農村智能化電網發(fā)展研究

[摘要]鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，讓農村獲得了更好的發(fā)展資源。但農村仍存在許多的問題和缺陷。農村電網就存在安全性與穩(wěn)定性不高，負載控制效率較低等問題。推進農村電網的智能化可以增強電網穩(wěn)定性與可靠性，提高電力調度與控制能力。建設智能化的農村電網，對于推進農村電網的建設，提高人民的生活水平，促進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施都有著積極的意義。

[關鍵詞]農村電網;智能化;配電技術

[中圖分類號]TM76

[文獻標識碼]A

農村是中國社會的最基層，是國家的戰(zhàn)略后方。隨著中國社會的發(fā)展，國家逐漸重視農村地區(qū)的發(fā)展。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，讓農村獲得更多的發(fā)展資源。但農村地區(qū)人民對于電網高穩(wěn)定性與可靠性的需求與目前農村電網可靠性、穩(wěn)定性較差的情況形成一對矛盾。目前的農村電網以及電力調度方式已經無法適應農村發(fā)展的現狀，也無法滿足農村人民的需求。將農村電網進行智能化建設，替代傳統(tǒng)的農村電網模式，提高農村電網的性能指標，是未來的發(fā)展趨勢。農村電網是中國電力網絡的末尾節(jié)點也是范圍最廣的節(jié)點，建設智能的農村電網具有積極的發(fā)展意義。

1農村傳統(tǒng)電網的發(fā)展現狀

因為中國農村地區(qū)面積大，涉及人口多，所以農業(yè)農村問題是關系到國計民生的根本問題，提高農村地區(qū)人民的生活水平水平是發(fā)展的重中之重。隨著技術的發(fā)展與政策對農村的扶持，農村電網發(fā)展有了長足的進步，農村電網已經可以覆蓋每一個村莊的每一戶家庭;電網可靠性與安全性差的短板在逐漸彌補，農村地區(qū)人民的用電質量也逐步提升。然而農村電網的發(fā)展仍然無法滿足人民群眾的需求。農村電網的可靠性、穩(wěn)定性以及農村電網的智能化檢測控制、電力調度能力仍較低。農村的配電網絡還存在如檢修維護不到位等基礎性缺陷，這些問題使得農村電網的發(fā)展受到制約。

1.1農村電網運行可靠性較差

農村地區(qū)村落分散，一個村莊的電網規(guī)模較小，且農村電網建設的投入資金有限，電網檢修維護人員數量不足。因此農村電網檢修與維護頻率較低。雖然許多農村完成了電網的升級改造，電網的架設水平也得到了很大的提升。但隨著農村生活用電量的增加，以及大型的農業(yè)作業(yè)機械在農村的普及，農村用電的特點發(fā)生了變化。農村的低壓電力網絡表現出負載能力低、故障頻繁、電路穩(wěn)定性差等問題。而電網的可靠性與穩(wěn)定性是電網能否提供高質量電能的重要指標。電網的穩(wěn)定性差，可靠性低，那么人民的用電質量就是大打折扣。推進農村電網的智能化建設是提高電網可靠性的重要措施。

1.2農村電網負載控制能力較低

因為一些農村地理位置的特點以及生態(tài)環(huán)境的特點，導致農村電網可維護性差，安全性低。負載管理控制系統(tǒng)是農村電網獲取用戶用電信息，穩(wěn)定電力供應的重要手段。目前多數農村的電網負載管理系統(tǒng)利用率較低，使得供電部門無法準確獲得用戶用電信息，從而對電網的供電工作造成不良影響。如何利用人工智能、大數據等先進信息技術的最新成果，準確感知電網用電信息，增強對電網的精準控制和電力調度能力，是農村電力網絡智能化建設必須思考的問題。

2農村智能化電網建設主要內容

隨著城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的推進，農村地區(qū)用電具有許多鮮明的特點，在此背景下的農村用電需求也逐漸多樣。農業(yè)現代化的發(fā)展也提高了對電能的要求，農村地區(qū)電網負荷逐漸增加。這些特點都要求我們對農村電網進行智能化建設，只有利用自動化技術和信息技術的發(fā)展成果，不斷地提升農村電網設施的整體水平，不斷研發(fā)完善適應農村特點的電網智能化技術，才能提高電網的智能化水平。

