徑長等問題。但隨著線路運行年限的增加，當初部分用戶自架低壓線路由于建設(shè)標準低以及線路腐蝕老化嚴重等問題，造成了部分位于線路末端的電力用戶在用電高峰期出現(xiàn)電壓偏低等問題。

1.3 用電特性

與城網(wǎng)用戶不同，農(nóng)村地區(qū)用電類別主要以農(nóng)業(yè)排灌為主，其次為居民生活用電以及工商業(yè)用電[4]。因此，其用電負荷特性呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性，即主要集中在夏秋兩季(見表2)。

表2 某農(nóng)村地區(qū)最大負荷值及月售電量

從表2中的數(shù)據(jù)可知，雖然7月份售電量最多，但最大負荷卻是在1月份。這主要是由于居民物質(zhì)生活水平逐步提高，部分農(nóng)村居民習(xí)慣性在過節(jié)期間集中使用大量電氣設(shè)備以示喜慶，致使農(nóng)配網(wǎng)負荷突然增加所致。同時，隨著農(nóng)村地區(qū)外出務(wù)工人員的增加，農(nóng)村地區(qū)最大負荷利用時間也較城網(wǎng)偏低，大量配電變壓器負載率偏低。

2 基本原則

作為城網(wǎng)線路的延伸，城網(wǎng)線路的規(guī)劃設(shè)計編制方法同樣也適用于農(nóng)村地區(qū)。故農(nóng)網(wǎng)線路的規(guī)劃既要遵循電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則，又需體現(xiàn)其農(nóng)村電網(wǎng)的特點，即在滿足農(nóng)村生活用電需求的同時，也需符合國家農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體經(jīng)濟發(fā)展的需要。就目前而言，農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)和改造目標要求著重解除供電設(shè)施陳舊、綜合線損高、供電能力不足和供電可靠性差等問題，根據(jù)國家電網(wǎng)公司農(nóng)電部相關(guān)規(guī)定[5]總結(jié)如下：

(1)農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造應(yīng)遵循“統(tǒng)一編制、分步實施、因地制宜、適度超前”的原則，變電站的布局及高、中、低壓配電網(wǎng)主干線路的建設(shè)應(yīng)滿足農(nóng)村經(jīng)濟中長期發(fā)展要求，避免重復(fù)建設(shè)。

(2)縣城中壓配電網(wǎng)線路供電半徑不宜超過4 km，鄉(xiāng)村中壓配電網(wǎng)線路供電半徑不宜超過15 km。

(3)農(nóng)網(wǎng)供電半徑不宜超過500 m，縣城及經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)供電半徑不宜超過400 m。農(nóng)業(yè)排灌和用戶特別分散的地區(qū)供電半徑可適當延長，但應(yīng)滿足電壓質(zhì)量要求。

(4)在供電半徑過長或經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)宜增加變電站的布點，以縮短供電半徑。負荷密度小的地區(qū)，在保證電壓質(zhì)量和適度控制線損的前提下，10 kV線路供電半徑可以適當延長。長遠目標為每鄉(xiāng)1座變電站，以保證供電質(zhì)量，滿足發(fā)展需求。

3 建設(shè)措施

最初我國農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)改造工作受資金等限制，主要以“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的方式為主，未能全面的開展配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)工作。 因此，要想建立能夠適應(yīng)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)要求的電力網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)將近期與遠期相結(jié)合，在統(tǒng)一的規(guī)劃指導(dǎo)下進行配電網(wǎng)的建設(shè)和改造工作。

3.1 區(qū)域負荷狀況和預(yù)測

隨著城鎮(zhèn)的不斷擴張以及政府將村鎮(zhèn)劃分為不同的規(guī)劃區(qū)域，電網(wǎng)規(guī)劃人員應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域的地位、經(jīng)濟發(fā)展水平、負荷性質(zhì)和負荷密度對其采取不同的建設(shè)標準，并對當?shù)嘏潆娋W(wǎng)現(xiàn)狀進行全面摸底，對農(nóng)村用電需求進行分類；最后結(jié)合過去幾年的負荷增長情況進行分析，預(yù)測今后一定時期內(nèi)的變化。

3.2 區(qū)域配電網(wǎng)規(guī)劃

由于“規(guī)劃在先，技術(shù)把關(guān)在后”，配電網(wǎng)的規(guī)劃工作應(yīng)符合農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的要求，為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整起到積極的推動作用。

3.2.1 中壓線路部分

伴隨著經(jīng)濟水平的不斷提高，農(nóng)村居民的用電負荷呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢，有效提升10 kV配電線路負荷轉(zhuǎn)移將成為保障農(nóng)村地區(qū)供電可靠性的根本著力點。目前，對于農(nóng)村配電網(wǎng)線路最常見且易行的方法是采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即手拉手方式或?qū)┓绞?，不僅提高了線路“N-1”率，且負荷轉(zhuǎn)移率可達到50%。同時，針對部分老舊線路應(yīng)考慮更換導(dǎo)線截面以增強線路的轉(zhuǎn)供能力，避免線路故障出現(xiàn)在負荷高峰期時無法將負荷有效轉(zhuǎn)供。

此外，對于農(nóng)網(wǎng)線路也可以采用網(wǎng)格式供電的方式，譬如1條線路供帶3～4個村落，這樣不僅明確了線路的供電范圍，避免交叉重疊；還避免了單位重復(fù)投資，有利于配合新增的變電站或負荷增長進行適時調(diào)整和優(yōu)化。

3.2.2 低壓臺區(qū)部分

近年來，隨著農(nóng)村地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，不少農(nóng)村地區(qū)的主要用電性質(zhì)及負荷中心都發(fā)生了一定程度的變化，當初為滿足農(nóng)業(yè)排灌而確定的配變位置已不能充分滿足電力用戶對電能質(zhì)量的要求。因此，需要重新合理確定配變臺區(qū)的位置，并根據(jù)5～10 a農(nóng)村電力發(fā)展計劃選定變壓器容量，并逐步淘汰高耗能變壓器，選用S11等節(jié)能環(huán)保型變壓器。

以往，農(nóng)村配電網(wǎng)改造工程由于資金限制只注重中壓配電網(wǎng)及低壓臺區(qū)的改造，而忽視了低壓配電網(wǎng)部分，造成位于線路末端的低壓線路運行狀況較差，臺區(qū)線損率偏高。

因此，在今后的改造過程中需進一步推進低壓配電網(wǎng)的改造工作，提高低壓線路運行狀況以提升農(nóng)網(wǎng)電力用戶的用電感受。

[1] 閆大偉.新農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃的思考及建議[J].中國科技技術(shù)，2010(15)：91_92.

[2] 楊燕生.淺析農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃與建議應(yīng)注意的問題[J].中國科技技術(shù)，2009(20)：173.

[3] DL/T 5118—2000，農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則[S].

[4] 王躍峰.蘆臺縣農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)劃方案評價研究[D].河北：華北電力大學(xué)，2013.

[5] 國家電網(wǎng)公司農(nóng)電工作部.農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造相關(guān)技術(shù)標準匯編[M].北京：中國電力出版社，2011.