新形勢下農(nóng)村配電網(wǎng)智能化發(fā)展方向

王凱

（廣西大學(xué)，廣西 南寧 530004）

0 引言

供電模式的基本概念是由國家公網(wǎng)公司所提出的，其主要針對不同地區(qū)、不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素所制定出的不同的供電模式。其研究方案的主要立足點就是為了分析我國農(nóng)村電網(wǎng)的基本現(xiàn)狀及需求。在2007年的國家電網(wǎng)農(nóng)技〔2007〕35號文件中，對于農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)需求及差異做出了明確的指示，并且還結(jié)合著農(nóng)村供電區(qū)域的劃分方法，依照不同的功能、行政區(qū)域以及地理為例等因素對農(nóng)村供電區(qū)域進(jìn)行選取，幾何負(fù)荷以及經(jīng)濟(jì)水平等條件將農(nóng)村供電區(qū)域劃分為了三種類型，并結(jié)合三種類型的基本情況，創(chuàng)建了新農(nóng)村典型的供電模式。

1 農(nóng)村電網(wǎng)自動化技術(shù)

1.1 基本情況介紹

20世紀(jì)50年代后期我國農(nóng)村電網(wǎng)自動化技術(shù)正式誕生，而真正的技術(shù)應(yīng)用是從調(diào)度自動化技術(shù)開始的。電子管單路遙測發(fā)送裝置與單路遙測接收裝置兩大基本類型是我國年代最為久遠(yuǎn)的遙測裝置。不論是遙信，還是遙控裝置均是采用的繼電器邏輯的SF-58型遠(yuǎn)動裝置。RTU、主站以及通道共同組成了縣調(diào)自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能不僅能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的實際運行進(jìn)行實時監(jiān)控，同時還能對其進(jìn)行有效控制和分析。主站屬于一種硬件處理系統(tǒng)，其主要是由服務(wù)器和工作站組成，該系統(tǒng)還配備了專用的Web服務(wù)器和安全物理隔離裝置，這些設(shè)備的主要作用就是為了完成相關(guān)區(qū)域的安全數(shù)據(jù)發(fā)布[1]。

1.2 應(yīng)用情況

現(xiàn)階段，調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)有了非常明確的發(fā)展方向，及數(shù)字化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化以及集成化。在先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)構(gòu)成平臺及Unix操作系統(tǒng)的共同協(xié)助下，朝著調(diào)、配、集、管等多功能區(qū)域發(fā)展，這一發(fā)展趨勢完成滿足了電網(wǎng)監(jiān)視、電網(wǎng)運行、電網(wǎng)管理以及電網(wǎng)分析的實際需求，實現(xiàn)了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行與節(jié)能減排的目的。就調(diào)度自動化系統(tǒng)而言，其主要是由以下幾種關(guān)鍵技術(shù)組成：地理信息接入技術(shù)；海量信息處理技術(shù)；視化展現(xiàn)技術(shù)；一體化模型管理技術(shù)等，這些關(guān)鍵技術(shù)不僅為調(diào)度智能化的有效應(yīng)用提供了模型及數(shù)據(jù)庫，同時還為其提供了有用數(shù)據(jù)和圖形等服務(wù)，成為了智能調(diào)度應(yīng)用功能建設(shè)的重要基礎(chǔ)，讓全網(wǎng)共享成為了可能[2]。

實際上，在國內(nèi)多個區(qū)域的縣級供電企業(yè)中，都建設(shè)完成了縣調(diào)自動化系統(tǒng)。在選擇操作系統(tǒng)的過程中，Windows操作平臺是目前已經(jīng)完成建設(shè)的縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)最主要的平臺系統(tǒng)，只有極少數(shù)的地區(qū)采用是Unix操作系統(tǒng)平臺或者Unix/Linux混合操作系統(tǒng)平臺。在實現(xiàn)系統(tǒng)功能方面，除了要具備基本的調(diào)度SCADA功能之外，還需要實現(xiàn)高級應(yīng)用功能、集控站監(jiān)控功能及配電自動化功能等，如圖1所示。

圖1 配電自動化功能結(jié)構(gòu)

