乡村配电网供电可靠性提升研究

乡村配电网供电可靠性提升研究

李冰峰武健

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布供电分公司，012000

摘要：配电网经过智能电网、泛在电力物联网、能源互联网等重点建设,智能化、信息化水平明显提高。2021年,我国全面开启乡村振兴新任务,但是受设备老化、资金投入、地形复杂、施工困难、运维力量薄弱等因素制约,乡村配电网升级改造面对挑战。面对日益增长的乡村多元化、个性化用能需求和不断上升的供电可靠性需求,需要在维护用户财产安全和经济利益的基础上,在关键指标、工程造价、同期线损、社会效益和环境质量等多维度确定合理的最优解。

关键词：配电网；供电可靠性；提升措施

1农村配网自动化的意义

农村配网自动化可以提升农村经济水平，不断提升的人民群众的生活水平，导致电力资源的使用量不断增加。电力系统的稳定运行是各个行业稳步健康发展的基础，社会的发展需要电力系统的稳定运行，对配网的要求不断提升，自动化配电网络不断提升着运行效率，并且促进了电力系统稳定性的提高。配电自动化技术可以在电路系统发生故障时快速找到故障点，将故障隔离，并可进行一定程度的自动修复，提升电路检修的效率，减免停电带来的不方便和损失。配电自动化技术还便于对电路系统的管理，可对电网各个环节的设备进行监测，保障线路中的电压稳定在合理的区间，可有效避免因电压不稳引起的线路故障和用户的电气设备损坏。不合理的电路设计还易导致供电线路的老化，导致电源线路的损坏，所以，相关技术人员应不断地提升农村配网的自动化建设，促进电网更好的发展，推动农村的经济发展。配电自动化技术可方便用户查询和支付电费，还可以为用户提示电力系统有故障发生，便于用户做出相应的反应，保护用电设备。

2配电网工程建设中存在问题分析

在决策阶段，项目立项未按区域配电网终期目标统筹规划，未进行全面性、整体性思考，缺乏长期计划性安排，往往只为了解决配电网运行过程中现存的单一问题进行立项，导致项目改造后随着其他问题出现，需再次改造问题。

不能根据农村地区电网运行条件有效落实差异化设计建设要求。由于农村配电网覆盖范围广，运行环境复杂，部分农村配电网建设在雷害区、覆冰严重区、洪涝区，受雷害、覆冰灾害、洪涝灾害等影响较严重，受历史原因和客观因素影响，部分电网建设项目在建设过程中，未能针对雷害区、覆冰严重区、洪涝灾害区提出差异化的设计建设要求，导致项目建成后，不能有效避免灾害故障发生，给电网安全可靠运行带来安全影响。

电网建设过程中未能有效兼顾经济效益和社会效益。随着农网改造升级工程建设深入推进，农村配电网供电可靠性不断提升，但在建设过程中未能有效兼顾效益，在用电负荷集中区如城区、集镇，由于线路施工协调较难，建设过程中安全风险高，停电施工影响大，导致在上报项目时，建设资金往往投入到停电时间影响较小、好协调、易管控的负荷分散的农村地区，不能很好发挥电网建设经济效益和社会效益。

配电网建设过程中对配电自动化重视不够，配电网智能化水平较低。在配电网工程建设过程中，由于配电网覆盖范围大，在实际建设过程对配电自动化建设资金投入较少，新设备、新材料、新技术应用较少，导致一些地区配电自动化水平较低。

农村配电网线路结构单一，由于农村配电网负荷不大，客户分散，电网结构主要是单辐射结构，通过柱上开关分段运行，实际运行过程中当线路前段出现故障跳闸时，故障点以后线路负荷无联络电源，导致线路跳闸后，停电面积大，负荷损失大。

