农村电网规划的一般过程

农村电网规划的一般过程介绍摘要：农村电网改造和规划的主要任务是：在满足对用户供电质量和保证各种运行条件的前提下，制定可行的电网规划方案．农村电网改造和规划主要内容包括电网现状分析、电力负荷预测、网架规划、配电自动化规划等。

农村低压网络的规划设计，必须严格按照相关标准慎重进行。

本文介绍了规划的一般过程，对规划的相关环节进行了探讨。

关键词：农村电网；负荷预测；配电网；截面选择；无功补偿一．农村电网现状分析近些年来，我国在农网的建设和管理上对改善电压质量作了一定的工作，解决了部分地区电压合格率低的问题[1]。

但由于历史客观条件的影响和在主观上重视程度不够等原因，我国农网仍普遍存还存在着以下诸多问题：首先，电网结构薄弱。

农村电网多为辐射网，环网供电范围小，负荷转移能力差，事故、检修停电范围大，供电可靠性较低，单主变、单回路供电区域较多，变电站之间转供电能力差，保护配置不全，安全水平与自动化水平都很低，因而供电可靠性普遍较低。

其次，电能质量低。

近年来农村电网用电负荷增长迅速，现有中压配电网因导线细、回路数少、配变布点不足、无功补偿容量欠缺等原因，电压合格率普遍较低，多数10kV配网低于95%，低压电网合格率更低，有的地区线损率高达15%以上[1]。

第三，设备陈旧，设备健康水平低，安全性及可靠性差。

如农网中运行的变压器大多属于高耗能型，有的地区占80%。

部分农网低压架空线还是单股线、破股线、铁线等，给农民的生命和财产安全造成一定的威胁。

第四，缺乏长远规划，忙于应对现有问题。

由于缺乏规划，农村电网配电变压器分布不合理，低压线路迂回曲折，直接造成农村电网的损耗居高不下。

各村原来因为经济利益至上，只能局限于头痛医头，脚痛医脚，不能提前为用户负荷增大变压器，调整或增大供电线路线径，直接阻碍了农村电能销售的增长。

因此对农网合理规划刻不容缓，这样才能满足新农村建设的要求，早日实现我国的现代化建设。

二．农村电力负荷预测农村电力负荷的计算和预测是编制农村电网供电规划的基础，电力负荷的发展水平是确定供电方案、选择电气设备的主要依据[2]。

它关系到规划地区的电源开发、网络布局、网络的接线方式、供电设备的装机容量以及电气设备参数的选择等一系列问题的合理确定。

下面分别介绍电力负荷预测一般方法1.弹性系数法电力负荷年均增长率和国民经济年均增长率之比称为电力弹性系数，它是衡量国民经济发展和用电需求的重要参数，也是确定电力发展同国民经济发展相对速度的宏观指标。

2.单耗法单耗法就是通过对过去单耗的统计分析，结合国民经济和社会发展规划的指标，按单耗来预测需电量。

3.时间序列法[3]时间序列预测方法就是根据到目前为止的历史资料数据，即时间序列所呈现出来的发展趋势和规律，设法建立一个数学模型，在该数学模型的基础上用数学方法进行延伸、外推，预测出今后各时期的指标值。

时间序列法主要有移动平均法、指数平滑法等，其中指数平滑法是一种较为重要的方法，该方法是采取渐消记忆的方式，利用逐步衰减的不等权平均办法，用以往的历史数据的指数加权组合来直接预报时间序列的将来值。

4.趋势外推法趋势外推法是根据已知的历史资料来拟合一条曲线，使得这条曲线能反映负荷本身的增长趋势，然后按照这个增长趋势曲线，对要求的未来某一点估计出该时刻的负荷预测值。

5.回归分析法回归分析法就是通过对历史数据的分析、研究，并考虑和电力负荷有关的各种影响因素，建立起适当的回归预测模型，用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析，从而预测未来的电力负荷。

回归预测模型可以是线性的也可以是非线性的，可以是一元的也可以是多元的，其中一元线性回归预测是最基本的、最简单的预测方法。

6.灰色预测法灰色系统理论是用来解决含有不确定因素，信息不完备系统的数学方法。

基于灰色系统理论的模型的预测称为灰色预测，灰色预测技术可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的规律，建立负荷预测的模型[4]。

农村电力负荷的具有很强的季节性、地区性、利用小时少等特点，因此负荷预测具有很大难度。

而灰色预测具有要求负荷数据少、不考虑分布变化、不考虑变化趋势、运算方便、短期预算精确度高等优点，因此我认为灰色预测是农村电网电力规划预测中的较好方法。

三．农村电网供电电源选择及供电方式的选择我国农村电网的电源主要有三个，其一是国家大电网；其二是小水电；其三是地方小火电[2]。

当然还有其他形式的电源，诸如风力发电、沼气发电、太阳能发电等，这些电源尚不是农村供电电源的主要形式。

对于农村供电电源规划应根据国家的能源政策，应结合本地区动力资源情况和现有区域电力系统的分布，提出几种电源布点方案，然后进行技术经济比较；根据推荐的电源布点方案，再进行电力电量平衡，以便按照逐年的负荷发展确定电站装机容量、进度和变电所的建设规模；在电力电量平衡的基础上，进行无功电力平衡、确定补偿容量、选择无功电源。

农网的特点是负荷分散，输送距离长，电压损失大，考虑供电方式一定要以降低损耗和提高供电质量为前提。

我国农网的供电方式主要有：110/35/10kV、110/10kV、110/35kV 三种，而采用110/35kV者居多[5]。

从70年代末至今，我国专家对110/20kV供电方式进行了长期、广泛、深入地探讨，取得了很大的进展。

在这四种供电方式中，110/10kV的年支出费用最高、经济性差，采用时应慎重；110/20kV的年支出费用最低，具有很大的优越性，应创造条件予以推广[6]。

在实际规划中我们主要采用如下两种供电方式：（一）采用三相四线制供电为了节省初期投资，农村的供电方式大多是单相供电，随着社会的进步，这种供电方式已不能满足农村生活和生产的需要。

