高山地區供電質量優化策略研究

蔣兆芳 張俊

摘 要：高山地區電力設備架設難度較大，成本較高，自然環境較差，容易受到自然環境、野生動物、氣候異常等因素的影響，因此，如何對高山地區消費者提供持續高效的供電，確保不中斷供電或及時恢復供電，是一項綜合性系統工程。本文僅以恩施高山地區為對象，從高山地區可能遇到的特殊情況來分析高山地區電力供應所需要采取的特殊措施，為改善電力供應決策提供參考。

關鍵詞：高山地區;電力供應;突發因素

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0173-02

1 恩施地理氣候環境

1.1 地理環境

恩施自治州位于鄂西南山地，地處我國第二階梯東緣，屬云貴高原東部延伸部分，即由北部大巴山脈南緣分支——巫山山脈，東南部和中部屬苗嶺分支——武陵山脈，西部大婁山山脈北延部分——齊躍山脈等三大主山脈組成。全州地勢屬三山鼎立，呈現北部、西北部和東南部高，逐漸向中、南傾斜而相對低下，其地貌基本特征是階梯狀。由于受新構造運動間歇活動的影響，大面積隆起成山，局部斷陷，沉積形成多極夷面與山間河谷斷陷盆地，并存在一至二級河谷階地，呈現明顯層狀地貌。境內海拔1200米以上的高山地區占29.4%，800-1200米的二高山地區占43.6%，巖溶地貌發育明顯，碳酸鹽巖類（石灰巖、白云巖）面積占總面積54.4%，裸露的碳酸鹽巖受溫暖多雨氣候的影響，境內溝壑縱橫，山間谷地星羅棋布，大河小溪成樹枝狀分布，深谷、石芽、漏斗、育谷、伏流、溶洞、沖、槽、石林等自然景觀隨處可見。

1.2 氣候環境

恩施地區屬亞熱帶山地季風濕潤性氣候，地形錯綜復雜，地勢高低懸殊，以呈現出極其明顯的氣候垂直地域差異。熱量、溫度隨地勢升高而下降，占全州近30%的高山地區年平均氣溫在6.5-11.5攝氏度之間，最冷月份平均氣溫在0-5攝氏度之間。部分地區最冷平均氣溫在-5攝氏度以下，全年接近一半的時間有霜凍。氣候垂直分布明顯，小氣候特征突出，受多種因素的影響，泥石流、冰凍陰雨、洪澇、低溫冷害、冰雹、大風等自然災害時有發生。

1.3 人口分布

恩施州現有人口近403萬人，分散居住在全州24111平方公里土地上，其中恩施市人口最多，約75萬人，鶴峰縣人口最少，約22萬人。全州分散在農村、山區的人口近300萬人，占人口總數的70%以上。總的來說，人口分布非常分散，幾乎遍布四大山脈的每一個角落。

2 電力供應中存在的制約與問題

近年來，在恩施州各級黨委政府和電力部門的共同努力下，電力線路已經鋪設到每一個村村寨寨，結束了恩施州窮苦人民點煤油燈的歷史。而且，隨著科技的進步，恩施現有的電力設施也在一次次地更新和提檔升級，即將完成新一輪的農網改造，全面改善恩施人民的用電質量。但是，作為邊遠山區的恩施，受種種自然條件的限制，其用電環境仍然面臨著一些需要不斷消除的瓶頸和不斷改進的問題。主要表現在以下幾個方面：

2.1 供電成本偏高

受多種因素影響，恩施州的供電成本普遍較高：（1）人口居住分散，供電線路多而遠，線路損耗很大。恩施地區特殊的地理環境，山大人稀，供電半徑較大，絕大部分供電線路跨越溝壑、峽谷、深山密林，線損常年居高不下;（2）地形地貌復雜，海拔高，相對高差大，陡峭、植被茂密，特殊的地形、地質、水文氣候等因素，對電力工程建設，特別對送電、勘測等工作影響較大，線路架設難度大，投資耗費巨大;（3）電力后期服務需要大量的人力，耗費大量的客服人員精力，人工成本很高，遇陰雨、洪澇、低溫冷害、冰雹、大風等氣象災害，給電力后期服務帶來極大的挑戰;（4）供電網絡維護工作量大，山高路遠，交通極為不便，地質多為斷陷帶和山體滑坡帶、冬天覆冰嚴重，夏天雷電頻率高，山口風力大，輸電線路沿河谷地帶走向，走線路徑通道狹窄，線路水平檔距、垂直檔距極不均勾，高山地區獨特的地理氣候條件，給輸配電維護帶來極大的困難，既增加了供電成本，也降低了工作效率。

2.2 電力開發不足

恩施州蘊含豐富的水能資源，一方面海拔從3000米到500米，有巨大的落差;另一方面境內溪河密布，受亞熱帶季風氣候影響，降雨充沛，水流量較大，有滿足電力發展的水量。目前，全州已對部分開發條件相對較好的河流進行了開發，小水電作為清潔能源，對促進農村經濟社會發展發揮了重要作用，上世紀70年代到90年代，恩施州電力奇缺，發展地方經濟解決居民照明全靠小水電支撐，進入本世紀，全省水電開發熱潮空前高漲，共有近288座小水電投入運營，部分民營資本也開始投資小水電建設，但開發的水能僅是全州水能資源中的極小一部分。

2.3 自然災害多發

恩施州境內地理環境復雜，自然災害多發，輸電線路走廊跨越山區、河流、密林，發生大范圍洪澇災害、山體滑坡、輸變電設施范圍覆冰等嚴重自然災害可能造成電力設施大面積損毀，導致電網大面積停電。復雜的地理環境，給后期設備維護帶來極大不便，特別是對于特殊邊遠山區，交通極為不便，有些甚至不通公路，供電設備全靠當地背蔞電工肩挑背扛進村入戶，難度之大可想而知。