3乡村配电网供电可靠性研究

3.1建立“站线变户”整体优化方案

乡村配电网需要综合考虑投资成本、回报周期、社会效益、民生保障、运维力量等因素,现有通行方案包括新建220kV或66kV变电站、配电变压器改造、加装无功补偿装置、优化变电站管理模式等。依据响应区位的约束条件进行最优解逐一规划实施,是对乡村地区用户生产生活影响较小且改善措施灵活、效果效益明显的合理方案。本文通过选取典型乡村配电网运行及事故特征,依托PMS系统、在线监测等数据手段,针对故障台区实施定点定向清理、优化的模式,在减少乡村地区等待新变电站、新线路建设时长的同时,达到台区三相平衡,有效缓解中性点漂移,减少中性线电流的关键技术目标,维护用户经济效益和降低供电公司线路损耗,符合技术可行、经济合理原则。

3.2加大农村配电网网架结构建设

对城区、集镇等同一区域中压配电网上级电源点有2个或以上时，采取站内出线手拉手或站间线路手拉手建设。乡、镇等同一区域中压配电网上级电源点只有1个时，对镇区线路采用站内出线手拉手建设，农村线路有条件下跨区域进行站间联络，形成手拉手线路。加强对线路供电能力校核，采取合理分段，确保线路带路运行时不发生重过载情况，在线路故障或计划检修时能及时将故障点或检修段线路后负荷通过“手拉手”方式由另一条线路供电，减小负荷损失，提高电网供电可靠性。

3.3完善配网继电保护

继电保护是指在电气元件有故障发生时开展判别，并且进行跳闸或报警等行为，保护电网中的机械设备不受损害，并且有利于后续的修复工作。目前，我国各地区的农村智能配网建设在飞速开展，许多先进的继电保护设备已经被研发生产，并逐渐投入使用，电网中的变电站也在逐步装设WAMS同步相量检测单元，保障农村配网的广域保护。继电保护设备可对配网中的各元件的执行情况进行高效监测，实时测量系统中的运行元件的参数，与原来的元件参数进行精准的比较，分析故障的具体数据信息，得出具体的诊断结果，与这些元件相对应的感应器会发出的指示，将故障元件进行隔离或修复。继电保护可将监测和限制的范围进行精确划分，可以缩小因故障导致停电的范围，提高配电系统运行的稳定性和安全性。

3.4加大对配电网自动化建设力度

根据配电网线路结构及负荷情况，采用一二次融合柱上开关设备，先联络线路后辐射线路对中压线路柱上开关进行配电自动化改造，通过自动化柱上开关设备建设改造，使线路具备配电自动化有效覆盖率不断提高。在线路故障后，自动定位线路故障点，及时断开故障点两侧开关，隔离故障区段，恢复非故障线路的供电，有效缩小故障停电范围，减少停电时间。

3.5智能开关

外部自然因素经常干扰农村配网系统的实际运行，且农村电网线路长、分支线路较多、电力损耗较多，导致电网末端的故障电流小，无法达到主保护和后备保护装置的灵敏度，保护装置不能及时在配网中发生故障时进行阻断，导致配网线路的保护缺少可靠性。在配网的分支线路上安装智能开关，可有效地切断故障点的电流来保护线路，提供一个安全、稳定的环境让农村智能电网运行，为农村稳定地提供高质量电力。遵循安全和经济的原则，以配网系统安全地运行为目标，在配网中分段设置智能开关可用来保障配网线路安全地运行。通常将10千伏的配网线路分为3～4段安装刀闸、负荷开关或断路器，在配网线路电力负荷超出时，这些智能开关可自行断开线路，避免配电系统运行中导致安全事故的发生，保障人民生命和财产的安全。

结束语

当前，农村配电网建设还存在许多短板，只有在实际中不断探索分析，并针对发现的问题制定解决措施，在实践中检验、完善农村配电网建设方案，才能使农村配电网建设水平不断提高，更好地为地区社会经济发展服务，为乡村振兴战略发展提供坚强电力保障。

参考文献

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[2]朱　征,李依泽,顾黎强,等.新型配电网同步相量装置测试与实际电网应用[J].电工电能新技术,2021,40(4):27-34.