高山地區(qū)供電質(zhì)量優(yōu)化策略研究

蔣兆芳 張俊

摘 要：高山地區(qū)電力設(shè)備架設(shè)難度較大，成本較高，自然環(huán)境較差，容易受到自然環(huán)境、野生動物、氣候異常等因素的影響，因此，如何對高山地區(qū)消費(fèi)者提供持續(xù)高效的供電，確保不中斷供電或及時恢復(fù)供電，是一項(xiàng)綜合性系統(tǒng)工程。本文僅以恩施高山地區(qū)為對象，從高山地區(qū)可能遇到的特殊情況來分析高山地區(qū)電力供應(yīng)所需要采取的特殊措施，為改善電力供應(yīng)決策提供參考。

關(guān)鍵詞：高山地區(qū);電力供應(yīng);突發(fā)因素

中圖分類號：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0173-02

1 恩施地理氣候環(huán)境

1.1 地理環(huán)境

恩施自治州位于鄂西南山地，地處我國第二階梯東緣，屬云貴高原東部延伸部分，即由北部大巴山脈南緣分支——巫山山脈，東南部和中部屬苗嶺分支——武陵山脈，西部大婁山山脈北延部分——齊躍山脈等三大主山脈組成。全州地勢屬三山鼎立，呈現(xiàn)北部、西北部和東南部高，逐漸向中、南傾斜而相對低下，其地貌基本特征是階梯狀。由于受新構(gòu)造運(yùn)動間歇活動的影響，大面積隆起成山，局部斷陷，沉積形成多極夷面與山間河谷斷陷盆地，并存在一至二級河谷階地，呈現(xiàn)明顯層狀地貌。境內(nèi)海拔1200米以上的高山地區(qū)占29.4%，800-1200米的二高山地區(qū)占43.6%，巖溶地貌發(fā)育明顯，碳酸鹽巖類（石灰?guī)r、白云巖）面積占總面積54.4%，裸露的碳酸鹽巖受溫暖多雨氣候的影響，境內(nèi)溝壑縱橫，山間谷地星羅棋布，大河小溪成樹枝狀分布，深谷、石芽、漏斗、育谷、伏流、溶洞、沖、槽、石林等自然景觀隨處可見。

1.2 氣候環(huán)境

恩施地區(qū)屬亞熱帶山地季風(fēng)濕潤性氣候，地形錯綜復(fù)雜，地勢高低懸殊，以呈現(xiàn)出極其明顯的氣候垂直地域差異。熱量、溫度隨地勢升高而下降，占全州近30%的高山地區(qū)年平均氣溫在6.5-11.5攝氏度之間，最冷月份平均氣溫在0-5攝氏度之間。部分地區(qū)最冷平均氣溫在-5攝氏度以下，全年接近一半的時間有霜凍。氣候垂直分布明顯，小氣候特征突出，受多種因素的影響，泥石流、冰凍陰雨、洪澇、低溫冷害、冰雹、大風(fēng)等自然災(zāi)害時有發(fā)生。

1.3 人口分布

恩施州現(xiàn)有人口近403萬人，分散居住在全州24111平方公里土地上，其中恩施市人口最多，約75萬人，鶴峰縣人口最少，約22萬人。全州分散在農(nóng)村、山區(qū)的人口近300萬人，占人口總數(shù)的70%以上。總的來說，人口分布非常分散，幾乎遍布四大山脈的每一個角落。

2 電力供應(yīng)中存在的制約與問題

近年來，在恩施州各級黨委政府和電力部門的共同努力下，電力線路已經(jīng)鋪設(shè)到每一個村村寨寨，結(jié)束了恩施州窮苦人民點(diǎn)煤油燈的歷史。而且，隨著科技的進(jìn)步，恩施現(xiàn)有的電力設(shè)施也在一次次地更新和提檔升級，即將完成新一輪的農(nóng)網(wǎng)改造，全面改善恩施人民的用電質(zhì)量。但是，作為邊遠(yuǎn)山區(qū)的恩施，受種種自然條件的限制，其用電環(huán)境仍然面臨著一些需要不斷消除的瓶頸和不斷改進(jìn)的問題。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 供電成本偏高

受多種因素影響，恩施州的供電成本普遍較高：（1）人口居住分散，供電線路多而遠(yuǎn)，線路損耗很大。恩施地區(qū)特殊的地理環(huán)境，山大人稀，供電半徑較大，絕大部分供電線路跨越溝壑、峽谷、深山密林，線損常年居高不下;（2）地形地貌復(fù)雜，海拔高，相對高差大，陡峭、植被茂密，特殊的地形、地質(zhì)、水文氣候等因素，對電力工程建設(shè)，特別對送電、勘測等工作影響較大，線路架設(shè)難度大，投資耗費(fèi)巨大;（3）電力后期服務(wù)需要大量的人力，耗費(fèi)大量的客服人員精力，人工成本很高，遇陰雨、洪澇、低溫冷害、冰雹、大風(fēng)等氣象災(zāi)害，給電力后期服務(wù)帶來極大的挑戰(zhàn);（4）供電網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作量大，山高路遠(yuǎn)，交通極為不便，地質(zhì)多為斷陷帶和山體滑坡帶、冬天覆冰嚴(yán)重，夏天雷電頻率高，山口風(fēng)力大，輸電線路沿河谷地帶走向，走線路徑通道狹窄，線路水平檔距、垂直檔距極不均勾，高山地區(qū)獨(dú)特的地理氣候條件，給輸配電維護(hù)帶來極大的困難，既增加了供電成本，也降低了工作效率。

