农网配电的智能化改造

农网配电的智能化改造

摘要本文立足农村供电特点和需求，研究解决农网智能化建设中的基础性关键技术问题。以建设智能化农网为中心任务，密切结合智能电网技术发展趋势，以实现农网自动化、信息化、互动化为农网智能化建设的技术导向，以科技创新为先导，以新技术的推广应用为重点，坚持统一规划、因地制宜、重点突破、逐步深化、注重实效等推进原则，加快其改造升级，提升其智能化水平具有现实意义。

关键词农网配电；经济运行；分布式能源

1农村配电网智能化

智能电网技术用于农村配电网系统，实现对于农村和边远地区配电网能源消费的可控、能控，在主网故障前提下的自动恢复、需求调节等。由于与城市中心比较，农村和边远地区的负荷集中度偏低、分散性更强，因此农村配电网规划设计采用智能电网技术时，可以利用它完善的数据基础，更加准确地获得和预测负荷的大小和地址、从而减轻系统基于不确定性的负荷。

1.1提高农村配电网经济运行

1）由于广大农村地区多采用长距离、辐射式配电线路，因此电压降大，变电站运行电压偏低，导致线路末端电压不能满足用户的电能质量要求。利用智能电网技术，在线路末端安装电压传感器，并将电压信息传送给变电站，通过调节运行电压使变电站电压满足末端最低允许电压、线路终端保持适当的电压水平。这样既可以提高用户用电需求，又降低配电网的线路损耗，优化配电网电能质量。2）利用变电站、线路数据，付费电能表和传感器数据，可以得到更加准确和完善的运行信息，从而计算线路、变压器损耗和进行负荷平衡分析。3）针对农村地区分散的特点，通过智能计算通信网络可以获得需求控制和价格控制信号。在电源短缺进行需求控制时，可在农村配电网上安装新的需求控制/影响系统，采用更复杂的双向通信监控系统，实现负荷的可控和能控。4）随着“家电下乡”等政策的执行，农村地区的基本用电需求发生了根本改变，其对电能质量的要求也日益增强。在终端用电设备方面，普及的节能照明设备和智能家用电器具有“非线性”的负荷特性，其功率因数低，并伴有谐波输出，导致闪烁和变压器超载现象日益增加，直接影响用户的电能质量。为此，可通过智能电网的传感器技术，加强谐波监控，降低电网中的谐波成分，来提高电网运行质量。

1.2分布式能源的影响

智能电网的一个重要功能是确保配电系统中分布式电源的接入和电源储存，协调波动性和间歇性。这对于偏远地区或孤立地区的发电是非常关键的，因为这些地区的发电燃料运费比燃料自身的费用高。对于农村和边远地区，相比大网输配电，分布式可再生能源的空间巨大，其中首选应该是离网型风力发电技术。

1）鉴于农村地区的用户分散性，应考虑适当的分布式电源。农村配电网络分布式电源包括：小型的屋顶太阳能光伏发电系统、微型家用风电机、沼气和生物质能发电以及传统的分布式电源。将来，个体的3 MW-5 MW风电机会连接到农村配电网系统。在农村配电网上选择性接入可靠性强的分布式电源，可以有效形成电压支撑和备用电力源，以降低高峰负荷、减少网络损耗；在与主配电网由于故障断开而孤立运行后向配电网运行设备提供恢复电源，有利于故障后主网的恢复，可提高配电网的运行效率和电能质量。2）考虑将来电动汽车充电桩或充电站的影响。由于这种能源的地点是变动的，很难预测其注入配电网系统的数量和时间，因此对配电网规划设计提供了新的挑战。

1.3无功优化和补偿技术

根据电网结构、负荷性质、运行参数等因素进行科学合理的无功优化补偿配置，使得农网在分层、分区就地平衡的基础上，达到农村配电网指标最优，有效提高农村配电网运行的安全性、经济性和可靠性。

1）中压网无功优化补偿。农网中中压馈线数量较多，规模较大，分支多、节点多，将整个中压网作为整体进行无功优化很不现实，为此采用简化方式，对每条馈线进行无功优化计算和补偿，在此基础上以整个中压网为对象，计算其对高、低压网无功补偿的影响。在补偿方式上可选两种方式：一种是在10kV线路上设置高压并联电容器，一种是在10/0.4kV配变低压母线上设置低压并联电容器，也可选择高压集中补偿和低压集中补偿混合方式，同样，对谐波较严重区域加装滤波装置。在运行阶段根据实际负荷状况，对已有的补偿设备进行优化组合，充分利用现有设备，使设备发挥最大效率。2）低压网无功优化补偿。低压配电网及以下无功优化补偿以台区为单位，主要针对低压电网末端用户侧的电动机随机补偿，有电动机就地补偿、配电室集中补偿以及电动机就地补偿和配电室集中补偿几种模式。

1.4地理信息系统好停电管理系统

由于农村和边远地区负荷相对分散、地理条件复杂，因此在农村智能化进程中增加地理信息系统（GIS）的应用，记录用户的地理信息、用电综合信息，改善系统运作和提高运行效率，有利于农村配电网效率优化，合理分配电能，同时便于配网自动化故障寻址、故障范围分析等功能的实现。

停电管理系统是智能电网技术的应用功能，可以监控配电网运行状态。在供电中断后，通过只能计量装置表和其他传感器可获取停电地点和设备信息。MS系统可以准确的记录断电原因及地点，通过对MS系统上传的数据流进行分析，将更加准确记录断电前后的运行数据，有利于故障原因分析，以便制定更加有效的电网检修维护决策，提高配电网可靠性指标。

2经济可行性分析

考虑到长距离输配电线路成本高，而分布式发电成本低，线路损耗小，发电容量、输配电容量投资递延。因此在发电网不能覆盖的地区，利于可再生能源建立独立的小型发电系统，可满足当地用电需求。

我国目前没有强制的考虑智能化的农村电网规划标准。在农村配电网建设初期，智能电网的投资昂贵，可行度不大；但随着“家电下乡”等政策的推广和实现，农村智能电网技术一次设备技术的提高，分布式能源的应用，可分阶段、分地区逐步实现配电网的智能化进程。

3结束语

智能电网技术是电网企业应对社会经济可持续发展而进行的重要技术创新，随着智能电网建设的逐步推进和发展，随着电子技术、计算机软硬件技术和通信技术的发展，随着智能化监控技术的研究突破和工程应用，具备全景化预警控制，可视化多维监视，智能化故障处理，一体化运维支撑等特征的智能化监控系统将成为今后农网改造不可或缺的重要组成部分，应用于农村配电网系统的工具和方法将发生变化。通过智能电网可改善终端配电网的电能质量，在故障情况下减少停电时间，加快网络恢复速度，提高供电可靠性，为社会主义新农村建设提供更好服务和更先进的技术，践行电网企业社会责任。

参考文献

[1]董霞威.配电网自动化中馈线自动化的实现及分析[J].内蒙古电力技术.2003,05.

[2]刘晨.配网自动化系统的通信方案设计[J].电力系统通信.2003,10.