农村电网智能化建设的思考

农村电网智能化建设的思考农村电网智能化建设的思考近几年来，智能电网倍受发达国家和地区的关注，美国、欧洲和日本已经进行了积极的探索，并取得了一些进展．在此背景下，中国也提出了“建设坚强智能电网”的目标．为进一步转变电网发展方式，全面推进特高压与各级电网的协调发展，加快建设世界一流电网，更好地满足经济社会发展需要，要从保障能源安全、优化能源结构、促进节能减排、发展低碳经济、提高服务水平的要求出发，全面建设统一坚强的智能电网卜．统一坚强智能电网是以统一规划、统一标准、统一建设为原则，以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的中国国家电网．农村电网是中国国家电网的重要组成部分，县城及农村用电量已占全社会用电量的52 以上，而且发展速度迅猛，农村电网智能化建设是智能国家电网建设不可缺少的重要组成部分．加快建设以坚强为基础、智能为特征的新型农网，是新时期农电工作面临的目标和挑战，也是实现农网与各级电网协调发展的必然要求]．1 农村电网特点目前，中国的农村电网仍然存在着网架结构薄弱、供电可靠性低、损耗高、电能质量差、设备落后、自动化水平低、电价水平偏高、改造资金缺口较大等落后现象口]．社会主义新农村建设、村镇化建设以及“家电下乡”等政策的实施导致农村用电负荷快速增长，现有的农网供电能力和供电条件远不能满足农村日益增长的用电需求．中国农村经济发展水平与城市相比还有相当大的差距，农村电网呈现3个特点．1)用户特点．农村居民用电户数量庞大，用电量不高．2008年，国家电网公司经营区域内农网供电客户中，农村用电户数为2．07亿户，占农电系统总用户数的81．3 7% ，售电量占总量的40．47% ，生活用电户数约占总数的9O %，但居民生活用电量仅占总量的18 %．农村用户分布广泛，负荷分散，发展不平衡．与城市负荷和供电范围相对集中的特点相比，农村电网具有地域分布广、范围大、负荷分散的特点，除部分经济发达地区较接近城市外，绝大部分地区负荷密度较低，农网负荷的分散性对电网延伸、数据通信及信息共享造成很大难度；中国农村居住和农业生产活动分布广泛，不同地域或同一地域不同区域间经济发展水平的不平衡及产业结构、地理条件的差异造成用电需求差异较大．另外，由于农业生产与气候有密切关系，因而农村负荷季节性变化明显．2)电网特点．农网中普遍采用220／110／35／10／0．38 kV 或220／66／10／0．38 kV电压制式．农村电网分布广、负荷分散以及线路供电半径较长，与城网相比，农村电网点多面广，农网末端分布的地形、地貌相对复杂，电网运行环境相对恶劣．农网采用架空线居多，在山区、丘陵地带进行农网建设与运行维护存在较大困难．3)企业管理特点．农网供电企业具有管理体制多元化、人员构成复杂的特点．目前，中国农电管理机制采用国家、网省、地市、县4级管理，初步形成了与农村经济发展相适应的农电行业管理体系．按资产的隶属关系，县供电企业分为直供直管县、股份制县、代管县3种类型，农电企业管理水平参差不齐，企业经营状况和人员素质差异较大，乡镇供电所和农电工是中国农电的特有模式，农电工约占县供电企业员工人数的48%，高中及以上学历农电工约占农电工总数的5O% ．这种多元化的管理体制造成农电统一规划、统一建设、统一调度和统一管理的难度加大．综上所述，由于中国农村负荷点多面广、经济发展水平与城市差距大、人员综合素质参差不齐等原因，农村电网具有特殊的技术经济规律，在建设与发展中应充分权衡技术先进性和经济性．2 农网智能化含义农网智能化的基本特征是技术上体现信息化、自动化、互动化，管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化]．信息化、自动化、互动化是农网智能化的技术特征．