電力數字化賦能鄉(xiāng)村建設的路徑研究

0引言

隨著時代的發(fā)展，鄉(xiāng)村建設在我國發(fā)展中的重要性越發(fā)凸顯。傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建設模式面臨著亟須提升效率和優(yōu)化資源配置的挑戰(zhàn)，而電力數字化的崛起為此帶來了新機遇。電力是鄉(xiāng)村生產和生活的基本能源，通過數字化轉型準確匹配鄉(xiāng)村多樣化的用電需求，在農業(yè)生產、鄉(xiāng)村公共服務、村民生活等方面起到至關重要的作用。電力數字化可以有效提高電力供應的穩(wěn)定性和高效性，發(fā)掘電力數據的價值，幫助鄉(xiāng)村實現(xiàn)經濟騰飛，彌合城鄉(xiāng)數字鴻溝，為鄉(xiāng)村全面振興提供新的動力。

1鄉(xiāng)村建設的目標

鄉(xiāng)村建設的目標是建成產業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、治理有效、生活富裕的現(xiàn)代鄉(xiāng)村。在鄉(xiāng)村建設中，各地應以產業(yè)興旺為中心，以特色農業(yè)、農產品加工業(yè)和鄉(xiāng)村旅游業(yè)發(fā)展為抓手，擴大農民增收渠道，提升鄉(xiāng)村經濟活力。生態(tài)宜居要求保護村莊自然生態(tài)，強化環(huán)境整治和改善基礎設施，創(chuàng)造景色秀美和舒適宜人的生活環(huán)境。鄉(xiāng)風文明要求繼承和發(fā)揚優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，以培養(yǎng)文明鄉(xiāng)風、優(yōu)良家風、淳樸民風為目標，提高鄉(xiāng)村社會文明程度。治理有效重在建構科學合理的鄉(xiāng)村治理體系，增強鄉(xiāng)村治理能力，確保鄉(xiāng)村社會和諧穩(wěn)定。生活富裕的重點是提高農民收人水平和完善社會保障體系，使農民享有高質量的教育、醫(yī)療和其他公共服務，獲得物質和精神生活上的滿足，從而實現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興、城鄉(xiāng)差距縮小，最終推進城鄉(xiāng)融合。

而上述建設目標的實現(xiàn)，離不開電力系統(tǒng)的發(fā)展，更有賴于電力數字化的支撐和保障。

2電力數字化賦能鄉(xiāng)村建設的影響因素

2.1電力設施數字化適配度

電力設施的數字化適配度，是利用電力數字化手段幫助鄉(xiāng)村建設的硬件前提。目前，一些鄉(xiāng)村地區(qū)的電力設施還處于傳統(tǒng)階段，遠遠不能滿足數字化需求。很多鄉(xiāng)村電網架構陳舊、線路老化，不能滿足智能電表、分布式能源監(jiān)測設備和其他數字化終端應用需求。例如，部分偏遠鄉(xiāng)村輸電線路經常會在惡劣天氣下發(fā)生故障，造成電力數據采集工作中斷，從而影響對用電情況的實時了解。同時，較早建成的變電站及應用的配電設備缺乏自動監(jiān)測、遠程控制等數字化功能，造成智能設備面對電力負荷的變化不能及時準確地調配電力，進而導致供電的穩(wěn)定性下降。

2.2鄉(xiāng)村數字化人才儲備

鄉(xiāng)村數字化人才的儲備情況，直接影響著電力數字化手段是否能對鄉(xiāng)村建設起到充分的促進作用。當前，鄉(xiāng)村地區(qū)電力數字化相關專業(yè)人才極其缺乏。一方面，生長在鄉(xiāng)村本地的青年人多數選擇外出學習和工作，幾乎沒有熟練掌握電力數字化技能的人才回流，且鄉(xiāng)村學校教育資源比較匱乏，很難培養(yǎng)具有電力數字化專業(yè)知識的專業(yè)人才。另一方面，受農村工作環(huán)境、待遇的制約，外界專業(yè)人才不愿意投入農村電力數字化建設，導致對鄉(xiāng)村電力設施的數字化升級改造缺少專業(yè)人員的策劃、執(zhí)行和維修。例如，在智能電網設備安裝過程中，由于缺乏專業(yè)技術人員的指導，鄉(xiāng)村電工不一定能對設備進行正確的調試，從而可能影響設備的正常工作；在日常運維過程中，電力數據異常和設備故障等問題，也由于專業(yè)人才欠缺很難得到迅速而精準的檢查與解決。農村電力數字化人才匱乏導致其在電力數據分析和挖掘方面存在不足，不能實現(xiàn)電力數字化和村莊生產生活的深入結合，制約著電力數字化賦能鄉(xiāng)村建設成效。

