智能配網(wǎng)在縣配電網(wǎng)的運(yùn)用探討

潘文生

摘 要：縣域農(nóng)村智能配電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)于全面實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，促進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)具有重要的推動(dòng)作用。文章主要介紹了縣域農(nóng)村智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)并研究了智能配電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)路徑。首先分析了縣域農(nóng)村配電網(wǎng)的特點(diǎn)和電網(wǎng)共性問(wèn)題，還有小水電多和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)帶來(lái)的可控性較差、電能質(zhì)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(guān)鍵技術(shù)，最后結(jié)合縣域電網(wǎng)實(shí)際情況，提出縣域農(nóng)村智能配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)路徑。

關(guān)鍵詞：智能化;配電網(wǎng);縣域農(nóng)村;運(yùn)用

引 言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(jì)的發(fā)展帶動(dòng)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(jì)運(yùn)行，是電力企業(yè)的重要工作。國(guó)內(nèi)外的配電網(wǎng)規(guī)劃研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，為縣域農(nóng)村的配電網(wǎng)規(guī)劃研究指明了方向。通過(guò)分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)、電網(wǎng)設(shè)備等多個(gè)方面尋找鄉(xiāng)鎮(zhèn)縣域配電網(wǎng)主要存在的問(wèn)題，進(jìn)而為電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)的確定提供依據(jù)。

一、縣域配電網(wǎng)中存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，縣域農(nóng)村配電網(wǎng)裝備水平整體比較落后，設(shè)備老化問(wèn)題突出，老舊線路、配變占比較大，特別是低壓供電能力和質(zhì)量不能滿足用戶需求，低電壓和頻繁停電問(wèn)題突出。農(nóng)村、城鎮(zhèn)和農(nóng)家院的用電負(fù)荷特征不一致，對(duì)供電可靠性、設(shè)備裝備甚至線路架設(shè)方式要求也不一樣，“帶狀負(fù)荷村落”受供電半徑制約，末端低電壓?jiǎn)栴}比較突出。主要表現(xiàn)在：

（一）設(shè)備老化、卡脖子。下表是調(diào)查統(tǒng)計(jì)某縣老舊線路和卡脖子線路的條數(shù)，據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象在鄉(xiāng)鎮(zhèn)是十分常見(jiàn)的。

（二）供電半徑過(guò)長(zhǎng)。據(jù)調(diào)查，某縣最長(zhǎng)供電半徑達(dá)到18千米，其中10kV線路總長(zhǎng)度最長(zhǎng)的線路達(dá)到53.5千米，供電半徑過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致線路末端電壓低，故障查找時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)使線路搶修不能及時(shí)開(kāi)展，這種現(xiàn)象也十分常見(jiàn)，通常會(huì)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(shí)，抵御自然災(zāi)害的能力差，季節(jié)性鳥害問(wèn)題嚴(yán)重。

（四）低電壓?jiǎn)栴}。大部分低電壓村落是自1998年以來(lái)沒(méi)有投資進(jìn)行改造，設(shè)備老化嚴(yán)重，供電能力不能滿足用戶需求，體現(xiàn)在配變?nèi)萘坎蛔?、低壓供電半徑過(guò)長(zhǎng)（最長(zhǎng)供電半徑2.5公里）、低壓線（接護(hù)線）線徑過(guò)小等。隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，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(fù)荷增長(zhǎng)較快。

二、智能化配網(wǎng)在縣配電網(wǎng)的運(yùn)用

（一）配電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)。配電網(wǎng)的規(guī)劃宗旨是以農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)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(hù)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(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)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(biāo)如下：規(guī)劃期內(nèi)通過(guò)規(guī)范的技術(shù)和統(tǒng)一的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)改善配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高供電實(shí)用性和配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，盡量減少電網(wǎng)的線損率;加強(qiáng)35kV、110kV電壓等級(jí)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，建設(shè)完備的中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架，盡快解決供電“瓶頸”問(wèn)題，提升電網(wǎng)中各個(gè)設(shè)備的水平;漸漸淘汰掉電能損耗高的用電設(shè)備，推廣成熟先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù);開(kāi)展環(huán)保低損耗、占地面積少、少維護(hù)的配電設(shè)備;提高城鄉(xiāng)智能配電網(wǎng)供電質(zhì)量和配電可靠性，使電源達(dá)成分布式、多元化的即插即用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和用戶二者之間的協(xié)同互動(dòng)。