信息化是统一坚强智能电网的实现基础，在农网中体现为有效整合农电管理信息资源，消除信息孤岛，依靠农网智能通信手段，利用信息集成技术解决方案，为农电业务一体化管理提供智能决策支持；自动化是统一坚强智能电网发展水平的直观体现，在农网中体现为适应农网特点和运行环境，适度提高农网智能装备水平，依靠面向多点分散数据的低成本高可靠通信系统、实用化高效信息采集传输及集成应用自动化与优化运行系统，实现农网自动化运行控制与管理水平提升；互动化是统一坚强智能电网的内在要求，在农网中体现为电力供应与农村社会发展需要相适应，采用智能用电与互动化新技术，通过信息实时沟通分析，为用户提供透明、友好、便捷、安全服务，实现农村分布式电源和储能装置的灵活接入，促进电能的安全、高效、环保应用．电台区设备(变压器、开关)状态参数监测、无功补偿本地／远程控制投切、漏电保护监测管理、谐波监测、三相不平衡监测、电量抄录、远程通信等功能于一体智能配电终端解决方案；③形成智能控制终端的标准体系，并组织示范应用．3．3 农网自动化与优化运行的建设1)农网中低压电网统一采集与交换平台．实现：①通信系统建设管理、采集交换系统建设及应用分析系统建设三者之间的有序分离，互不干扰，为智能配电网建设提供数据采集交换支撑；②数据采集交换高度的完整性、一致性、及时性、开放性、灵活性和易维护性；③原始数据服务与业务应用系统的统一接口；④业务应用系统接入的空间可移动性；⑤数据采集中心的更高等级的统一安全防护．2)农网智能调度．①提出计及分布式能源接入的能量优化调度技术解决方案，研究以安全经济运行为目标的高级调度及智能决策支持系统；②完成涵盖农网县供电企业的调度、集控、配网、调度及配电管理的统一技术支撑平台技术研究和开发，实现县供电企业一体化、可视化、多维化的生产调度；③建立调度系统安全防护体系E7-9~．3)基于多能源互补的农村配网经济运行理论．①建立计及无功运行优化的配网经济运行区域计算模型，提出农网运行方式优化和负载经济调度原则和方法；②提出节能型配电变压器优选方法；③建立分布式电源下配网经济运行的理论和方法；④开发适应农网的资源优化配置和安全稳定约束的优化决策实用软件，满足在线应用要求．4)极端外部灾害下农网风险预警与智能控制．实现极端外部灾害下农网风险预警、评估、预防控制和应急控制辅助决策功能，构建极端外部灾害下农网智能控制系统．3．4 农网智能通信的建设1)多点分散的低成本、高可靠混合通信．提出适合中国智能配网通信要求的低成本可靠通信技术方案，实现智能配电网分布式智能传感器网络数据的高可靠、实时性通信，解决智能配电网大范围、多测量点通信问题，为智能配电网电力基础设施的监控提供通信平台支撑．2)农网数字载波通信．①建立农网线路中电力线载波信道模型；②提出基于农网线路的数字载波通信的自由路径算法；③研制面向农网线路的实用化的电力线数字载波通信装置，建立示范工程．3)农网无线宽带通信网络．①提交构建电力宽带无线通信专网的技术解决方案；②编制电力无线宽带通信技术标准规范；③研制无线白组网络通信系统．3．5 农电管理与信息化的建设1)农网统一数据管理平台．提出基于地理信息平台的分布式农网运行管理技术和信息集成技术解决方案，提出适合中国农网管理模式的农网统一数据管理体系架构，解决相关关键技术，开发高性能、实用化软件系统，为农网的生产运行管理和经营服务提供有效的农网统一数据管理平台，并通过工程试点和制定配套标准，推动农网统一数据管理平台在农网管理中的实用化应用．2)农电业务监管和分析技术．站在中国农电系统角度，构建统一的农电企业发展战略体系，建立统一的农电业务监管模型，建设能够为企业提供辅助决策分析的供电企业经营指标分析系统、基于农电企业经营和绩效管理评价模型的农电企业绩效评估及考核系统和基于农电企业的发展战略模型的农电企业经营发展战略专家信息系统，为农网信息化管理提供核心支持．