2.3村民接納參與程度

在鄉(xiāng)村建設中，村民的接納參與性對于利用電力數字化手段賦能鄉(xiāng)村建設具有十分重要的意義，一些村民對于電力數字化技術缺乏了解，覺得這些新技術既繁雜又難以理解，和生活沒有太多聯(lián)系，有抵觸心理。例如，在智能電表方面，部分村民怕它計量不準，加上對新型電費結算方式不適應，因此不愿意配合換電。此外，村民們長期養(yǎng)成的傳統(tǒng)用電習慣也很難改變。習慣于人工控制電器設備的村民，對借助手機APP進行遠程控制這樣的智能化用電方式感到操作煩瑣而不愿意去嘗試。就鄉(xiāng)村產業(yè)而言，部分農戶及鄉(xiāng)村企業(yè)主對于引進電力數字化技術以促進生產效率的提高持觀望態(tài)度，并擔憂投入的成本過高而收效甚微。如果村民不進行主動合作，電力數字化設備就很難在鄉(xiāng)村地區(qū)得到廣泛使用，電力數字化幫助鄉(xiāng)村建設的很多措施就難以落地執(zhí)行，不能真正做到鄉(xiāng)村建設智能化和高效化。

3電力數字化賦能鄉(xiāng)村建設的路徑

3.1升級鄉(xiāng)村電力設施

提升對鄉(xiāng)村電力設施建設水平，是利用電力數字化手段為鄉(xiāng)村建設提供幫助的基石，鄉(xiāng)村電力設施數字化升級可以顯著提高電力供應的穩(wěn)定性和可靠性，給鄉(xiāng)村生產和生活提供堅實的保障[2]。

首先是在輸電環(huán)節(jié)引進智能電網技術，以實現(xiàn)鄉(xiāng)村電網整體轉型，如通過設置智能電表和智能開關實現(xiàn)電力數據實時采集和發(fā)送。例如，智能電表可以將用戶用電數據精確至秒級記錄下來，既可以對電費進行準確計量，又可以使電力部門能夠實時了解鄉(xiāng)村用電負荷變化。用電保障部門運用這些數據對用電高峰和低谷進行大數據分析和預測，可以對電力調配進行超前優(yōu)化，避免了用電高峰期出現(xiàn)的電壓不穩(wěn)和斷電現(xiàn)象。同時，利用光纖通信技術構建一個高速、穩(wěn)定的電力通信網絡，可以保證電力數據傳輸及時、準確，從而保證智能電網有效地運行。

其次是在配電環(huán)節(jié)配置分布式能源接入系統(tǒng)。隨著鄉(xiāng)村太陽能、風能等清潔能源不斷被開發(fā)和利用，分布式能源的接入已是大勢所趨。用電保障部門可以利用數字化技術實現(xiàn)分布式能源的實時監(jiān)控和精準控制。例如，屋頂上裝有太陽能板的住戶可以在數字系統(tǒng)的幫助下對太陽能發(fā)電功率、發(fā)電量和輸電量等信息進行實時監(jiān)控。在家庭用電需求低于太陽能發(fā)電量的情況下，該系統(tǒng)能夠自動將多余電量上傳到電網中，從而達到高效利用能源的目的；在發(fā)電量不足的情況下，該系統(tǒng)會自動轉換到電網提供電力，以確保用電不中斷。另外，在配電變壓器智能化改造后，安裝智能監(jiān)測終端可以對變壓器油溫和負載率進行實時監(jiān)控；若有異常情況，該系統(tǒng)能夠及時進行報警，方便電力運維人員迅速做出反應，從而減少設備故障率，提高供電的穩(wěn)定性。

