農村配網(wǎng)智能化改造的可行性分析

智能電網(wǎng)發(fā)展是社會(huì )經(jīng)濟和新技術(shù)發(fā)展的必然結果，可促進(jìn)節能減排，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟，而智能電網(wǎng)是智能網(wǎng)重要和不可或缺的組成部分。智能電網(wǎng)整合系統實(shí)時(shí)生產(chǎn)和運營(yíng)信息，因此可實(shí)現電網(wǎng)設備全壽命周期管理，優(yōu)化全社會(huì )能源配置，提高能源綜合投資及利用效益，是實(shí)現客戶(hù)增值服務(wù)的重要手段。作為其重要組成的農村電網(wǎng)，加快其改造升級，提升其智能化水平具有現實(shí)意義。配電網(wǎng)要求高可靠性和高效率，能夠實(shí)現可再生能源人網(wǎng)以及滿(mǎn)足家電設備智能化。農村配電網(wǎng)絡(luò )結構分散、復雜，出于安全和可靠性的考慮，低電壓等級的分散電源支撐是必要的。以往認為農村配電系統難以利用智能電網(wǎng)技術(shù)，而本文將介紹某些情況下智能電網(wǎng)技術(shù)在農村可能比在城市更能發(fā)揮效率，實(shí)現電力普遍社會(huì )服務(wù)。

1農村配電網(wǎng)智能化

智能電網(wǎng)技術(shù)用于農村配電網(wǎng)系統，實(shí)現對農村和邊遠地區配電網(wǎng)能源消費的可控、能控，在主網(wǎng)故障前提下的自恢復、需求調節等。由于與城市中心比較，農村和邊遠地區的負荷集中度偏低、分散性更強，因此農村配電網(wǎng)規劃設計采用智能電網(wǎng)技術(shù)時(shí)，可以利用它完善的數據基礎，更加準確地獲得和預測負荷的大小和地址，從而減輕系統基于不確定性的負荷。

1.1提高農村配電網(wǎng)經(jīng)濟運行(1)由于廣大農村地區多采用長(cháng)距離、輻射式配電線(xiàn)路，因此電壓降大，變電站運行電壓偏低，導致線(xiàn)路末端電壓不能滿(mǎn)足用戶(hù)的電能質(zhì)量要求。利用智能電網(wǎng)技術(shù)，在線(xiàn)路末端安裝電壓傳感器，并將電壓信息傳送給變電站，通過(guò)調節運行電壓使變電站電壓滿(mǎn)足末端最低允許電壓，線(xiàn)路終端保持適當的電壓水平。這樣既可以提高用戶(hù)用電需求，又降低配電網(wǎng)的線(xiàn)路損耗，優(yōu)化配電網(wǎng)電能質(zhì)量。(2)利用變電站、線(xiàn)路數據，付費電能表和傳感器數據，可以得到更加準確和完善的運行信息，從而計算線(xiàn)路、變壓器損耗和進(jìn)行負荷平衡分析。(3)針對農村地區分散的特點(diǎn)，通過(guò)智能計量通信網(wǎng)絡(luò )可以獲得需求控制或價(jià)格控制信號。在電源短缺進(jìn)行需求控制時(shí)，可在農村配電網(wǎng)上安裝新的需求控制/響應系統.采用更復雜的雙向通信監控系統，實(shí)現負荷的可控和能控。(4)隨著(zhù)“家電下鄉”等政策的執行，農村地區的基本用電需求發(fā)生了根本改變，其對電能質(zhì)量的要求也日益增強。在終端用電設備方面，普及的節能照明設備和智能家用電器具有“非線(xiàn)性”的負荷特性，其功率因數低，并伴有諧波輸出，導致閃爍和變壓器超載現象日益增加，直接影響用戶(hù)的電能質(zhì)量。為此，可通過(guò)智能電網(wǎng)的傳感器技術(shù)，加強諧波監控，降低電網(wǎng)中的諧波成分，來(lái)提高電網(wǎng)運行質(zhì)量。

1.2故障診斷隔離與自適應響應(1)過(guò)去重視輸電網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能評估，但由災害天氣導致的輸配電停運最終影響的是用戶(hù)，因此結合天氣的配電網(wǎng)監控越來(lái)越受到重視。通過(guò)結合天氣的配電網(wǎng)監控不僅有助于預測結冰信息或其它天氣信息，而且可預測供電中斷故障，掌握可能存在的孤島運行信息，是實(shí)現電網(wǎng)自適應和自恢復的重要組成。(2)當前的農村配電網(wǎng)多是長(cháng)線(xiàn)路、輻射式、多支路，為節約一次設備投資，線(xiàn)路采用隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行幾何分段。當線(xiàn)路上某支線(xiàn)故障時(shí)，由人工進(jìn)行故障隔離，會(huì )造成停電時(shí)間長(cháng)，停電范圍需根據經(jīng)驗作出決策;采用智能電網(wǎng)技術(shù)后，結合一次傳感器和通信技術(shù)，可實(shí)現在幾個(gè)用戶(hù)或供應網(wǎng)絡(luò )之間的負荷切換，并通過(guò)監視和記錄故障前后運行電壓、電流，確保增加的負荷不會(huì )引起線(xiàn)路過(guò)載，保持正常的電壓水平。另外，在故障判斷方面，需要利用高級計量裝置進(jìn)行更多的研究和創(chuàng )新，如監控配電系統的噪音水平，以確定配電系統上常見(jiàn)的輔助設備(如絕緣子或避雷器)故障。