2.2 電力開發(fā)不足

恩施州蘊(yùn)含豐富的水能資源，一方面海拔從3000米到500米，有巨大的落差;另一方面境內(nèi)溪河密布，受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，降雨充沛，水流量較大，有滿足電力發(fā)展的水量。目前，全州已對部分開發(fā)條件相對較好的河流進(jìn)行了開發(fā)，小水電作為清潔能源，對促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展發(fā)揮了重要作用，上世紀(jì)70年代到90年代，恩施州電力奇缺，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)解決居民照明全靠小水電支撐，進(jìn)入本世紀(jì)，全省水電開發(fā)熱潮空前高漲，共有近288座小水電投入運(yùn)營，部分民營資本也開始投資小水電建設(shè)，但開發(fā)的水能僅是全州水能資源中的極小一部分。

2.3 自然災(zāi)害多發(fā)

恩施州境內(nèi)地理環(huán)境復(fù)雜，自然災(zāi)害多發(fā)，輸電線路走廊跨越山區(qū)、河流、密林，發(fā)生大范圍洪澇災(zāi)害、山體滑坡、輸變電設(shè)施范圍覆冰等嚴(yán)重自然災(zāi)害可能造成電力設(shè)施大面積損毀，導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電。復(fù)雜的地理環(huán)境，給后期設(shè)備維護(hù)帶來極大不便，特別是對于特殊邊遠(yuǎn)山區(qū)，交通極為不便，有些甚至不通公路，供電設(shè)備全靠當(dāng)?shù)乇呈V電工肩挑背扛進(jìn)村入戶，難度之大可想而知。

2.4 應(yīng)急反應(yīng)滯后

近年來每年冬季，全州的電力線路都要接受冰凍災(zāi)害的考驗(yàn)，特別是2008年嚴(yán)重冰災(zāi)，全州電力線路受災(zāi)范圍之廣，程度之深，搶救恢復(fù)之難，極大地挑戰(zhàn)了當(dāng)?shù)毓╇姴块T的供電保障能力和應(yīng)急搶險水平。大雪導(dǎo)致的冰凍災(zāi)害摧毀了電力系統(tǒng)，供區(qū)內(nèi)無數(shù)輸電桿塔因不堪冰雪負(fù)重接連倒下，全州停電超過半月，特殊邊遠(yuǎn)山區(qū)停電甚至長達(dá)1個月之久。此后，各有關(guān)部門紛紛制定應(yīng)急預(yù)案，但受到地理、交通、氣候等多重因素的影響，應(yīng)急反應(yīng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民群眾現(xiàn)實(shí)生活的需求。

2.5 用電客戶對供電質(zhì)量提出了新的更高的要求

隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，以及改革開放的深入推進(jìn)，打工經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸豐富了群眾的腰包，加上農(nóng)業(yè)支持政策、家電下鄉(xiāng)補(bǔ)助等政策的實(shí)施，山區(qū)發(fā)展的生活條件大為改善，人們對電力的需求越來越大，現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)和配電模式已很難滿足社會發(fā)展的要求。

3 提升山區(qū)供電水平的初淺探討

隨著電力體制改革的不斷深入，我州電力系統(tǒng)已正式收歸國家電網(wǎng)，在新的農(nóng)網(wǎng)改造實(shí)施之際，建議有關(guān)部門加強(qiáng)對恩施山區(qū)特殊實(shí)情的研究，加強(qiáng)對新的供電技術(shù)的研究，制定有針對性的切實(shí)有效的措施，從根本上提升供電水平與供電質(zhì)量，解決電力供應(yīng)中出現(xiàn)的瓶頸問題和難點(diǎn)問題。個人認(rèn)為，可從以下幾個方面進(jìn)行努力：

3.1 進(jìn)一步提升智能技術(shù)應(yīng)用水平

增加智能技術(shù)在電力供應(yīng)各個環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，組織技術(shù)力量設(shè)計(jì)適合高山地區(qū)使用的人工智能系統(tǒng)，研究制定供電控制、線路監(jiān)測、計(jì)量收費(fèi)、供電安全智能反應(yīng)體系。尤其是要突出智能技術(shù)在供電安全、電路監(jiān)測、電量使用等方面的突出優(yōu)勢，進(jìn)一步為高山地區(qū)供電節(jié)約安全監(jiān)測、抄表計(jì)費(fèi)等人力資源。注重智能技術(shù)的科技性與實(shí)用性，讓普通工人能操作，普通群眾能理解。