3)分布式地理信息系统在农网数字化及防灾减灾中的应用．研发农网分布式地理信息平台，实现配电设备运行监测与预警、快速应急恢复供电最佳路径分析与优化组织调度等功能．3．6 智能用电及互动化技术1)农网智能用电互动化支撑技术．①提出满足双向互动技术要求的装置和系统技术方案；②提出用户需求分析和预测模型和算法设计；③开发双向互动营销技术支持平台软件．2)交互式农网用电信息测控终端技术．提出农网智能用电信息采集系统技术方案，开发交互式农网用电信息测控终端．3．7 分布式电源及微网技术1)客户分散式能源及储能元件接入监控技术．①提出客户分散式能源入网及监控技术方案；研制接入电网监控装置，客户分布式电源接人电网监控试点；②完成客户分布式电源接入电网监控系统体系建设；③完成客户小型储能元件接人试点E ．2)多能源互补的能量优化系统．①掌握农村分布式能源调度数据采集和监视技术和实时调度控制技术；②掌握分布式电源发电能力预测技术、考虑新能源接人的安全约束机组组合和经济调度技术、发电备用管理技术；③开发出适应新能源接入的一体化调度控制支撑平台，支持跨区域资源优化配置和清洁能源充分利用，保障电网经济高效运行．4 农网智能化工作的建议1)认真做好农网智能化建设组织规划．农网建设涉及面广，各地区管理与发展水平不尽相同，农网智能化建设涵盖多个环节，研究工作和建设任务十分复杂，为切实做好这项工作，应该认真组织农网智能化建设规划，科学制定工作计划，统筹开展科技攻关和试点建设工作，结合已有的电力、通信、自动化等相关的标准和规范体系，形成农网智能化标准规范体系框架，推动适用于农网智能化建设的标准和规范体系的建立和完善．2)尽快开展农网智能化相关技术研究．农网作为国家电网的重要组成部分，农网智能化是坚强智能国家电网不可或缺的环节，建议将农网智能化相关技术研究作为公司智能电网重点研究内容，尽快组织力量开展符合农电特点的智能化关键技术研究，使农网智能化建设与主网协同推进．3)开展农网智能化建设试点工作．在对科研成果充分评估论证的基础上，选择典型地区启动一批试点示范工程建设，重点在农网配电自动化、农网智能配电台区、农村用电信息采集等基础性关键技术领域，探索典型建设模式，为下一步全面推进农网智能化建设积累经验．4)充分共享利用智能电网共性技术研究成果．公司智能电网关键技术研究框架中已经提出了智能电网各个环节及支撑支持技术研究内容、研究目标和详细计划，其中多项关键技术可以直接应用于农网，建议公司在筹划农网智能化建设时，充分利用和共享这些研究成果，把更多的研究力量投入在具有农网自身特点的技术研究和开发上面．5)争取政策支持加大农网投入力度．农村电网是农村经济社会发展的重要基础设施和公用事业．当前农网面对农村经济发展和国家推行家电下乡等惠农政策，建设改造任务十分繁重，需要大量资金．智能电网建设有助于更好地服务于农村经济社会发展，符合国家节能减排政策方向，建议积极向政府争取投资政策支持，有效发挥电网企业的投资作用，促进农电健康持续发展．5 结语农村电网是中国电网的重要组成部分，推进农网智能化建设是建设统一坚强智能电网的重要内容．农村电网是中国经济社会发展的基础设施和重要的公用事业，是新农村建设的基本保障．建设智能化的新型农网，充分发挥农网在资源优化配置、全面服务国民经济发展中的作用，对落实各级电网协调发展的智能电网发展目标，对中国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义．因此，在农网智能化建设的过程中要本着“科学规划，示范先行”、“因地制宜，注重实效”、“优化整合，集成创新”、“产研合作，重点突破”的原则，统筹协调推进农网的建设和发展，确保农网发展与城网、各级电网发展相协调，建设以“坚强、智能”为特征的新型农村电网，实施“新农村、新电力、新服务”的农电发展战略．。