1.3分布式能源的影響智能電網(wǎng)的一個(gè)重要功能是確保配電系統中分布式電源的接入和能源儲存，協(xié)調波動(dòng)性和間歇性。這對于偏遠地區或孤立地區的發(fā)電是非常關(guān)鍵的，因為這些地區的發(fā)電燃料運費比燃料自身的費用高。對于農村和邊遠地區，相比大網(wǎng)輸配電，分布式可再生能源的空間巨大，其中首選應該是離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。(1)鑒于農村地區的用戶(hù)分散性，應考慮適當的分布式電源。農村配電網(wǎng)絡(luò )分布式電源包括小型的屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統、微型家用風(fēng)電機、沼氣和生物質(zhì)能發(fā)電以及傳統的分布式電源。將來(lái)，個(gè)體的3~5MW風(fēng)電機會(huì )連接到農村配電系統。在農村配電網(wǎng)上選擇性接入可靠性強的分布式電源，可以有效形成電壓支撐和備用熱電源，以降低高峰負荷、減少網(wǎng)絡(luò )損耗;在與主配電網(wǎng)由于故障斷開(kāi)而孤立運行后向配電網(wǎng)運行設備提供恢復電源，有利于故障后主網(wǎng)的恢復，可提高配電網(wǎng)的運行效率和電能質(zhì)量。(2)考慮將來(lái)電動(dòng)汽車(chē)充電樁或充電站的影響。由于這種電源的地點(diǎn)是變動(dòng)的，很難預測其注入配電網(wǎng)系統的數量和時(shí)間，因此對配電網(wǎng)規劃設計提出了新的挑戰。

1.4地理信息系統和停電管理系統由于農村和邊遠地區負荷相對分散、地理條件復雜，因此在農村智能化進(jìn)程中增加地理信息系統(GIS)的應用，記錄用戶(hù)的地理信息、用電綜合信息，改善系統運作和提高運行效率，有利于農村配電網(wǎng)效率優(yōu)化，合理分配電能，同時(shí)便于配網(wǎng)自動(dòng)化中故障尋址、故障范圍分析等功能的實(shí)現。停電管理系統是智能電網(wǎng)技術(shù)的應用功能，可以監控配電網(wǎng)運行狀態(tài)。在供電中斷后，通過(guò)智能計量裝置表和其它傳感器可獲取停電地點(diǎn)和設備信息。()Ms系統可以準確記錄斷電原因以及地點(diǎn)，通過(guò)對()MS系統上傳的數據流進(jìn)行分析，將更加準確記錄斷電前后的運行數據，有利于故障原因分析，以便制定更加有效的電網(wǎng)檢修維護決策，提高配電網(wǎng)可靠性指標。

2經(jīng)濟可行性分析

考慮到長(cháng)距離輸配電線(xiàn)路成本高，而分布式發(fā)電成本低，線(xiàn)路損耗小，發(fā)電容量、輸配電容量投資遞延，因此在電網(wǎng)不能覆蓋的地區，利用可再生能源建立獨立的小型發(fā)電系統，可滿(mǎn)足當地用電需求。我國目前沒(méi)有強制的考慮智能化的農村電網(wǎng)規劃標準。在農村配電網(wǎng)建設初期，智能電網(wǎng)的投資昂貴，可行度不大;但隨著(zhù)“家電下鄉”等政策的推廣和實(shí)現，農村智能電網(wǎng)技術(shù)一次設備技術(shù)的提高，

3結束語(yǔ)

智能電網(wǎng)技術(shù)是電網(wǎng)企業(yè)應對社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展而進(jìn)行的重要技術(shù)創(chuàng )新，隨之應用于農村配電網(wǎng)系統的工具和方法將發(fā)生變化。通過(guò)智能電網(wǎng)可改善終端配電網(wǎng)的電能質(zhì)量，在故障情況下減少停電時(shí)間，加快網(wǎng)絡(luò )恢復速度，提高供電可靠性，實(shí)現電網(wǎng)企業(yè)社會(huì )責任。

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