2.1改善農村電網的電網結構

智能化農村電網應該是安全可靠、精準可控的電網。在建設智能電網時，應該因地制宜，根據各地實際情況與用電需求建設農村智能化電網。探索農村地區(qū)使用的先進供電模式是電網智能化建設的重要研究方向。研究農村智能電網供電模式主要的考慮因素是電網的結構、電力設備的接人以及電路網絡結構的優(yōu)化。在農村智能化電網建設中，配電技術是其中重要的一環(huán)，而如何建設智能化的配電網絡則顯得至關重要。配電網絡的智能化能夠帶來相比普通配電網絡更高的安全性能，且能夠滿足用戶對于更高的電能質量的需求。智能配電網絡可以直接與用戶進行交互，用戶可以方便地獲取用電數據。配電網絡的智能化是農村智能電網建設中技術含量較高的一部分，主要是因為配電網包含許多的用電節(jié)點，其組成的網絡拓撲結構較為復雜。因此，推進農村配電網的智能化，實現配電過程中的全數字化管理和監(jiān)控，是建設智能農村電網的關鍵。同時，在建設智能化農村電網時，還要考慮不同電網之間的協(xié)調控制，根據農村電網智能化建設的經驗制定具體可執(zhí)行標準。為了保證電網建設的科學性，應該對農村供電體系進行優(yōu)化。

2.2推動智能電力設備的研發(fā)

能夠對電網中的電力設備進行實時檢測和操控是智能電網的重要特點。為了能夠實現對電網中的變電設施進行實時的觀測，應該通過創(chuàng)新研發(fā)出更多適用于國內各地實際情況的智能電力設備。通過應用智能電力設施，可以提升農村電網的智能化水平，能夠提升農村電網的可維護性。通過智能的電力設備裝備進行監(jiān)測與操控，可以保證電網的平穩(wěn)運行，提供高質量的供電服務。

在農村電網中，一個變電站就是一個配電網絡電能輸入的源頭，而且變電站是對農村電網進行數據收集的基礎部分。農村電網中智能變電站的建設是智能農村電網建設的重要一環(huán)。在建設智能變電站時，為了能夠實現對電網中的電力設施進行實時的觀測，就要建設通信系統(tǒng)，為智能設備提供通信服務。同時，還要重視對通信網絡維護工作。穩(wěn)定的通信網絡環(huán)境是智能變電站進行實時智能檢測監(jiān)控的基礎。

目前，中國農村的配電臺區(qū)經常疏于管理，且配電臺區(qū)的智能化程度低，需要人工操控等等，種種問題都會對建設農村電網智能化的進程產生影響。在智能農村電網的建設中來中，配備智能的配電臺區(qū)是促進農村智能電網建設的重要一環(huán)，也是提高供電質量和供電服務的主要環(huán)節(jié)。所以，建設智能化的農村電網，就要研發(fā)操控簡單，智能化水平高，人機交互性好的智能配電臺區(qū)。

在配電網絡中，配電開關是一類重要的電器，它的主要功能是控制電路連接與電路保護?？煽啃愿?，智能化程度更高的配電開關，是提升電網安全性的重要途徑。因此，要通過創(chuàng)新實踐，努力研發(fā)更好的配電開關。

2.3進一步完善智能用電系統(tǒng)

由于農村地區(qū)在一個村莊范圍內的用電負荷比較集中，并且農村電網的維護水平不高。而農村的范圍較廣，所以農村電網的智能化建設以及智能用電系統(tǒng)的建設需要根據農村環(huán)境特點進行設計。在農村的智能電網建設中，要將信息技術融入到其中，并讓信息技術助力各個環(huán)節(jié)的智能化建設。農村電網的智能化建設要不斷完善智能用戶終端、智能電力設施與電網之間的融合。要完善用戶用電量計算機制，實現用戶用電量的信息化采集與電費的信息化結算，完善遠程線上購電和線損智能檢測計算等功能。通過改進服務平臺與服務水平，完善電網故障與險情實時反饋機制，實現服務人員與用戶、用戶與維修人員之間快捷方便的溝通交流。

