10kV及以下农村电网改造升级规划设计

 10kV及以下农村电网改造升级规划设计

王超

湖南郴电国际发展股份有限公司宜章分公司 湖南郴州  424200

摘要：在国家高度重视农村经济社会发展的背景下，农村电网改造升级规划设计已成为当前电力体制改革中的一项重要内容。10kV及以下农村电网改造升级规划设计是提高农村供电可靠性、保障农户生活质量、促进农村经济发展的重要途径。本文对10kV及以下农村电网升级与改造的现状及设计策略进行了研究，以供有关部门及科研人员参考。

关键词：10kV及以下；农村电网；改造升级；设计

近年来随着农村电力需求的迅猛增长和新能源的大规模接入，原有农村电网面临严峻挑战。由于长期投入不足、技术更新落后等原因，农村电网设施老化严重，供电能力与服务水平不能满足农户用电需求。而且随着以分布式光伏为代表的新能源发电的迅猛发展，农村电网亟需转型升级，提升新能源消纳能力，确保电网安全稳定运行。因此开展10kV及以下农村电网改造升级规划设计，既是提高农村供电能力，又是适应新能源发展趋势的需要。

一、10kV及以下农村电网的运行现状

（一）供电能力不足

供电能力不足，特别是夏、冬两季，农村用电高峰时段往往面临供电紧张的局面。而且电网损耗较大、传输效率较低也是导致电力系统容量不足的一个重要原因。农村电网因设备老化、维护不善等原因，在输电过程中损耗较大，不能有效地把电能送到用户手中。

（二）网架结构落后

电网结构滞后也是制约当前农村电网运行状况的重要因素之一。目前我国农村电网仍采用传统的辐射式、环状网架结构，这种结构不仅不利于维护升级，而且一旦发生自然灾害或设备故障，容易造成大范围停电，影响电网的可靠性与稳定性。另外随着新能源接入比例的不断提高，现有电网结构已很难适应新电网接入与运行要求，进一步加剧了农村电网运行压力。

二、10kV及以下农村电网改造升级规划设计的策略

（一）增强供电能力

在10kV及以下农村电网改造升级规划设计中，为了提高农村电网的运行效率可以通过增加变压器、增加变压器容量、增大线路截面等措施来实现。这些措施既能提高电网容量，又能提高输电效率，满足农村用电需求。通过增加变压器或增加原有变压器的容量，可有效扩大电网供电范围，提高供电能力。变压器在电网中起着调节电压、保证电能安全稳定的作用，是电网中必不可少的设备。在农村地区，由于地域辽阔，电网覆盖范围较广，因此为改善边远地区供电，需增设变压器或提高变压器容量。以A地农村电网改造工程为例，在改造过程中通过增设2座2500kVA变压器，该区域供电能力可提高30%，有效解决了高峰时段居民用电紧张的问题。而且增大输电线路截面面积，也可有效地提高输电效率与可靠性。随着导线截面的增大，导线的载流量和损耗都会降低，特别是在长距离输电中。在实际电网改造过程中，将老化的细导线替换成具有较大截面的电缆，可降低输电损耗，提高电网整体运行效率。在B地农村电网改造工程中，将原95平方毫米铝芯电缆改为截面积150平方毫米的铜芯线，使电网的输电率由5.6%降至3.2%，使电网供电质量与可靠性得到极大改善。所以通过增加变压器、提高变压器容量、增大线路截面积等措施，可有效提高农村电网的供电能力与输电效率。

（二）优化网架结构

在现有供电体制下，提高电网的灵活性与可靠性对于保证电网的稳定运行至关重要。10kV及以下农村电网具有分布广、负荷分散等特点，在发生电网故障时，实现快速、高效地隔离与恢复供电是一个巨大的挑战。因此引入环形供电方式是优化电网结构，提高电网灵活性和可靠性的一种有效手段。相对于传统辐射式供电网络，环网系统通过形成闭环运行方式，能够在供电路径发生故障时快速通过环网其他通路进行补充，实现故障区域快速隔离和无故障区域持续供电。以某地农村地区为例，在电网改造之前，每逢夏季雷雨时，雷击等原因造成的电网故障频发，往往导致大范围停电，给当地居民和农业生产带来严重影响。通过对环网供电系统的改造，即使出现极端天气，系统也可以快速切换，快速隔离故障区域，保证其他区域正常供电。环形供电方式具有灵活的调度方式和较低的运行和维护费用。由于各供电环网之间可互为备用，因此既可提高电网的容错能力，又可提高电网调度的灵活性。同时该系统还具有自动故障隔离、供电恢复等功能，降低了对人工干预的依赖程度，降低了运维费用。这一实践表明，引入环网供电方式，优化电网结构，不仅可以提高电网可靠性，还可以为全国其它地区农村电网改造升级提供可借鉴的经验。相信随着该技术的进一步开发与应用，将会使更多的农村地区获得更稳定可靠的供电，推动农村经济的持续健康发展。

