林森1 高庆海2 谢世山3 王伟3
1.国网山东省电力公司费县供电公司 山东费县 273407
2.国网山东省电力公司沂南县供电公司 山东沂南 273300
3.国网山东省电力公司沂南县供电公司 山东沂南 276300
摘要：农业是国民经济的基础，国家对发展农业历来十分重视，完成新一轮农村电网升级改造，是实现新农村建设的关键。国家能源局在印发《新一轮农村电网改造升级技术原则》的通知中指出:“贯彻供电可靠性和资产全寿命周期理念，推进智能化升级，推行标准化建设，满足农村经济中长期发展要求。农网改造升级应适应智能化发展趋势，推进配电自动化，智能配电台区，农村用电信息采集建设，满足新能源分散接入需求，服务新型城镇化和美丽乡村建设。
关键词：农网；配电智能化；改造现状；措施
引言
电力系统是由电能的产生、变换、传送、分配和消费的各种设备，按照一定的需求组成的有机系统的总称，也是大型机电系统的重要组成部分，电力系统的稳定可靠运行对机电系统的安全运行十分重要。随着化石能源日益紧缺，深化绿色低碳环保工程发展，加快可再生能源的开发己经迫眉睫。电力系统中的智能化技术主要包括两大类：软件智能化和硬件智能化。目前，在软件智能化方面主要集中在更加高效的集成开发环境研发，先进的智能控制技术、智能诊断技术、智能评价与决策技术等的设计与实现，友好的人机交互界面开发等。在硬件智能化方面主要集中在针对某种功能与应用的特种IC研制，先进控制算法的电路实现和万物互联的实现。随着物联网、大数据、云计算和人工智能的迅速发展，电力系统的智能化也会有极大的提高。
1农网的现状
1.1电源型式多样
（1）水电是常见农村电源，多数是由小型水电站产生，属于可再生能源。但电能质量受丰、枯水量限制及目前由于设备和管理不佳的原因，出现过电压和欠电压故障的频率较高。（2）光伏是节能环保的再生能源，是国家大力支持和发展的项目。光伏电压波形需经整流再逆变为交流电压才能经变压器输进电网，但有时因逆变所导致电压波形畸变，产生非正弦波的情况时有发生，产生谐波，干扰负载的正常运行。（3）风电也是节能环保的再生能源，同时也是国家大力支持和发展的项目，但受风速的变化和风力大小的不同导致发电量不稳定。而且风电发电产生的电压波形也需经整流再逆变为交流电压后才能并入电网；电能质量也会因电源逆变所导致电压波形畸变产生非正弦波，造成谐波和损耗，也会干扰负载的正常运行。（4）生物质发电利用树枝、落叶及垃圾与其他腐植质混合发酵产生沼气燃烧生热发电，或通过树枝、落叶及垃圾焚烧发电，虽不属可再生能源，但也算是节能环保的有效措施。
1.2存在问题
（1）负载分布不均匀县城较集中，区、乡较分散。存在过载运行情况较多、输电线路不规范、用户端电压偏低等各种现象，导致线损增加。（2）三相负载不平衡现象严重，功率因数偏低，造成损耗过大。（3）继电保护及配电自动化水平较低。
2农网配电智能化改造措施
2.1智能算法电路
每一种算法都有其基本的数学模型，将算法的数学模型使用电子电路技术来实现，即可将算法的运算使用电路中的电压、电流、功率等电参数来模拟，算法电路化可降低程序的复杂度，提高计算时间，并不影响最终的结果。如华为通信技术公司推出了包含了神经网络处理单元（NPU）的麒麟处理器，这使得芯片对图像的处理速度加快，同时又降低了能耗。在电力系统智能故障诊断研究中，已实现了多种先进诊断算法的智能识别和判断。基于这些智能算法设计出相应的IC芯片或电路，可应用于局部电力系统的故障诊断与排除中。
如可将诊断设备安装在电力系统的重要位置，在发生故障时及时切断电路，保护用电设备。
2.2物联网技术
物联网将末端设备和服务器进行连接，末端设备包括各种类型的传感器、移动设备、工业系统、家庭智能设施、监控系统、车辆等，通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通。物联网包括了三相关键技术：传感器技术，把模拟信号转换成数字信号处理；RFID标签技术，融合无线射频技术和嵌入式技术，应用于自动识别、物品物流管理等；嵌入式系统技术，综合计算机、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术。在电力系统中，可将许多用电设备进行物联，如电参数监测设备、电力系统诊断设备、电力系统保护设备等，使得电力系统更加智能高效地运行。随着5G技术的普及，通信技术的持续改进，为电力系统智能化发展提供坚实基础。
2.3农村配网中的机器人技术
对于机器人智能化控制系统的控制方式设计，可以根据实际情况的需要，选择开环控制方式或者闭环控制方式，这两种控制方式在实际中都已经得到了广泛应用。一般而言，采用闭环控制方式的控制性能更加优越。对于智能化控制系统的控制算法选择，需要结合智能化系统的控制要求，如可以选用PID（比例积分微分）控制算法或者PLC（可编程控制器）控制算法等，这样在实际中具有较好的控制效果，能够提高农村配网系统的智能化水平。
2.4数据管理
农村配网智能化管理系统采用实时数据和历史数据字典功能，由此除了能够对现场电气设备的测量参数和运行状态信息进行实时监测之外，还能对历史数据进行查询，并且系统能够对数据存储时间进行自动配置。按照历史数据记录，系统可以准确绘制出某个参数在一时间段内的运行趋势图，从而为负荷分析提供依据。当配电设备发生故障后，系统会对故障的发生时间、成因、变量等信息进行记录，为工作人员分析故障提供可靠的数据支撑。随着管理系统运行时间的不断延长，数据量会随之不断增多，此时系统会对历史数据进行转存处理。
2.5系统的通信网络模式
为使农村配网智能化管理系统的各项功能得以充分发挥，可以采取实时在线的通信网络模式，若是条件允许，则可采用有线+无线的通信网络，在确保可靠通信的前提下，实现配电设备的实时监测、控制以及故障管理，从而提高配电网的运行的安全性与稳定性。
如果是新建的项目，设备可以采用通信智能终端，如万能断路器等，并在农村配网内设置独立的管理子系统，同时在配电网监控管理中心，设置若干个独立的子系统监控后台计算机，对农村配网进行实时在线、远程监控管理，确保农村配网的运行安全性。若是改造的项目，出于降低成本的考虑，可以不更换配电柜等设备，加装微机保护测控装置，后续做法与新建项目一致。
2.6网络与安全管理
（1）如果现场的配电设备出现故障问题，或是定期检修需要设备停运时，为确保系统的通信效率，可借助卸载的方式，使系统临时终止与该站点之间的通信。待设备恢复正常之后，利用重新登录功能建立通信连接。（2）为确保智能化管理系统的运行安全性，需要配备相关的安全管理功能，具体包括对用户使用权限的管理、对系统操作记录的管理等。
结束语
综上所述，农村配网智能化管理在提高电力系统运行安全性和稳定性，具有不可替代的重要作用。为此，应当结合实际情况，设计开发农村配网智能化管理系统，通过对该系统功能和通信网络的合理设计，发挥出系统的作用，为电力系统的安全运行提供保障。
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