宁夏惠农区新农村典型供电模式应用研究

黄 涛，马 斌，张江斌

(1.西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安710048;2.宁夏石嘴山供电局，宁夏 石嘴山753000)

受地域、经济发展水平、用电负荷等多种因素影响，我国的农网状况与国外有很大的不同。国外农网供电模式主要以欧美的双电源单辐射供电模式和日本的环网供电模式为代表，能够满足供电要求。我国农网发展区域不均衡，东部发达地区农网大多以110 kV/10kV电压等级序列为主，具有较高的建设水平，以双电源拉手环网供电、满足N－1可靠性要求为主，经济欠发达的西部大部分农村供电多以35kV/10kV电压等级序列为主，以单电源和单辐射供电为主。一些地方结合当地实际，针对变电站、输配电线路及某项装备与技术提出各类农网供电应用模式，在农网建设管理中发挥了积极作用［1］。

结合当前我国农电发展中存在的问题，围绕我国农电发展整体战略，为支持新农村电气化建设，国家电网公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院等单位和山东等5个网省公司与8个示范县开展了社会主义新农村供电模式研究，取得了丰硕的成果，提出了三个层次计96种典型供电模式，研究成果已在多个省份示范工程中得到成功应用，有力支持了新农村电气化建设［2］。

宁夏电力公司代表西部典型地区参与“新农村典型供电模式推广应用研究”项目的研究和建设工作，以期进一步探索适合我国西部地区的供电模式。石嘴山市惠农区红果子区作为宁夏地区的C类典型发展水平试点地区，对新农村供电模式技术如何在红果子区实现有机集成进行研究，寻求适合试点区域的新农村供电模式。

1 区域概况及农网存在的问题

宁夏回族自治区是我国五个少数民族自治区之一。位于我国西部的黄河中上游地区，东邻陕西省，南接甘肃省，西部、北部与内蒙古自治区相连。自成立50年来，宁夏经济发生了巨大变化，国民经济稳步增长，经济实力显著提高。但宁夏处于我国西部经济欠发达地区，尤其农村经济还欠发达，农民还不富裕，特别在宁南山区，自然环境恶劣，部分农民的温饱问题才刚刚解决，社会主义新农村建设的任务还十分艰巨。

1.1 区域概况

惠农区地处宁夏最北端，黄河流经区境内60 km，区域面积1 254 km2，全区耕地面积26万亩，总人口21万，其中城镇人口占71%，汉族人口18万人，占83%，回族及其他少数民族人口3万人，占17%。目前向惠农区区域农网供电的110kV变电站包括燕窝池变(2×63 MVA)、红果子变(31.5+40 MVA)、镇南变(2×40 MVA)、西河桥变(2×40 MVA)和简泉变(2×40 MVA)共5座。其中，35 kV高压配电网的主要供电对象为农村用户，试点区域内现有35 kV变电站庙台变(2×6.3MVA)、燕子墩变(1×4 MVA)和礼和变(1×4 MVA)3座，10kV配电线路共计46条，线路总长度776.31 km，配电变压器1 428台，基本能够满足农村应用需求。试点区域内目前主要采用燕子墩变单回路、单电源供电，礼和、庙台变双电源供电的方案，庙台变、燕子墩变、礼和变为无人职守变电所，全部实现综合自动化［1］。

1.2 农网建设存在的问题

经过一、二期农网改造与完善工程，尤其随着近年来新农村电气化建设工作的不断推进，惠农区农网得到了较为显著的改善，电网结构不尽合理、网架薄弱的问题得到很大程度的改善，电网的供电能力和自动化水平有了一定的提高，电网损耗进一步降低，农网的供电能力、安全性、可靠性及电能质量水平都获得了较大幅度的提高，服务水平有效提升，但目前仍然存在一些薄弱环节，主要表现在以下几方面［3］:

(1)部分中、低压配电线路供电半径过长、导线截面偏小，农村公用配变容量仍显不足，电网供电可靠性、供电能力等方面需要进一步提高。

(2)农村配网的管理与开拓农村电力市场的要求不适应，缺乏先进的技术装备手段，重点体现在线损管理、无功管理、低压台区综合信息管理等方面。

(3)中低压电网损耗仍有较大可下降的空间，需要以管理技术手段为主线，以无功补偿设备、新型节能配电变压器等节能设备为载体，从技术和管理两个方面突出综合节能效果。

(4)电网无功补偿容量不足，调压手段需进一步加强，供电质量需进一步提高。

(5)农网装备总体科技含量不高，自动化程度较低、通信系统较为薄弱、综合信息不能实现共享。

2 新农村典型供电模式原理与需求分析

新农村典型供电模式符合我国农村电网实际特点，实现供电方案标准化与模式化，满足不同经济与社会发展水平地区的建设需求，适用于指导新农村电网规划设计［3］。

2.1 新农村典型供电模式原理

典型供电模式是针对我国农村电网特点及区域用电需求，考虑一定技术经济条件所提出的电网典型规划设计方案，包括农网基本供电模式、新农村典型区域基本供电模式、新农村典型区域供电模式的电网供电模式体系，提供A、B、C三类共64种新农村典型供电模式。

1)农网基本供电模式

农网基本供电模式是考虑现有电网技术水平及其发展趋势，对电网建设先进经验进行总结提炼所形成的各电压等级的供电模式，分为低压、中压、高压及用户基本供电模式。

2)典型区域基本供电模式

新农村典型区域基本供电模式是将农网基本供电模式与供电区域实际相结合，所提出的供电区域最高供电电压的供电模式，分为A、B、C三类，每类按电压等级又可分为典型区域低压、中压和高压供电模式。