3.2 改進(jìn)遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)

改進(jìn)遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)，減小供電半徑，采取相應(yīng)技術(shù)措施，降低供電線損。研究適應(yīng)高山地區(qū)普遍采用的遠(yuǎn)距離輸變電設(shè)施和技術(shù)，重點(diǎn)從三個方面進(jìn)行突破。（1）投入資金和人才，引進(jìn)低損耗輸電電線，改進(jìn)輸電設(shè)備和條件，進(jìn)一步降低線損，提高供電質(zhì)量。（2）根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓妥匀画h(huán)境研究制定特定輸送方案，制定最節(jié)約能耗的輸送方式，以降低配電網(wǎng)的電能損失，提高供電電壓質(zhì)量。根據(jù)線路中的電能損失與線路結(jié)構(gòu)和負(fù)載性質(zhì)，通過線損分析找出影響損失的主要因素，并針對各要素采取相應(yīng)的方案，以取得較大降損效果和經(jīng)濟(jì)效益。（3）針對電網(wǎng)電能損失的規(guī)律和特點(diǎn)采取相應(yīng)的技術(shù)措施。1）調(diào)整、完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與改造過程中，充分考慮對線損的影響。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局合理，不僅能對客戶提供合格的電能，電力企業(yè)本身長期低損、高效運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益。2）調(diào)節(jié)線路電壓。在負(fù)載功率不變的條件下，提高線路電壓，線路電流相應(yīng)減少，線路損失隨之降低。3）提高功率因數(shù)。設(shè)法提高電力網(wǎng)中各個組成部分的功率因數(shù)，以充分利用發(fā)變電設(shè)備的容量，增加其發(fā)輸電能力，減少供電線路中的有功功率損耗和電能損耗，功率因數(shù)降低，線路電壓損失增加，以致負(fù)載端電壓下降，降低線路中的電壓損失與電壓波動，以達(dá)到節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量的目的。

3.3 提升應(yīng)急預(yù)案反應(yīng)速度

重點(diǎn)做好兩方面的應(yīng)急預(yù)案，（1）一般性突發(fā)事件導(dǎo)致小范圍停電;（2）大范圍突發(fā)事件導(dǎo)致停電。對于一般性突發(fā)事件，要結(jié)合各個區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的情況，制定詳細(xì)的、操作性強(qiáng)的、高效的應(yīng)急處理措施。對于大范圍的突發(fā)事件，要從技術(shù)保障方面入手，開展電網(wǎng)理論和技術(shù)研究，應(yīng)急指揮和應(yīng)急平臺建設(shè)，依托調(diào)度自動化和其他信息系統(tǒng)，加速應(yīng)急信息的交換與共享。采用新技術(shù)、新裝備提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制水平。特別要開展大面積停電恢復(fù)控制研究，統(tǒng)籌考慮電網(wǎng)恢復(fù)方案和恢復(fù)策略。

3.4 加強(qiáng)冰凍防治技術(shù)研究

加強(qiáng)輸電線路防凍、防覆冰技術(shù)研究，建立自動防凍技術(shù)體系，應(yīng)對霜凍期特別是高山地區(qū)冰凍期的電力輸送。分類分區(qū)域采取不同的防冰凍技術(shù)，高山地區(qū)以設(shè)備防冰凍與應(yīng)急解凍技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行，高山地區(qū)根據(jù)實(shí)際推廣防凍融冰技術(shù)等，主要以建立應(yīng)處理體系為主。

3.5 加大水電綜合開發(fā)力度

挖掘山區(qū)水電資源的巨大潛能，全方位加大力度深入開發(fā)。（1）有關(guān)部門加強(qiáng)對水電開發(fā)的規(guī)劃，指導(dǎo)水電資源的合理開發(fā)，防止亂開濫采，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，增加后期深度開發(fā)的成本。（2）部門聯(lián)動，大膽創(chuàng)新，合理引進(jìn)民間資本進(jìn)入電能市場，推動小水電開發(fā)。（3）加強(qiáng)小水電開發(fā)技術(shù)研究，通過技術(shù)革新，提升區(qū)域水電開發(fā)的利用效率，提升水電開發(fā)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民群眾生活水平日益提升，對電力供應(yīng)要求越來越高。恩施地區(qū)作為國家西部大開發(fā)的重要戰(zhàn)略區(qū)域之一，也是我省生態(tài)文化旅游圈的核心地帶，這些都是恩施推動基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展的有利時機(jī)。因此，有關(guān)部門應(yīng)在黨委政府的領(lǐng)導(dǎo)下，抓住時機(jī)，立足長遠(yuǎn)，整合資源，以技術(shù)革新為核心，深入推進(jìn)電力供應(yīng)設(shè)施和技術(shù)的雙重創(chuàng)新，全面提升供電質(zhì)量和供電水平，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益和群眾利益的雙豐收。