提升农村配电网供电可靠性的拓新手段研究

发表时间:2021/4/25   来源:《中国电业》2021年3期   作者:姚振广、闫先强
[导读] 随着我国新农村建设的大步迈进,农村电网的可靠性得到了国家的重视,在这个城区配电网仍不够坚强的情况下,如何能够以最小的投资提高农村供电可靠性成为了国家和电网企业最为关注的焦点之一。
        姚振广、闫先强
        聊城市光明电力服务有限责任公司临清分公司 山东 聊城 252600
        摘要:随着我国新农村建设的大步迈进,农村电网的可靠性得到了国家的重视,在这个城区配电网仍不够坚强的情况下,如何能够以最小的投资提高农村供电可靠性成为了国家和电网企业最为关注的焦点之一。农村电网的供电可靠性是关乎农村居民生产生活的大事,是农村经济发展和农民生活的可靠保障,关系到农民的切身利益,是全面建成小康社会的必然要求。因此针对农村配电供电可靠性的研究很有必要。
        关键词:农村电网;可靠性;分段;自动化
        引言
        配电网是电力系统的重要组成部分,目前其可靠性能否满足负荷已成为主要矛盾。投入增加可以改善配电网可靠性水平,但并非投入增加可靠率会实现100%提升,合理投资额度与配网可靠性存在某种关联,配电网可靠性与经济性存在一定指标。
        1配电网可靠性评估
        电力系统可靠性包括充裕度与安全度两部分:充裕度是系统元件规定额定容量等允许范围内,考虑配电网设备等元件预停运非预计划停运下提供服务能力;安全度是电力系统运行中遇到突然扰动,如电气设备隔离开关等意外退出,不间断供电能力。配电网可靠性是电力可靠性的重要内容,涉及发、输、配电等环节以及规划、运维等供电企业运营专业,受到网架结构、技术装备等诸多因素影响。配电系统处于电网直接与用户相连关键位置,供电可靠性包含配电可靠性。用户供电可靠性工作范围繁杂,用户期望供电系统不会发生停电等故障,电力企业供电必须满足可靠性各项要求,供电系统按电压等级分为高中低压。电网可靠性指标是供电部门关键技术经济指标,是社会对供电服务评价的核心因素。
        2新形势下农村配电网面临的挑战
        配电网是能源互联网的重要基础,是影响供电服务水平的关键环节。随着电动汽车、分布式能源、微电网、储能装置等设施大量接入,以及电力市场开放和各种用电需求的出现,对低压配电网的安全性、经济性、适应性提出更高要求。以分布式光伏发电装机容量为例:2016年为1032万kW,2017年为2966万kW,增长达187.4%。2020年为6000万kW,比2017年翻倍。
        农村配电网作为供电服务的“最后一公里”,具有管理需求变化快,管理设备规模大,服务要求高等特点。由于缺乏顶层设计,存在重复建设、频繁改造、原则不统一等问题,各系统、设备间接口标准、通信规约存在差异,互联互通性较差,无法形成整体优势,造成大量经济资源、数据资源浪费。随着管理要求的不断提升,配电台区的功能呈现多样化和智能化的趋势,接入的信息和设备也成倍增加,涉及配变状态监测、无功补偿、剩余电流动作保护器、电能表、分布式电源、电动汽车充电桩等多种类型,若按照传统方式进行集中监测管控,将对人员运维、通信传输、主站系统信息处理等方面带来较大压力。低压配电网自动化、信息化、智能化水平不高,现有资源配置能力无法满足快速变化的业务服务需求,尤其是“电能替代”、分布式电源、电动汽车等外部环境变化,对电能质量、供电可靠性提出了更高要求。同时农村地区亟需开展综合能源服务,一方面适应不同用户群体、满足多样性能源需求、迎合多种能源应用的要求;另一方面以“服务”为中心,提供领先的能源服务理念、过硬的平台、相关互联网技术和能源控制技术等整体解决方案。
        配电网智能化是针对面临的现状及挑战,通过全面深化智能感知、大数据平台的数据融合和运维管控的自动化、信息化、互动化的高度集成,实现配电网的主动优化控制、灵活高效运维与科学管理决策,适应多元化负荷快速发展,满足客户服务多样化需求。
        3农村电网供电可靠性提升策略
        3.1优化电网结构
        对主干线进行三分段,根据农村电网的中压用户数量、用户分布、便于运维检修、线路长度等多种因素合理设置自动化分段开关,每个自动化分段的长度和中压配变数量可以有所差别,根据规划导则,每个自动化分段内的中压用户宜为5至30户,低压用户按照标准应不超过2000户,农村电网因户数较少,需根据实际情况进行分段,但分段内线路长度不宜少于2km。