3)典型区域供电模式

典型区域供电模式是第二层次供电模式的应用，是从供电区域实际出发，所形成的包括该供电区域供电系统的各个电压等级的供电模式。

2.2 试点区域供电模式需求分析

宁夏红果子区进行新农村供电模式应用研究，应先分析地区在各专业方向的发展需求，并将各环节有机结合，以形成一种可复制并能够实现推广的西部地区农网供电模式。主要体现在以下几个方面的需求［4］。

1)电网规划建设

红果子区电网的薄弱环节主要是在农村地区的中低压电网上，中低压电网直接关联农村用户，但却滞后于高压电网建设改造，尤其在一些农村存在着设备陈旧、线路老化、供电半径过长、损耗严重、设计标准低等问题，还有许多当时农网改造时候的遗留问题，无法满足农村经济社会发展和农民生活改善的用电需求。针对上述问题，有必要对该区农网供电模式进行探讨，按照典型供电模式方案进行农村低压电网的建设改造，以引导后续农村低压电网建设的规范性和标准化。

2)电网运行控制

目前，红果子区的35 kV及以上变电站已经全部为无人值班变电站，实现综合自动化，10 kV中压配电线路还没有开展配电自动化相关建设，10 kV线路覆盖范围主要为农村和部分乡镇地区，负荷密度不高。经过综合比较认为在红果子区可以暂时不考虑配电自动化建设，但考虑到未来的发展趋势，在以后的配电网规划建设中要充分考虑到今后实施配电自动化的需要，同时在选择重要地段的断路器等设备时也要预留今后实施配电自动化所需接口。

3)节能降损

在线损分析及专业化管理方面，农电线损管理存在专业管理深度不够与管理机构之间脱节的问题，在无功优化技术方面，农网无功规划和运行管理计算方法较粗略，高低压补偿分配不平衡、集中补偿与分散补偿比例失调等问题较为突出。因此有必要开展适合农网全网无功优化的专业化管理工具的研究应用，以满足电压无功规范化与节能损耗的要求。

3 惠农区典型供电模式应用研究

按照国家电网公司关于新农村典型供电模式推广应用研究项目的整体部署要求，宁夏电力公司农网低压典型供电模式作为其中一项重要推广内容，强调与新型农网建设要求相结合、与当地的新农村电气化村建设相结合、与新农村建设相结合、与实际供电需求相结合，满足农村经济发展、人民生活的用电需求。在低压典型供电模式应用过程中，设备选型、应用技术力求科学合理、安全经济，积极应用成熟的先进技术以提高电网装备水平。通过试点建设，改善各示范点的农村中低压电网基础薄弱的局面月居民用电环境，提升服务水平，促进农村经济发展。

3.1 惠农区供电模式实施方案

按照国家电网公司要求并结合宁夏电力公司实际情况，确定在兴庆区、金凤区、贺兰县、永宁县、灵武市、利通区、中宁县、沙坡头区、平罗县、惠农区建设以C类为主的新农村供用电示范村364个。其中惠农区作为试点区域，选定在惠农区红果子局19个行政村，推广以C类为主的低压典型供电模式，其中C1类低压典型供电模式7个，C2类低压典型供电模式6个，C3类低压典型供电模式6个，各类低压典型供电模式应用方案见表1［5］。

表1 各类低压典型供电模式应用方案

3.2 惠农区农网建设规模

试点惠农区域内各行政村农网建设规模为:新建10 kV线路 5.92 km、400 V 线路2 km、220 V 线路0.25 km;改造10 kV线路 14.53 km、400 V 线路 9.83 km、220 V 线路 1.97 km，400 V 接户线 4.22 km，220 V 接户线 4.41 km;新增 200 kVA变压器两台，10 kV开关1台，配变总表箱1个，六表箱8个，四表箱5个，10kV线路故障指示器20组。

在兴庆区、金凤区、贺兰县、永宁县、灵武市、利通区、中宁县、沙坡头区、平罗县、惠农区建设以C类为主的新农村供用电示范村364个，计划投资8 111.2万元，试点县惠农区红果子局19个行政村的新农村供用电示范村建设预计投资519.04 万元。

4 惠农区典型供电模式应用效果

惠农区作为西部新农村典型供电模式试点区域，通过典型供电模式的建设，解决惠农区红果子局农网在发展中遇到的实际问题，以安全可靠、运行经济、布局合理、装备先进、管理规范、优质服务为建设目标，以农网先进技术的应用为支撑，以各项示范工程建设为实际载体，努力把惠农区农网建设成为宁夏全区农网建设的典型［1］。试点区域新农村典型供电模式各类技术经济指标见表2。

5 结语

针对我国当前农网建设中普遍存在的电网供电可靠性不足，供电能力有限，技术装备手段不适应要求，电网无功补偿容量不足以及电能损耗较大等问题，以新农村建设为契机，在国家电网重大科技项目技术支持下，对西部地区开展新农村典型供电模式的试点研究。结合试点区域实际情况，提出了与区域发展协调的供电模式实施方案与农网建设规模，最后对试点区域典型供电模式应用效果进行分析。

表2 新农村典型供电模式技术经济指标

［1］黄涛.西部典型地区新农村供电模式技术集成应用研究［D］.西安理工大学硕士论文，2011

［2］中国电力科学研究院，宁夏电力公司.宁夏新农村典型供电模式推广应用研究报告［R］.2009

［3］中国电力科学研究院.新农村典型供电模式方案研究报告［R］.2008

［4］郭炳庆.农村电网技术的发展现状及趋势［J］.电力设备，2006，7(6):1－4.

［5］国家电网公司.新农村电气化标准体系［S］.2007