最后是在用電環(huán)節(jié)普及智能用電設備。村民可以利用智能插座和智能家電，手機APP遙控家電開關，以實現(xiàn)智能化用電管理。例如，他們可以遠程關掉家里的電器，以免造成能源浪費；可以預先設定灌溉設備電力使用時間進行自動化灌溉；企業(yè)還可以使用智能用電設備對生產流程進行優(yōu)化，減少用電成本，提高生產效率。對鄉(xiāng)村電力設施進行全面升級，可以為電力數字化的進一步應用打下堅實的基礎，從而促進鄉(xiāng)村建設向智能化和高效化方向發(fā)展。

3.2 培育引人專業(yè)人才

人才是利用電力數字化手段幫助鄉(xiāng)村發(fā)展的核心動力。專業(yè)人才的培養(yǎng)與引進可以給鄉(xiāng)村電力數字化的發(fā)展帶來活力，并保證各種技術與舉措的有效落實[3]。

在本土人才培養(yǎng)中，地方政府和電力部門要聯(lián)手制定有針對性的培訓項目。例如，為鄉(xiāng)村電工舉辦電力數字化技術定期培訓，課程內容涉及智能電網原理、電力數據采集與分析、分布式能源接人等技術，同時以理論授課和實踐操作促進鄉(xiāng)村電工專業(yè)技能水平提升。開設智能電表的安裝調試、電力通信設備的檢修等實踐性課程，可以使鄉(xiāng)村電工在實踐中掌握新技術。各地應鼓勵鄉(xiāng)村青年到職業(yè)院校就讀電力相關專業(yè)，并給予學費補貼和實習機會；并在其畢業(yè)后吸引其重返農村，鼓勵其致力于電力數字化建設，壯大農村電力人才隊伍

在引進外部人才上，各地應出臺優(yōu)惠政策吸引城市電力專家和數字化技術人才下鄉(xiāng)，如向他們提供住房補貼、子女教育優(yōu)惠和職業(yè)晉升方面的福利。各地可建立電力數字化專家?guī)?，聘請業(yè)內權威專家定期下鄉(xiāng)開展技術指導，進行項目合作等。高校和科研機構可以聯(lián)合開展產學研合作項目，指導高校有關專業(yè)研究生和本科生在農村實習并參與農村電力數字化項目調研和實施。另外，電力保障部門還應該重視人才團隊建設和知識共享，定期舉辦鄉(xiāng)村電力人才交流會，實現(xiàn)本土人才和外部引進人才的經驗交流和最新技術成果的共享；搭建線上學習交流平臺，將與電力數字化有關的學習資料和案例分析上傳到網上，便于相關人員時刻進行學習和提高。各地應通過專業(yè)人才的培養(yǎng)和引進，造就一支素質高、發(fā)展多元化的農村電力數字人才隊伍，不斷為農村建設提供智力支撐，促使電力數字化技術對鄉(xiāng)村建設起到更大的支撐作用。

3.3普及推廣電力數字化相關知識

為了提高鄉(xiāng)村居民對電力數字化的了解和接受度，普及推廣電力數字化相關知識顯得尤為重要，有助于更好地利用電力數字化技術賦能鄉(xiāng)村發(fā)展中。

3.3.1 借助各種媒體渠道廣泛宣傳

制作生動有趣的電力數字化科普視頻并在鄉(xiāng)村廣播、電視及社交媒體等平臺上播出。視頻內容涉及電力數字化理念和鄉(xiāng)村生活應用場景等。例如，演示智能電表怎樣實時顯示用電情況，有利于村民對用電進行合理的規(guī)劃；智能灌溉系統(tǒng)怎樣根據土壤濕度變化來自動控制灌溉時間，從而節(jié)約水資源和人力成本。與此同時，還可編制一本易于理解的電力數字化知識科普手冊，并將其分發(fā)給村里的居民。手冊圖文并茂地介紹電力數字化設備使用步驟、常見故障排除方法等相關知識，便于村民隨時參考學習[4]。