自动化分段开关应尽量避开山区、鱼塘、水田等特殊地形,山区的话可利用地线较少,应尽量合理利用故障指示器。
        当农村电网线路主干线长度大于15km时,如末端超出变电站出线开关保护范围,应在超出保护范围首端设置一台自动化断路器。
        3.2提高管理能力
        充分尊重地区差异为原则,加强中低压配网运维管理为重点,优化农村配网中低压设备运维模式,加强配网专业管理,确保工作人员的安全。
        遵循国家乡村振兴战略规划,统筹开展现代化农村电网发展规划,建设安全、可靠、绿色、高效的农村智能电网。差异化安排农村电网建设,近期重点解决局部农村供电能力不足、网架结构薄弱、台区电压偏低等问题,远期重点满足农村特色产业等需求。持续保持对农村山区的投资倾斜,优先保障乡村电力基础设施投资的资金需求。
        3.3全面总结低压可靠性数据、指标统计经验
        充分利用电压在线监测系统、计量自动化系统等数据采集平台,积极推动供电可靠性管理向农村低压延伸,逐步规范低压配电网管理,将精益管控、精细服务延伸至对客户的“最后一米”。进一步完善低压用户可靠性评估指标制定、分析及预测方法,构建典型的低压可靠性管理模式,推进指标在生产实际中的在线应用分析。
        4农村配电网智能化发展方向
        4.1配电物联网云化主站
        配电物联网云化主站立足能源电力基础设施,支撑电网业务、能源互联网业务、新型互联网业务。其中,电网业务含电网生产运行、企业经营管理、对外客户服务;能源互联网业务含多能协调与互补、综合能源服务、能源运营与交易、智慧用能等;新型互联网业务含电子商务、网上国网、金融、养老、征信、智慧车联网等。物联网云化主站遵循“战略引领、创新驱动,末端融合、统一连接,智能防御、安全可信,规划布局、标准先行,成果继承、经济高效,服务用户、构建生态”的建设原则,实现新一代电力系统和能源互联网从终端、网络、平台、安全到业务应用能力提升的建设目标。
        4.2配电网络运行方式优化技术
        配电网络运行方式优化技术,可基于供电能力分析确定负荷正常增长情况下的网络改造和新建方案及负荷转供方案,主要考虑负荷均衡、降低损耗;基于节假日、工作日负荷不同特性,给出变压器常态运行方式,主要考虑降低损耗、提供供电质量;以日线损电量最低、电压偏移量最小、开关动作次数最少,提供多时段网络运行优化方案,优先考虑供电质量,同时降低损耗;优先考虑重要负荷供电,并保证电压质量;考虑在出现故障情况下,实时快速隔离故障,提高可靠性。
        4.3三相不平衡治理
        按照“源头预防、常态监测、科学施策、动态治理”的原则,以智能配变终端为核心部署三相不平衡治理装置,实现低压台区的全相计算、指标监控、优化方案输出、治理效果评价等功能,解决由于三相不平衡带来的变压器过载运行等问题,延长变压器寿命。
        结语
        农村电网的供电可靠性关系到国家农村振兴的大策略,是一项非常重要而且迫切的大事情,必须高度重视。目前农村电网还非常薄弱,一旦有雷雨天气等异常情况,大概率会发生停电事件。农村地区地广人稀,一旦发生停电事件,对居民的各种困扰是非常大的。因此必须要认真对待。
        参考文献
        [1]李德智.配电网规划提升配网可靠性的研究[J].工程技术研究,2019,4(22):157-158.
        [2]麦泽铭.分析供电可靠性的配电网规划方法及其实践[J].中外企业家,2019(33):100.
        [3]陈斌华.配电网规划提升配网可靠性的研究[J].科技视界,2019(18):82-83.
       
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