农村以一个自然社（队）为单位，供以三相四线制，安装配电变压器，同时做好三相负荷平衡，理论证明这种供电方式比单纯的单相供电可大大降低线损和功本损耗。

（二）采用负载中心法供电[7]现有低压电网多为单端树干式结构，这种供电方式的功本损耗和电压损失都非常大。

采用负载中心供电方法，将电源引入负荷中心，即变压器配电所设置在负载中心处，使供电干线尽量以变压器为中心向四周辐射这样减少了供电的半径，使较大电流通过较短的导线送到用户，以使线路损耗最小。

因此我们在选择对电源和供电方式规划时，一定要考虑农网的具体情况，不能盲目规划。

如在电源选择方面就应加强小水电的无功管理，以减少不必要的电能损失，在供电方式的选择上更应提高提高电网运行电压水平并且加强农网的无功补偿。

四．农村电网供电方案和线路的选择农村电网供电方案主要有正方形和六角形供电方案[2]，在选择供电方案时我们要考虑当地经济发展和村组建设的规划等情况，尽量减少不必要的迂回或卡脖子现象；尽量减少跨越和档距过大、转角过多、线路过长等不利于施工、运行和维护的因素；尽量减少增加农民负担的现象[8]。

要方便机耕、少占农田，科学、合理的选择线路走径。

此外，要远离储有易燃易爆物品的场所，并尽量避开容易受山洪、雨水冲刷的地方。

农村配电线路的布局是否合理，对线路的基建投资、年运行费用、电能损耗以及电压降等技术经济因素有很大关系[2]。

具有灵活接线方式的规划，可以使供电网络最大地发挥功能。

在平原地区按面积均匀分布的农村负荷，变电所内引出6根干线（干线之间互成60º角）、供电范围接近圆形（即按六角形的供电范围），有着最好的经济技术指标。

而对于线路的选择我们主要考虑路径、导线截面等问题。

1.路径选择：路径选择的目的，就是要在线路起止点间选出一个全面符合各项方针政策和规程要求的最合理的线路路径[9]。

因此，选线人员在选择线路路径时，应遵循各项方针、政策及规程、制度，对运行安全、经济合理、施工方便等因素进行全面考虑，综合比较，选择出一个安全上、技术上、经济上合理的线路路径。

2.导线截面选择：对架空电力线路导线的技术要求是(1)有良好的导电性能；(2)有足够的抗拉强度和抗性能；(3)耐腐性能好；(4)重量轻，价格便宜。

为了满足以上要求，选择导线截面时必须满足以下条件：(1)满足发热条件，在最高环境温度和最大负荷的情况下，保证导线不被烧坏，即导线中通过的持续电流始终是允许电流；(2)满足电压损失条件，以保证线路的电压损失不超过允许值；(3)满足机械强度要求，在任何恶劣的环境条件下，应保证线路在电气安装和正常运行过程中导线不被拉断；(4)满足保护条件，以保证自动形状或熔断器能对导线起保护作用，根据以上4点所选择出的截面能同时满足4个方面的要求，即为最合适的导线截面。

从发展的角度来说，线路主干线截面应按计算截面的相应规格放大1到2档来选取，以适应将来负荷的扩容。

目前，在低压电网整改、建设中，主干线截面铝绞线(或钢芯铝绞线)一般应不小于35mm²，铜芯线不小于25mm²。

低压电网导线的线径及供电距离的合理选择，对减少电能损耗的效果非常显著,我们在实际规划中应格外注意。

五．配电变压器位置、容量、型号的选择配电变压器是一个低压网络的核心，就如同人的心脏一样非常重要。

配电变压器的选择必须根据平时负荷、最大负荷和当地农村社会经济的发展而合理进行。

同样，变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。

(1)配电变压器位置的选择：农村低压电网的布局应与农村发展计划相结合，一般采用放射单向供电，供电半径一般不应大于0.5 km。

在选择配电变压器安装位置时应注意：（1）靠近负荷中心；（2）避开易燃、易爆、污秽场所；（3）高压进线、低压出线方便；（4）便于施工、运行维护。

(2)配电变压器容量的选择：首先应作好负荷预测，合理选择变压器容量，在选择变压器容量时应在满足用电需要的同时，又能使容量得到合理的利用，既要在高负荷时不过载，又要使负荷系数（用电负荷/额定容量）能经常保持在0.3以上[11]。

因此我们要在现有负荷的基础上，对3-5年内可能增加的照明、农业、乡镇企业的动力负荷进行预测、规划，合理确定变压器的台数和容量。

但是由于生活用电负荷的不断发展，使远期居民负荷很难预测，现在要将农村电器设计做到十分完美不太可能。

因此只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的服务。

(3)配电变压器型号的选择：近年来，国家新开发的节能变压器有S8和S9两大类，尤其是S9系列，其线圈全部用铜导线绕制，器身和绝缘采用新的设计和工艺，其损耗值与S7系列比较，空载损耗可降低8%左右，短路损耗可降低25%左右，节能效果较为显著[12]。

因此，新装或更换变压器时，应选择使用S9系列变压器。

六．农村配电网无功补偿的探讨无功补偿是电力网建设和改造的重要组成部分。

当前，电力网，尤其是农网的特点是：无功功率缺额很大、无功补偿的配置极不合理、补偿设备的作用没有充分的发挥[2]。