2.4 應急反應滯后

近年來每年冬季，全州的電力線路都要接受冰凍災害的考驗，特別是2008年嚴重冰災，全州電力線路受災范圍之廣，程度之深，搶救恢復之難，極大地挑戰了當地供電部門的供電保障能力和應急搶險水平。大雪導致的冰凍災害摧毀了電力系統，供區內無數輸電桿塔因不堪冰雪負重接連倒下，全州停電超過半月，特殊邊遠山區停電甚至長達1個月之久。此后，各有關部門紛紛制定應急預案，但受到地理、交通、氣候等多重因素的影響，應急反應的速度遠遠不能滿足人民群眾現實生活的需求。

2.5 用電客戶對供電質量提出了新的更高的要求

隨著國民經濟快速發展和人民生活水平的不斷提高，以及改革開放的深入推進，打工經濟的發展逐漸豐富了群眾的腰包，加上農業支持政策、家電下鄉補助等政策的實施，山區發展的生活條件大為改善，人們對電力的需求越來越大，現有的配電網絡和配電模式已很難滿足社會發展的要求。

3 提升山區供電水平的初淺探討

隨著電力體制改革的不斷深入，我州電力系統已正式收歸國家電網，在新的農網改造實施之際，建議有關部門加強對恩施山區特殊實情的研究，加強對新的供電技術的研究，制定有針對性的切實有效的措施，從根本上提升供電水平與供電質量，解決電力供應中出現的瓶頸問題和難點問題。個人認為，可從以下幾個方面進行努力：

3.1 進一步提升智能技術應用水平

增加智能技術在電力供應各個環節中的應用，組織技術力量設計適合高山地區使用的人工智能系統，研究制定供電控制、線路監測、計量收費、供電安全智能反應體系。尤其是要突出智能技術在供電安全、電路監測、電量使用等方面的突出優勢，進一步為高山地區供電節約安全監測、抄表計費等人力資源。注重智能技術的科技性與實用性，讓普通工人能操作，普通群眾能理解。

3.2 改進遠距離輸電技術

改進遠距離輸電技術，減小供電半徑，采取相應技術措施，降低供電線損。研究適應高山地區普遍采用的遠距離輸變電設施和技術，重點從三個方面進行突破。（1）投入資金和人才，引進低損耗輸電電線，改進輸電設備和條件，進一步降低線損，提高供電質量。（2）根據當地的氣候變化和自然環境研究制定特定輸送方案，制定最節約能耗的輸送方式，以降低配電網的電能損失，提高供電電壓質量。根據線路中的電能損失與線路結構和負載性質，通過線損分析找出影響損失的主要因素，并針對各要素采取相應的方案，以取得較大降損效果和經濟效益。（3）針對電網電能損失的規律和特點采取相應的技術措施。1）調整、完善電網結構。在電網規劃建設與改造過程中，充分考慮對線損的影響。電網結構布局合理，不僅能對客戶提供合格的電能，電力企業本身長期低損、高效運行，也能實現較高的經濟效益。2）調節線路電壓。在負載功率不變的條件下，提高線路電壓，線路電流相應減少，線路損失隨之降低。3）提高功率因數。設法提高電力網中各個組成部分的功率因數，以充分利用發變電設備的容量，增加其發輸電能力，減少供電線路中的有功功率損耗和電能損耗，功率因數降低，線路電壓損失增加，以致負載端電壓下降，降低線路中的電壓損失與電壓波動，以達到節約電能和提高供電質量的目的。

3.3 提升應急預案反應速度

重點做好兩方面的應急預案，（1）一般性突發事件導致小范圍停電;（2）大范圍突發事件導致停電。對于一般性突發事件，要結合各個區域內可能出現的情況，制定詳細的、操作性強的、高效的應急處理措施。對于大范圍的突發事件，要從技術保障方面入手，開展電網理論和技術研究，應急指揮和應急平臺建設，依托調度自動化和其他信息系統，加速應急信息的交換與共享。采用新技術、新裝備提高電力系統安全穩定控制水平。特別要開展大面積停電恢復控制研究，統籌考慮電網恢復方案和恢復策略。

3.4 加強冰凍防治技術研究

加強輸電線路防凍、防覆冰技術研究，建立自動防凍技術體系，應對霜凍期特別是高山地區冰凍期的電力輸送。分類分區域采取不同的防冰凍技術，高山地區以設備防冰凍與應急解凍技術相結合的方式進行，高山地區根據實際推廣防凍融冰技術等，主要以建立應處理體系為主。

3.5 加大水電綜合開發力度

挖掘山區水電資源的巨大潛能，全方位加大力度深入開發。（1）有關部門加強對水電開發的規劃，指導水電資源的合理開發，防止亂開濫采，導致資源浪費，增加后期深度開發的成本。（2）部門聯動，大膽創新，合理引進民間資本進入電能市場，推動小水電開發。（3）加強小水電開發技術研究，通過技術革新，提升區域水電開發的利用效率，提升水電開發效率和經濟效益。

4 結語

隨著經濟的快速發展，人民群眾生活水平日益提升，對電力供應要求越來越高。恩施地區作為國家西部大開發的重要戰略區域之一，也是我省生態文化旅游圈的核心地帶，這些都是恩施推動基礎設施快速發展的有利時機。因此，有關部門應在黨委政府的領導下，抓住時機，立足長遠，整合資源，以技術革新為核心，深入推進電力供應設施和技術的雙重創新，全面提升供電質量和供電水平，最終實現企業效益和群眾利益的雙豐收。