大部分縣級供電企業(yè)已完成的縣調(diào)自動化系統(tǒng)。大部分采用了采用Windows服務(wù)器系統(tǒng)及SQL Server2000數(shù)據(jù)庫，已經(jīng)建成的縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)主要，少部分采用Unix+sql/Windows+sql、Unix+sql/Linux+sql混合操作系統(tǒng)平臺或Unix操作系統(tǒng)平臺加SQL Server2000數(shù)據(jù)庫。在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)上，除具備調(diào)度 SCADA功能外，部分實現(xiàn)了電網(wǎng)分析高級應(yīng)用功能，少部分還實現(xiàn)了配網(wǎng)自動化、集控站監(jiān)控等功能[3]。

2 農(nóng)村電網(wǎng)智能化技術(shù)

2.1 基本情況介紹

自從第一個農(nóng)村電網(wǎng)智能化項目開展以來，國家電網(wǎng)公司主要結(jié)合農(nóng)村供電的實際特點及需求，對關(guān)鍵性的技術(shù)問題進(jìn)行深入性的研究和解決，如農(nóng)村智能用電問題等。并且還建設(shè)完成了相應(yīng)的試點工程，對其相關(guān)技術(shù)性問題的解決成果進(jìn)行了驗證，從而對農(nóng)村電網(wǎng)大規(guī)模實現(xiàn)智能化建設(shè)創(chuàng)造了有利條件，并提供了有利依據(jù)。

2.2 實際應(yīng)用情況

隨著配電自動化在農(nóng)村電網(wǎng)中得以落實的基礎(chǔ)上，國家電網(wǎng)公司與南方電網(wǎng)公司都在自己隸屬的范圍內(nèi)開展了相應(yīng)的試點項目，如“農(nóng)村電網(wǎng)營配調(diào)管理模式優(yōu)化試點工程”，在技術(shù)創(chuàng)新方面取得了非常顯著的成效。在農(nóng)村地區(qū)，試點智能配電臺區(qū)設(shè)備主要是由以下智能化技術(shù)組成，即智能低壓配電箱、智能集中監(jiān)控平臺、智能化配電終端等。

3 發(fā)展趨勢分析與展望

3.1 農(nóng)村電網(wǎng)典型供電模式

較強(qiáng)的適用性、先進(jìn)性以及規(guī)范性等特點是目前新形勢下農(nóng)村供電模式中最為典型的特點。通過對區(qū)域供電方式的采用，結(jié)合供電區(qū)域?qū)嶋H的用電需求，制定出能夠滿足不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、不同供電需求的區(qū)域供電模式方案；目前，新形勢下的農(nóng)村供電模式中最具典型的三個模式，即典型區(qū)域供電模式、基本供電模式、典型區(qū)域基本供電模式。由于不同的農(nóng)村區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及地域發(fā)展?fàn)顩r等方面都存在一定的差異性，能夠很好的體現(xiàn)出不同農(nóng)村地區(qū)的負(fù)荷特點及用電需求，能夠?qū)r(nóng)村電網(wǎng)的規(guī)劃以及建設(shè)提供重要的規(guī)范及指導(dǎo)作用[4]。

3.2 農(nóng)村電網(wǎng)適用技術(shù)

建設(shè)人員必須要加大智能電網(wǎng)技術(shù)的投入和應(yīng)用，創(chuàng)建完善的建設(shè)規(guī)劃。還需要將完善的規(guī)劃內(nèi)容落實到實際的農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展的實際工作中去，選擇合適的試點建設(shè)區(qū)域和示范工程，對試點經(jīng)驗進(jìn)行積極總結(jié)，通過以點帶面的方式，促使農(nóng)村電網(wǎng)智能化全面建設(shè)工程得以根本性的推進(jìn)。

結(jié)合農(nóng)村各地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展需求，運用類似于35 kV配電化等新型先進(jìn)技術(shù)對農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)及運行進(jìn)行管理，一方面能夠提升農(nóng)村電網(wǎng)的智能化發(fā)展水平，另一方面能夠促進(jìn)農(nóng)村電網(wǎng)智能化的建設(shè)。在對各縣域電力通信網(wǎng)實施建設(shè)的過程中，首先要選用合理的通信網(wǎng)的組網(wǎng)模式及建設(shè)方式，增強(qiáng)通信網(wǎng)的覆蓋能力，使農(nóng)村電網(wǎng)自動化以及新能源接入等一系列的通信問題得到根本上的解決[5]。