3.3.2開展線上線下科普活動

有關部門可以在鄉(xiāng)村集市、文化廣場和其他人流集中的地方，開展電力數字化知識科普展覽活動。在此類科普展覽活動中，有關機構可設置展示區(qū)，展示智能電表、智能插座和分布式能源發(fā)電設備模型，并安排專人對設備工作原理及使用優(yōu)勢進行現(xiàn)場講解。有關部門可以開展電力數字化知識講座，請電力專家向村民們闡述電力數字化對于農村發(fā)展的意義，并與大家交流成功案例（如某村通過電力數字化技術，使農產品加工企業(yè)達到節(jié)能增效的目的，拉動了鄉(xiāng)村經濟）；同時，設置互動環(huán)節(jié)回答村民提出的問題，提高村民對于電力數字化工作的認識和興趣。

3.3.3 示范推廣與鄉(xiāng)村實際場景相結合

有關部門可以在農村選擇電力數字化示范戶，給示范戶配備智能用電設備并演示智能家電的遠程控制方式，如智能照明系統(tǒng)的亮度可隨光線的變化而自動調整的功能，組織村民實地考察示范戶用電狀況，讓其切身感受電力數字化給他們帶來的便利；對利用電力數字化技術建設智能溫室大棚等現(xiàn)代農業(yè)設施的農業(yè)生產項目，組織村民進行考察，使其了解農業(yè)生產如何利用電力數字化進行精準灌溉和溫度調控等，以此提高作物的產量和品質。通過這些科普推廣逐漸提高村民對于電力數字化工作的了解程度，調動村民參與電力數字化工作的熱情，也為電力數字化手段廣泛運用于鄉(xiāng)村建設創(chuàng)造良好的氛圍。

3.4搭建鄉(xiāng)村電力大數據平臺

鄉(xiāng)村電力大數據平臺建設是實現(xiàn)鄉(xiāng)村電力信息融合、挖掘數據價值和支持鄉(xiāng)村建設決策的重點。大數據平臺以先進的數據采集、存儲和分析技術為支撐，實現(xiàn)鄉(xiāng)村電力有關數據的聚合和加工。

從數據采集方面看，可通過分布于農村的智能電表、傳感器及各種電力設備監(jiān)測終端等對電力數據進行大量采集，采集內容除常規(guī)用電量、電壓和電流數據之外，同時覆蓋設備運行狀態(tài)和故障報警等信息。以智能電表為例，智能電表可對用戶分時段用電數據進行實時處理，準確反映每分鐘用電功率的變化；變壓器中的傳感器可對油溫、負載率和其他參數進行連續(xù)監(jiān)控。這些數據在高速的通信網絡中不斷被傳送到大數據平臺。大數據平臺采用分布式存儲技術，能夠承載大量電力數據，并保證數據的安全性和完整性，同時在大數據分析算法的支持下實現(xiàn)對采集數據的深度挖掘。電力部門利用該大數據平臺，主要開展以下兩方面工作。一方面是對鄉(xiāng)村用電模式進行剖析，通過分析村民及企業(yè)在不同季節(jié)、不同時間段的用電數據，把握鄉(xiāng)村用電規(guī)律（如在夏季高溫時段，村民的用電需求量大幅增加，可能造成用電負荷劇增；農產品加工企業(yè)在收獲季節(jié)生產用電可能經常超出范圍），并根據這些分析的結果，預先對電力調配方案進行優(yōu)化，以確保電力供應的穩(wěn)定性。另一方面是通過數據分析對電力設備的故障進行預測，在設備運行數據異常波動并逼近故障閾值的情況下，及時報警提醒運維人員對設備進行檢修，以減小設備突發(fā)故障的發(fā)生概率和停電損失。另外，鄉(xiāng)村電力大數據平臺可以實現(xiàn)電力保障機構和政府部門、鄉(xiāng)村企業(yè)的數據共享。這給政府編制鄉(xiāng)村發(fā)展規(guī)劃（如根據用電量增長趨勢對鄉(xiāng)村經濟發(fā)展的活力區(qū)域進行判斷等）提供了電力數據支撐，幫助行業(yè)節(jié)能增效。有關部門可以通過鄉(xiāng)村電力大數據平臺建設，使電力數據得到有效利用，從而為鄉(xiāng)村建設提供準確、科學的決策支持，促進鄉(xiāng)村電力數字化和鄉(xiāng)村發(fā)展深度融合[5]。

