基于對農(nóng)村電力網(wǎng)的組成及規(guī)劃的探討

李新功，石巖鑫

1.尚志市電業(yè)局，黑龍江 尚志 150600

2.建三江電業(yè)局變電工區(qū)前哨變電所，黑龍江 佳木斯 156511

1 農(nóng)村電力網(wǎng)的組成

農(nóng)村電力網(wǎng)由不同等級的電力線路和升壓變電所、降壓變電所等組成。根據(jù)農(nóng)村用電來源的不同，農(nóng)村電網(wǎng)可分為：

1）農(nóng)村自建小型發(fā)電廠的方式：農(nóng)村小型發(fā)電站有小型水電站、柴油發(fā)電機(jī)組、小型火電廠、風(fēng)力發(fā)電站、沼氣發(fā)電站、地?zé)岚l(fā)電站等。將農(nóng)村小型發(fā)電廠發(fā)出的電力輸送到附近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶處，需要架設(shè)輸送和分配電力的線路；若發(fā)電廠離用戶比較遠(yuǎn)，還需要通過升壓變電所的升壓變電器才能將電力輸送出去。具有高電壓的電力輸送到用戶附近，還得通過降壓變電所的降壓變壓器把電壓降到適合一般動力和照明用的380/220V的電壓；

2）電力系統(tǒng)供電的方式：在城市附近或大電力系統(tǒng)經(jīng)過的地方，農(nóng)村的電力用戶可直接從大電力系統(tǒng)取得用電。

2 農(nóng)村用電及農(nóng)村電力網(wǎng)的特點

由于農(nóng)村人口居住分散和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性、時令性強(qiáng)，農(nóng)村負(fù)荷小且分散等特點，使農(nóng)村用電負(fù)荷及電力網(wǎng)有下列特點：

1）負(fù)荷密度低且負(fù)荷分散：每平方公里平均用電負(fù)荷叫負(fù)荷密度。由于農(nóng)村地域遼闊，人口居作分散，用電不集中，電力負(fù)荷密度很低。因此電力網(wǎng)中小容量配電變壓器數(shù)量較多，配電點多而且分散、配電線路較長，線路上的電壓降較大、電壓質(zhì)量較差，運(yùn)行管理不方便。由于農(nóng)村負(fù)荷密度小，因此用電負(fù)荷功率也較小，農(nóng)村電力網(wǎng)的延伸面廣、規(guī)模大，不利于運(yùn)行管理；

2）農(nóng)村用電負(fù)荷受季節(jié)和氣候影響較大：一般在農(nóng)作物生長和收獲的春、夏、秋三季用電量較大，尤其是干旱季節(jié)用電經(jīng)常處于緊張狀態(tài)；暴雨時，低洼地區(qū)日夜排澇.也會造成電網(wǎng)的滿負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓過低.甚至造成電動機(jī)無法啟動。此外.農(nóng)副產(chǎn)品加工也有很強(qiáng)的季度性。不需要的季度負(fù)荷非常小；

3）負(fù)荷峰谷差大、負(fù)荷率小：農(nóng)村用電負(fù)荷峰谷差大、其最小負(fù)荷率甚至小于0.1。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，最小負(fù)荷常會有不同程度的提高；

4）允許間歇性停電，利用小時低：農(nóng)村用電主要是為電力排灌和農(nóng)副產(chǎn)品加工，因此可以采用間隙供電的方式，這對避開電力網(wǎng)高峰負(fù)荷時間較為有利。此外，由于許多電力設(shè)備，如排灌設(shè)備、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械在全年中只有很少一段時間使用，使配電變壓器和線路經(jīng)常處于輕載或停用狀態(tài)，因此農(nóng)村電力網(wǎng)設(shè)備的綜合利用小時較低。

一年中用電器具水泵的電能A，除以用電器具的裝機(jī)容量P稱為利用小時T0（T=A/P），一般鄉(xiāng)村綜合負(fù)荷利用小時為1500h～3000h。

5）負(fù)載的功率因數(shù)低：農(nóng)村電力負(fù)荷除照明用電外，一般都是小容量的交流異步電動機(jī)，加之配套不合理，安裝地點分散，功率因數(shù)較低，一般為0.6～0.7，輕載時更低。因此，必須在農(nóng)村變電所的6kV～10kV母線上或在用戶電動機(jī)端并聯(lián)電容器，以提高電力網(wǎng)的功率因數(shù)。