對于農(nóng)村分布式可再生資源規(guī)模化的接入給予積極主動的應(yīng)對態(tài)度。根據(jù)國家綠色能力示范縣的相關(guān)規(guī)劃內(nèi)容，合理預(yù)測可再生資源的分布式接入需求。比如，有些區(qū)域的可再生資源較為充足，那么，相關(guān)單位就可以在該地區(qū)進(jìn)行風(fēng)能、沼氣發(fā)電等可再生資源技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用，還可以建設(shè)相應(yīng)的示范工程，以便使農(nóng)村多種類型分布電源、儲能以負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)控制問題得到很好的解決，使分布式電能源接入配電網(wǎng)后的運行及安全管理問題得到最大的優(yōu)化。

3.3 農(nóng)村客戶側(cè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)方面

3.3.1 農(nóng)村電網(wǎng)改造，云管體系架構(gòu)

就我國農(nóng)村電網(wǎng)來講，存在較為普遍的問題：①間歇性負(fù)荷則較大，對于供電的穩(wěn)定性具有非常不利的影響。②負(fù)荷接入存在極大的多樣化特點，對供電質(zhì)量有所影響。③分布式電源大量且無序接入情況嚴(yán)重，能源消納需求表現(xiàn)迫切。為了使以上三種問題得到有效性解決，可以結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，降低雙回路供電結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本，裝置相應(yīng)的臺區(qū)分布式儲能設(shè)備。對于此設(shè)備的安裝，一方面能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的高峰負(fù)荷進(jìn)行有效的緩解，另一方面還能降低負(fù)荷對電能質(zhì)量的影響，使農(nóng)村電網(wǎng)供電的可靠性、客戶的滿意度以及相關(guān)設(shè)備的利用率等均能都能統(tǒng)一提升。

3.3.2 農(nóng)村電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

（1）實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)效能提升市場化服務(wù)。對于農(nóng)村企業(yè)、商業(yè)樓等區(qū)域存在的用能效率低、信息采取不全的問題，必須要通過與相關(guān)企業(yè)合作、與科研單位合作等方式，對“智慧大腦”進(jìn)行充分研制，從而實現(xiàn)全景優(yōu)化目的，此外，還可以通過在線斬斷、能效對標(biāo)及優(yōu)化設(shè)計等方案，從而讓用戶享受到全方位的在線服務(wù)。電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、電力物聯(lián)網(wǎng)的需求以及分布式能源交易等內(nèi)容是目前電氣化研究的主要組成內(nèi)容。其研究目的就是為能夠讓客戶享受到相應(yīng)的智能控制+市場化交易的基本套餐，從而在滿足客戶用電需求的背景下，還能幫助其養(yǎng)成節(jié)約用電的好習(xí)慣[6]。

（2）實現(xiàn)綠色交通出行服務(wù)。以各縣區(qū)中電動汽車的出行特點為基礎(chǔ)，建立出完善的智能充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，從而為用戶交通出現(xiàn)提供安全且綠色的保障。此外，還可以在縣區(qū)內(nèi)建設(shè)一些公共充電設(shè)施，確保電動汽車交通出現(xiàn)的安全性和高效性；建設(shè)完善的專用車充電設(shè)備，對縣域內(nèi)的物流車、公交車等車輛的用電提供配套設(shè)施。

4 結(jié)語

我國人口基礎(chǔ)非常龐大，其國計民生直接受到農(nóng)村生產(chǎn)的影響，而農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展直接影響到我國三農(nóng)問題的發(fā)展，是鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵基礎(chǔ)。從目前農(nóng)村的用電趨勢來看，已呈現(xiàn)出了快速增長的趨勢，智慧能源的介入比重也在不斷的增長和擴(kuò)大，由此可見，農(nóng)村電網(wǎng)的智能化建設(shè)仍是當(dāng)前最為重要的任務(wù)之一。當(dāng)然，最重要的一點就是需要緊密結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，制定出最具針對性的農(nóng)村電網(wǎng)長足發(fā)展的戰(zhàn)略。