3.5構建智慧電力運維體系

建設智慧電力運維體系是確保鄉(xiāng)村電力可持續(xù)供應和提高電力服務質量的關鍵，可使電力運維由傳統(tǒng)模式走向智能化和高效化。

智慧電力運維體系的建立，首先離不開智能感知技術的支持。鄉(xiāng)村電力設施應普遍布設傳感器，以實現(xiàn)輸電線路、配電變壓器和開關設備的全方位監(jiān)控。例如，輸電線路上設置微風振動傳感器和覆冰監(jiān)測傳感器，以實時了解線路運行的環(huán)境狀況；將油位傳感器和繞組溫度傳感器安裝于配電變壓器中，以實現(xiàn)對裝置運行參數的準確監(jiān)控。這些傳感器會把收集到的實時數據傳輸給運維管理中心。有關部門應以物聯(lián)網技術為依托，建設電力設備物聯(lián)網平臺，以實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通和智能化管理。通過此平臺，運維人員可以實現(xiàn)對設備運行的遠程監(jiān)測及管控。例如，運維人員可利用遠程分合閘開關等，在發(fā)生故障后迅速將故障區(qū)域隔離，縮小停電范圍。有關部門可采用大數據分析和人工智能技術實現(xiàn)設備運行數據的實時分析和診斷，在設備有異常數據的情況下自動診斷故障，并對故障原因進行分析，對故障部位進行定位。例如，通過綜合分析變壓器的油溫、負載率等多個參數，可以判斷變壓器是否存在過熱、過載等潛在風險。

有關部門可構建智能化運維調度系統(tǒng)。系統(tǒng)基于設備監(jiān)測數據、故障報警信息和電力負荷預測結果，對運維人員和車輛進行合理的安排。例如，系統(tǒng)在收到故障報修信息后，快速根據故障位置及周圍運維資源的分布，對就近運維人員進行智能調度，從而提高故障搶修效率；同時，通過對運維人員工作進度和地點進行實時監(jiān)測，可以對運維工作進行全過程的管理。

3.6促進電力數字化與鄉(xiāng)村產業(yè)融合

推進電力數字化和鄉(xiāng)村產業(yè)融合發(fā)展是促進鄉(xiāng)村經濟發(fā)展和振興鄉(xiāng)村產業(yè)的重要路徑，可以給鄉(xiāng)村產業(yè)帶來全新的生機和競爭力[6]

電力數字化技術對智慧農業(yè)的發(fā)展起到了支撐作用[7-8]。以智能灌溉系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)利用傳感器對土壤濕度和氣象數據進行實時監(jiān)控，并采用電力數字化技術把數據傳送到控制中心，按照預設灌溉策略對灌溉啟停設備，可達到精準灌溉的自的。與傳統(tǒng)的灌溉方法相比，這種方式可以節(jié)省 50% 的水資源，還能減少人工的開銷。就溫室大棚種植而言，電力數字化有助于環(huán)境的精準調控[9]。利用電力驅動通風設備、遮陽系統(tǒng)和溫控設備，根據傳感器獲取的溫濕度和光照強度數據來智能調節(jié)大棚內部環(huán)境，可以為農作物提供最佳生長環(huán)境，增加作物產量，提升產品品質[1]。舉例來說，在某蔬菜種植基地使用電力數字化環(huán)境調控系統(tǒng)后，蔬菜的產量增加了 20% ，而高品質產品的比例也提升了 15% 。

4結束語

綜上所述，電力數字化為鄉(xiāng)村建設提供了空前的契機[1]。各地可通過更新電力設施，培養(yǎng)和引進專業(yè)人才，做好電力數字化知識的普及和推廣，建立大數據平臺，建設智慧運維體系，實現(xiàn)電力數字化與鄉(xiāng)村產業(yè)深度融合，從而提升電力供應的穩(wěn)定性、激發(fā)產業(yè)發(fā)展的活力，以及改善村民的生活質量[12-13]。在此過程中，有關部門還需要不斷注意技術迭代、人才流失和村民需求的變化。今后，各地應繼續(xù)實施電力數字化戰(zhàn)略，并進一步加強電力數字化在鄉(xiāng)村各個領域的運用，使電力數字化真正成為鄉(xiāng)村振興偉大目標得以實現(xiàn)的有力保障。

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（欄目編輯：劉靜雅 劉敏 張士依）