（三）智能化改造

在数字时代，10kV及以下农村电网采用先进信息与通信技术实现智能化改造，是提高电网运行效率与服务水平的重要举措。智能化改造不仅是对电网硬件进行升级改造，更重要的是利用智能手段对电网运行状态进行实时监测、分析与管理，以保证供电可靠、高效、可持续发展。对电网进行实时监测，是实现智能化改造的前提。通过在电网的各个关键节点上安装智能电表、温度传感器、电压电流监测仪等智能传感设备，实现对电网运行状态的实时采集。采集到的数据经高速通讯网络传送到中央控制中心，经高性能数据处理系统处理。通过这种方式，电网运行人员能够实时掌握电网运行状况，及时发现、排除故障，提高电网可靠性。而且对电网进行智能化改造，还需要对电网进行分析与管理，利用大数据分析与机器学习等方法，对海量电网运行数据进行深度分析，识别电网运行中存在的问题及改善时机。如通过对用户用电行为的分析，可使电网企业最大限度地优化用电配置，降低能源浪费。同时该系统还能对电网运行参数进行自适应调整，实现更高效率、更环保的电网运行方式。以某地农村电网智能化改造工程为例，在改造中将智能电表与传感器接入电网，可以实时监测用户用电、线负荷以及电网运行状态。同时利用先进的通讯网络、数据处理中心等技术手段，使数据实时传输与分析成为可能。通过这些改造，电网运营人员可以实时掌握电网运行状态，及时调整运行策略，有效降低电网损耗，提高电网供电可靠性与经济性。另外智能化改造使抄表、计费管理变得更加方便，用户满意度大大提高。

（四）推广新能源接入

在当前能源结构转型的背景下，推广新能源接入已成为农村电网转型升级的重要环节。尤其对于10kV及以下农村电网的改造和升级，光伏、风电等新能源的接入，既能有效提高电网的供电能力与可靠性，又能为农村地区提供绿色可持续用能。为使光伏、风电等新能源进入农村电网，必须全面评估已有电网容量、覆盖范围、与新能源并网兼容性等。然后在规划设计中要充分考虑不同区域的自然条件，如日照、风能等，以保证新能源发电的高效经济。而且政府及有关部门应制定相关政策与激励措施，如补贴、税收优惠、技术扶持等，以降低农村地区投资新能源产业的门槛，增强其吸引力。以某地农村为例，政商合作开发了一个光伏发电项目，该项目既充分利用当地丰富的日照资源，又利用先进的光伏发电技术与设备，实现太阳能光伏发电的全覆盖。该项目建成后，将极大地改善当地用电条件，并为当地增加一笔经济收入。除此之外还应加大新能源技术研究与推广力度，提高新能源装备性能，降低成本。如为了增强农村居民新能源意识与接受程度，可以通过举办有关新能源的讲座、参观及体验活动，提升市民对新能源的认识与兴趣，提升其接受及使用新能源的意愿。

结束语

10kV及以下农村电网改造升级规划设计是一项复杂细致的工作，不仅关系到技术创新和应用，而且关系到农村地区可持续发展和居民生活品质的提高。科学、合理地规划与设计，不仅可以保证电网的稳定与安全，而且可以促进农村经济发展与农业现代化。在未来随着科技的进步与政策的强力支撑，农村电网的改造与升级将进入一个全新的发展阶段，为广大农村居民提供更多的绿色、高效、可靠的电力服务。

参考文献：

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[2]张毅强.10kV及以下农村电网改造升级规划设计浅析[J].通讯世界,2018,(04):207-208.

[3]陈洪全.10kV农村电网改造升级规划设计的几点思考[J].科技创新导报,2018,15(09):39-40.

[4]刘武先.对10kV农村电网改造升级规划设计的探究[J].山东工业技术,2017,(08):181.