3農村智能化電網建設的意義

智能電網的出現可以滿足用戶與供電部門的要求。智能電網可以提高網絡的可靠與安全性，同時可以提升對電網的監(jiān)測與操控能力。中國居民用量逐年提高并保持較高的增長率，這與人民生活水平的提高密不可分。隨著電力技術的不斷發(fā)展，智能電網的建設也在不斷進行當中。鄉(xiāng)村居民的用電方式與生活方式也與城市居民縮小了差距，這就對鄉(xiāng)村供電模式提出了新的更高的要求。

農村智能化電網的建設，能夠有效促進能源資源的優(yōu)化配置;保障電力網絡運行的可靠性與穩(wěn)定性;提供多樣化、差異化的電力服務;推動國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施。作為中國農村地區(qū)重要的能源提供方式，智能農村電網從設計開發(fā)到建成運營都會為國家的經濟發(fā)展、能源輸送配置、環(huán)境保護等方面帶來巨大的經濟和社會效益。

在電力網絡系統(tǒng)方面，農村智能電網的建設可以提高電網中電力設備利用率;提升電能輸送和配置效率;智能電網具有比普通電網更強的自愈能力，當電網中有故障發(fā)生時，可以快速精確的識別出故障類型，排除故障，從而使電網可以在沒有人操控的情況下自行恢復到原狀態(tài);中國各地不同時間段的用電特性差異明顯，通過智能電網的智能化調度，可以實現錯峰和調峰的功能，減少電網高峰時的負荷，降低線損;在用電客戶方面，智能化農業(yè)電網的建設可以實現電能使用方與提供方之間的互動，使用戶可以享受更加方便快捷的用電服務;提高電網終端的電能利用效率，減少電能的浪費;提升電網運行的可靠性，提供高質量的供電服務;在節(jié)能與環(huán)境保護方面，農業(yè)智能電網的建設可以提高能源利用率，降低線損，帶來節(jié)能的實際經濟效益;促進新型的清潔能源的開發(fā)利用，帶來減排的實際生態(tài)效益;農村用電具有一定的階段特性，如農忙時比閑時用電量多，傍晚比白天用電量多等。通過智能農村電網的調度，可以降低負荷峰谷差，降低火電機組的啟停次數，提高火電機組的使用效率，從而降低燃煤消耗與環(huán)境污染;在技術創(chuàng)新與人才培養(yǎng)方面，農村智能電網的建設需要大量的電力建設專業(yè)人才，因此可以拉動就業(yè);促進電力方面人才的培養(yǎng);建設一個強大的智能農村電網可以促進電力技術的創(chuàng)新發(fā)展，積累大量的實踐經驗，實現理論的突破、技術的創(chuàng)新。

4總結

隨著電力科學技術的迅速發(fā)展以及智能化的配電網絡研究的不斷突破，智能化農村電網建設將會成為電力建設領域的高頻詞。從未來技術的發(fā)展趨勢以及社會的發(fā)展走向看，農村電網智能化建設將是一個不斷有新技術加入的應用熱點。智能化農網的建設及其完善能夠提高電能的利用率以及改變農村電網可靠性差的用電環(huán)境。隨著智能化電力設施的使用以及強大的通信網絡與通信技術實力的增強，農村電網的可維護性與可監(jiān)測性將大大提升。農村智能化電網的建設一定會極大程度上促進中國農村的經濟發(fā)展，提高農村地區(qū)居民的生活水平。

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[收稿日期]2020-04-07

[基金項目]本論文受到八師石河子市工業(yè)及高新技術科技攻關與成果轉化項目（項目編號：2018GY14）、兵團中青年科技創(chuàng)新領軍人才計劃項目-基于人工智能的電網智能調度（2018CB006）的資助。

[作者簡介]朱銳（1970-），男，上海人，高級工程師。