（二）配電網(wǎng)原則。適度超前原則：需要加快建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村的電力設(shè)施，提高電力設(shè)施的安全保障功能，將電力的供給超前于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)與社會(huì)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(shè)施的分布合理安排，構(gòu)成功能完善的布局;生態(tài)保護(hù)原則：遵循以人為本的原則，促進(jìn)環(huán)保、能源建設(shè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展;實(shí)施性原則：統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施，使規(guī)劃既有科學(xué)性;滿足上位規(guī)劃：縣域電網(wǎng)設(shè)施布局規(guī)劃須將省域、市域電網(wǎng)設(shè)施布局規(guī)劃的成果納入其中，市域電網(wǎng)設(shè)施布局規(guī)劃須將省域電網(wǎng)設(shè)施布局規(guī)劃的成果納入其中。

（三）智能配網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。1“云管邊端”技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的概念在20世紀(jì)90年代末就已經(jīng)出現(xiàn)，但當(dāng)時(shí)更多聚焦于“物的識(shí)別”。2008年開(kāi)始，傳感器技術(shù)快速發(fā)展，實(shí)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(wèn)題，助力實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。當(dāng)物可被識(shí)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(huì)推動(dòng)智能化進(jìn)一步發(fā)展，5G與邊緣計(jì)算結(jié)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(jìn)入“萬(wàn)物智聯(lián)”的時(shí)代。2縣域電網(wǎng)“云管邊端”。智能配電網(wǎng)將通過(guò)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(shí)代的AI、邊緣計(jì)算等技術(shù)能力，致力于打造智能配電網(wǎng)體系架構(gòu)?？v向協(xié)同各類智能系統(tǒng)，橫向開(kāi)發(fā)應(yīng)用多個(gè)模塊，實(shí)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(tái)涵蓋海量數(shù)據(jù)，包括配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電網(wǎng)大數(shù)據(jù)海量平臺(tái)與電網(wǎng)設(shè)備智能互聯(lián)感知專業(yè)應(yīng)用平臺(tái)。

管包括通信模塊和智能網(wǎng)關(guān)，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(luò)在縣域配網(wǎng)的通信中存在一定的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，而大規(guī)模鋪設(shè)光纖的投資較大，LORA遠(yuǎn)距離無(wú)線電通信較難覆蓋遠(yuǎn)距離，NB-IoT）窄帶物聯(lián)網(wǎng)，是一種專為萬(wàn)物互聯(lián)打造的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，已經(jīng)逐漸作為開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的鑰匙。隨著網(wǎng)絡(luò)5G通信模塊的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，NB-IoT通信依托5G將更好地應(yīng)用于縣域通信的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中。

邊則包括眾多邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，一般在電站旁采用智能配變終端;電源側(cè)旁采用就地自愈型FTU;微網(wǎng)自動(dòng)并離網(wǎng)FTU、微網(wǎng)控制器與移動(dòng)終端將為縣域電網(wǎng)供電可靠性提供更多的支撐。同時(shí)采用移動(dòng)終端App的形式，用戶能夠?qū)崟r(shí)了解用電情況并及時(shí)反饋，極大的便捷了用戶服務(wù)。

在上述架構(gòu)中，電網(wǎng)設(shè)備智能互聯(lián)感知專業(yè)應(yīng)用平臺(tái)與邊緣計(jì)算將發(fā)揮關(guān)鍵作用。同時(shí)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(hù)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(shí)間，為電網(wǎng)快速找出故障點(diǎn)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(shè)計(jì)與信息檢測(cè)做到真正動(dòng)態(tài)感知與優(yōu)化。

三、結(jié)束語(yǔ)

配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃還需要加強(qiáng)研究，可以促進(jìn)農(nóng)村城鄉(xiāng)的電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度，更好的服務(wù)于城鄉(xiāng)人民的生活。就配網(wǎng)規(guī)劃而言，要注重與實(shí)際切合，還要充分的考慮到適當(dāng)超前性和可操作性，同時(shí)還要全面的考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及社會(huì)綜合效益等。努力建成合理、科學(xué)、規(guī)范的電網(wǎng)規(guī)劃，這既可以與電力體制改革相適應(yīng)，又可以滿足社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(chǎng)，為電力行業(yè)提供安全保障，努力實(shí)現(xiàn)社會(huì)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(xiàn)

[1] 陳旭，湯龍，張曉陽(yáng)，鄭濤，徐海.鳳陽(yáng)縣縣配電網(wǎng)規(guī)劃研究[J].電子世界，2020（03）：33-34.