傳送距離遠(yuǎn)、傳送功率及電能小，農(nóng)網(wǎng)設(shè)備和線路的利用率低，使農(nóng)網(wǎng)供電成本偏高。

3 農(nóng)村電力網(wǎng)的規(guī)劃

3.1 電力負(fù)荷的分類和構(gòu)成

1）電力負(fù)荷及負(fù)荷分類。電力負(fù)荷指電力系統(tǒng)某部位的功率，可分為有功負(fù)荷和無功負(fù)荷，其有功功率叫有功負(fù)荷，無功功率叫無功負(fù)荷。

按電能的生產(chǎn)、供給和使用過程分類可把負(fù)荷分為用電負(fù)荷、供電負(fù)荷和發(fā)電負(fù)荷。用電負(fù)荷就是電力系統(tǒng)內(nèi)各個用電戶在某一時刻所消耗的功率總和。供電負(fù)荷就是電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠在某一時刻供給電力網(wǎng)的總功率。發(fā)電負(fù)荷就是電力系統(tǒng)各發(fā)電廠在某一時刻實際發(fā)電功率的總和。三者的關(guān)系是：發(fā)電負(fù)荷減去廠用負(fù)荷等于供電負(fù)荷；供電負(fù)荷減去電力網(wǎng)的功率損耗等于用電負(fù)荷。

按照用戶和負(fù)荷的重要程度，將電力負(fù)荷分為3類：

（1）類負(fù)荷：該類負(fù)荷停電后，會造成人身傷亡和重大設(shè)備損害；

（2）類負(fù)荷：該類負(fù)荷停電后，將引起主要設(shè)備損壞，會造成大量廢品、大量減產(chǎn)、帶來一定經(jīng)濟(jì)損失；

（3）類負(fù)荷：所有不屬于I、II類負(fù)荷的用戶負(fù)荷，即為第III類負(fù)荷，如一般工廠、城鄉(xiāng)照明等。

為了保證重要用戶的供電，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)事故或系統(tǒng)電源緊張時，將根據(jù)負(fù)荷的重要程度，進(jìn)行合理限電。

2）負(fù)荷曲線。電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷是時刻在變化的。電力負(fù)荷隨時間而變化的特性曲線叫做負(fù)荷曲線，分為日、周、年負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線等幾種。

日負(fù)荷曲線表示電力負(fù)荷數(shù)值一晝夜0時～24時的變化情況；周負(fù)荷曲線表示1周內(nèi)每天最大負(fù)荷的變化狀況；年負(fù)荷曲線表示1年內(nèi)各月最大負(fù)荷的變化情況。

3）負(fù)荷的構(gòu)成。這里指用戶負(fù)荷的構(gòu)成，也就是分析一個地區(qū)、一個部門、一個行業(yè)的用電量。

3.2 農(nóng)村供電電源的選擇

農(nóng)村用電一般可由地區(qū)電力網(wǎng)供電，但也應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)啬茉矗缋盟Α⒘淤|(zhì)煤等發(fā)電，建設(shè)小型水電站或火電廠。在由電網(wǎng)供電的地區(qū)，農(nóng)忙或突擊排灌時，也可利用柴油機(jī)發(fā)電作為補(bǔ)充。

3.3 配電電壓的選擇

農(nóng)村電力網(wǎng)一般用6kV～10kV電網(wǎng)供電而不另建變電所時，也可采用38/0.4kV變壓器直接配電。

3.4 線路布局

架空輸電線路將電源和用戶連接起來，它的結(jié)構(gòu)形式與電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著密切關(guān)系。一般線路的布局形式如圖1所示。其中圖（a）、（b）、（c）結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便，主要缺點是供電可靠性差。而圖（d）雖然供電可靠性較好，也較為經(jīng)濟(jì)，但運(yùn)行調(diào)度較復(fù)雜，故障時電壓質(zhì)量差；圖（e）結(jié)先的先決條件是有2個或2個以上電源，且與負(fù)荷點的位置應(yīng)得當(dāng)。

圖1 線路布局形式

35kV及以下各級電壓線路要有一個經(jīng)濟(jì)、合理的供電半徑。35kV線路一般不超過40km，線路應(yīng)避免迂回供電和近電遠(yuǎn)供。線路導(dǎo)線截面要按經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行選擇，其計算負(fù)荷對于一般供電線路要考慮5年的發(fā)展，電廠的并網(wǎng)線路要考慮電廠全部裝機(jī)滿發(fā)時，需經(jīng)線路送出的最大負(fù)荷。

3.5 低壓電力網(wǎng)的合理布局

低壓電力網(wǎng)的合理布局要解決兩個問題，一是確定低壓線路的合理供電半徑；二是確定配電變壓器的位置和容量。

[1]韓娜，許躍進(jìn).農(nóng)村低壓電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計應(yīng)用軟件開發(fā)[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009(4).