智能配网在县配电网的运用探讨

潘文生

摘 要：县域农村智能配电网的建设对于全面实施乡村振兴战略，促进美丽乡村建设具有重要的推动作用。文章主要介绍了县域农村智能配电网关键技术并研究了智能配电技术的实现路径。首先分析了县域农村配电网的特点和电网共性问题，还有小水电多和产业特点带来的可控性较差、电能质量较差的挑战，接着基于“云管边端”理念，研究县域农村智能配电网的关键技术，最后结合县域电网实际情况，提出县域农村智能配电网实现路径。

关键词：智能化;配电网;县域农村;运用

引 言

我国经济多年快速发展，出了城市外，县域农村的发展也是日新月异。经济的发展带动了电网的发展，配电网作为电力企业电能输送的最后环节，其重要性也是日益显著。做好配电网电网规划，以保证电网安全、稳定、可靠和经济运行，是电力企业的重要工作。国内外的配电网规划研究现状与发展趋势，为县域农村的配电网规划研究指明了方向。通过分析社会经济发展现状及配电网的现状，并从电网供电能力、网架结构、电网设备等多个方面寻找乡镇县域配电网主要存在的问题，进而为电网规划目标的确定提供依据。

一、县域配电网中存在的问题

经过调查分析，县域农村配电网装备水平整体比较落后，设备老化问题突出，老旧线路、配变占比较大，特别是低压供电能力和质量不能满足用户需求，低电压和频繁停电问题突出。农村、城镇和农家院的用电负荷特征不一致，对供电可靠性、设备装备甚至线路架设方式要求也不一样，“带状负荷村落”受供电半径制约，末端低电压问题比较突出。主要表现在：

（一）设备老化、卡脖子。下表是调查统计某县老旧线路和卡脖子线路的条数，据调研发现这种现象在乡镇是十分常见的。

（二）供电半径过长。据调查，某县最长供电半径达到18千米，其中10kV线路总长度最长的线路达到53.5千米，供电半径过长会导致线路末端电压低，故障查找时间过长，也会使线路抢修不能及时开展，这种现象也十分常见，通常会给居民的生产和生活造成大量损失和不便。

（三）线路绝缘化水平低。县域农村地区，尤其是多数山区，在遭遇雷雨冰雹等极端天气时，抵御自然灾害的能力差，季节性鸟害问题严重。

（四）低电压问题。大部分低电压村落是自1998年以来没有投资进行改造，设备老化严重，供电能力不能满足用户需求，体现在配变容量不足、低压供电半径过长（最长供电半径2.5公里）、低压线（接护线）线径过小等。随着地区经济的快速增长，尤其是一些县域农村的旅游行业快速发展，农村地区的负荷增长较快。

二、智能化配网在县配电网的运用

（一）配电网规划目标。配电网的规划宗旨是以农村经济发展服务为中心，主要目的是优化电力资源配置、拓展农村电网、维护农村生态、完成农村电气系统智能化。考虑县域配电网的实际情况，结合当下的发展规划现状，制定2020年至2030年期间的电网规划目标如下：规划期内通过规范的技术和统一的电网标准来改善配电网架结构，提高供电实用性和配电网的供电质量，尽量减少电网的线损率;加强35kV、110kV电压等级网架结构，建设完备的中压配电网网架，尽快解决供电“瓶颈”问题，提升电网中各个设备的水平;渐渐淘汰掉电能损耗高的用电设备，推广成熟先进、经济合理的技术;开展环保低损耗、占地面积少、少维护的配电设备;提高城乡智能配电网供电质量和配电可靠性，使电源达成分布式、多元化的即插即用，实现电网和用户二者之间的协同互动。

（二）配电网原则。适度超前原则：需要加快建设乡镇和农村的电力设施，提高电力设施的安全保障功能，将电力的供给超前于当地的经济与社会发展，从而满足城乡发展的需求;合理布局原则：根据乡镇和农村的总体规划，将电力设施的分布合理安排，构成功能完善的布局;生态保護原则：遵循以人为本的原则，促进环保、能源建设和经济增长协调发展;实施性原则：统一规划，分期实施，使规划既有科学性;满足上位规划：县域电网设施布局规划须将省域、市域电网设施布局规划的成果纳入其中，市域电网设施布局规划须将省域电网设施布局规划的成果纳入其中。

（三）智能配网关键技术。1“云管边端”技术。物联网的概念在20世纪90年代末就已经出现，但当时更多聚焦于“物的识别”。2008年开始，传感器技术快速发展，实现了“物的感知”。2019年，5G的商业化极大解决了“物的连接”问题，助力实现万物互联。当物可被识别、感知和连接，将产生海量数据，数据处理的需求会推动智能化进一步发展，5G与边缘计算结合，云边协同，促使人工智能与物联网融为一体，产业进入“万物智联”的时代。2县域电网“云管边端”。智能配电网将通过覆盖云、管、边、端的物联网全栈系统矩阵，依托面向5G时代的AI、边缘计算等技术能力，致力于打造智能配电网体系架构。纵向协同各类智能系统，横向开发应用多个模块，实现美丽乡村配电网“全景展示、智能决策、智能用电、智能控制”。

其中云平台涵盖海量数据，包括配网调度自动化系统、电网大数据海量平台与电网设备智能互联感知专业应用平台。

管包括通信模块和智能网关，其中通信模块包含光纤通信、4G通信、LORA通信与NB-IoT通信。但由于县域乡村山区众多，目前4G网络在县域配网的通信中存在一定的网络延时，而大规模铺设光纤的投资较大，LORA远距离无线电通信较难覆盖远距离，NB-IoT）窄带物联网，是一种专为万物互联打造的蜂窝网络连接技术，已经逐渐作为开启万物互联时代的钥匙。随着网络5G通信模块的开发与应用，NB-IoT通信依托5G将更好地应用于县域通信的互联网络中。

边则包括众多边缘计算节点，一般在电站旁采用智能配变终端;电源侧旁采用就地自愈型FTU;微网自动并离网FTU、微网控制器与移动终端将为县域电网供电可靠性提供更多的支撑。同时采用移动终端App的形式，用户能够实时了解用电情况并及时反馈，极大的便捷了用户服务。

在上述架构中，电网设备智能互联感知专业应用平台与边缘计算将发挥关键作用。同时雷电系统与GIS系统作为外部系统的有力支撑为县域电网的供电安全与供电可靠保驾护航。其中，雷电系统可以明确雷电袭击的供电区与具体时间，为电网快速找出故障点提供帮助。此外，依托GIS地理信息系统，将为县域电网规划设计与信息检测做到真正动态感知与优化。

三、结束语

配电网络的规划还需要加强研究，可以促进农村城乡的电网建设进度，更好的服务于城乡人民的生活。就配网规划而言，要注重与实际切合，还要充分的考虑到适当超前性和可操作性，同时还要全面的考虑经济、环境以及社会综合效益等。努力建成合理、科学、规范的电网规划，这既可以与电力体制改革相适应，又可以满足社会主义市场经济的发展需求，将用户的需求作为电网规划的首要原则，积极拓宽电力市场，为电力行业提供安全保障，努力实现社会效益和企业效益的统一发展，注重乡镇智能配电网的规划工作，凸显其重要性。

参考文献

[1] 陈旭，汤龙，张晓阳，郑涛，徐海.凤阳县县配电网规划研究[J].电子世界，2020（03）：33-34.