偏遠地區發展新型農村電網要因地制宜

■ 中國電機工程學會農村電氣化專業委員會 孔繁鋼

我國幅員遼闊，地區發展不平衡。尤其是西南、西北部分經濟欠發達農村地區，地域廣闊，人員相對稀少，但是風、光、水資源相對豐富。如何在這些地區建設新型農村電網，發展可再生能源，實現鄉村振興和脫貧致富，是當前社會各界、各地政府和有關企業關心的重要課題。2023 年 7 月，國家發展改革委、國家能源局和國家鄉村振興局聯合發布《關于實施農村電網鞏固提升工程的指導意見》指出，要鞏固提升脫貧地區、革命老區電力保障水平。聚焦國家鄉村振興重點幫扶縣、脫貧地區、革命老區，鞏固拓展脫貧攻堅成果，提升電力普遍服務水平。加強農村電網薄弱地區電網建設改造。

筆者2023 年深入西南和北方地區的部分偏遠縣鄉，考察調研當地新能源發展和新型農村電網建設，發現各地在實踐中有不少的經驗值得總結借鑒，在發展新型農村電力系統、消納可再生能源的過程中，要根據本地的資源稟賦，做好規劃，因地制宜、有序發展，才能取得良好的效果。

因地制宜，做好新型農村電網發展規劃

偏遠地區的農村自然條件差異很大，很難用標準統一的邊界條件和模式來做電網規劃。云南電網公司在推進現代化農村電網建設過程中，采用“一縣一可研”的要求，各縣供電局在網、省、地市供電局的指導下，因地制宜確定農村電網發展規劃，開展新型農村電網的規劃建設，取得了較好的成效。

云南省迪慶藏族自治州維西傈僳族自治縣作為“三區三州”中最深度貧困縣，是南方電網公司唯一藏區扶貧對口幫扶縣。維西電網在改造以前，存在著主網結構薄弱，配網供電能力不足，戶均配電容量、供電可靠率、電壓合格率比較低。在政策支持下，南方電網公司為加強鞏固脫貧成果，2021 年將維西傈僳族自治縣列為現代化農村電網示范縣。維西傈僳族自治縣按照當地的實際情況，結合地廣人稀、配網線路長，小水電資源豐富等特點，做好農網發展規劃，圍繞“疏通堵點、消除痛點、解決難點”入手，取得了顯著的成績。

一是根據差異化提升方案，解決了維西傈僳族自治縣內 8 回超長問題線路，重點提升線路聯絡率和可轉供電率，瀾滄江沿線建成江東、江西兩側單環網結構的自愈環網；以小投資解決農村邊界電網的聯絡問題，同步解決7 回小水電直供線路自愈難題，提高了電網的可靠性。

二是針對維西傈僳族自治縣涉藏地區高原高寒、地廣人稀、電網發展基礎薄弱等特點，以供電可靠性為抓手，以骨干電網建設、無電人口通電、異地搬遷電力保障等工程建設為重點，持續提升農村電網鞏固與提升工程。戶均配變容量由2.1千伏·安提升至 2.61千伏·安。

三是應用新技術、新設備有效的提升工作效率。配電自動化有效覆蓋率 100%，實現電力系統的實時監測和遠程調控，供電可靠率由 2020 年98.44% 提升至 2023 年的 99.95%。故障復電時間由 2020 年 5 小時降低至 2023 年 1.5 小時，電壓合格率由原來的89.41% 提高到 99.50% 。無人機自動巡檢覆蓋率、智能電表覆蓋率100%，運維成本大幅減少。推廣 V3.0智能臺區建設，實現臺區設備、環境的智能化管理和監控，提高農村配電臺區管理的精細度和效率。

經過3 年努力，維西傈僳族自治縣成為云南省現代農村電網示范區，有力地促進了當地經濟社會事業的發展，有效提高了藏區人民生活水平。

積極探索低碳經濟的新型農村電網建設新模式

偏遠地區往往地域廣大，用電負荷通常比較小，當地人的生產和生活方式差異也比較大。只是采用大電網供電到戶的做法，經常會面臨供電線路長，線路損耗大，電壓質量低和投資運行成本高等問題。在建設新型農村電網的過程中，部分有條件的偏遠地區可以充分利用當地的太陽能、風能和生物質能等可再生新能源，采用新技術，形成微電網就地供電，減少長距離輸電損耗、提高供電質量、降低運行維護成本，實現經濟和低碳雙目標。

河北省圍場滿族蒙古族自治縣地處內蒙古高原和冀北山地的過渡帶,該縣的塞罕壩地區是高原臺地，歷史上曾經是清朝皇帝的狩獵場。新中國建國后經過幾代人的努力墾荒種植，在20 000 多公頃的山地形成了有3 億多棵樹的巨大人工森林，是為北京阻擋蒙古沙漠風沙重要人工防護林地帶。由于人工種植的林場和草原防火要求高，一年中有9 個月是防火期，當地政府要求在防火期穿越草原林區的高壓線路停運，以防雷擊和線路故障而引發草原森山大火。但是，這片地區有許多農牧民村落，也有許多單位、企業在這片地區需要用電，線路和防火矛盾如何解決。國網冀北圍場縣供電分公司在省市公司的指導下利用當地豐富的太陽能、風力發電資源，創新采用偏遠地區建設微電網為主，配網為冷備用的供電方案，既提高了供電可靠性和電能質量，又解決了防火、輸電的矛盾。

塞罕壩復興地村距離35 千伏變電站約23.8 千米，處于10 千伏最末端，可靠性和電能質量得不到保證。圍場供電分公司結合該村組負荷特性，采用屋頂光伏+儲能自發自用，余電上網和風電備用方式；并配備了容量為250 千瓦/ 564 千瓦·時的儲能裝置；使用當地風場風機發電作為備用電源為該村組提供第二路可靠電源，作為該村居民晚上電取暖用的電源，在防火季節實現微網獨立運行，提高了電能質量和供電可靠性，又達成了整村全綠電運行。

塞罕壩張家灣村偏遠山區，僅有5 戶用電客戶，日常狀態下，光伏可滿足居民白天日常用電的同時，剩余電量為儲能系統充電，滿足用戶晚間、陰雨天用電和光伏停發后用電需求。打造小型光儲“離網+配網冷備用”的模式，防火及季節將存在火災隱患的分支線路轉為冷備用。在極端惡劣天氣或儲能系統出現故障情況下，可將用戶負荷切換到電網供電模式，待系統恢復正常運行后再轉為離網模式，有效提升偏遠地區供電可靠性的同時，減少了森林草原火災隱患。

加快農村電網數字化轉型為清潔能源消納保駕護航

近年來由于國家推進整縣（市、區）屋頂光伏發電，農村分布式光伏發電增長迅猛。由于農村地區用電高峰往往在夜間，光伏出力與負荷特性錯位，導致配電網消納能力嚴重不足，就地就近平衡已出現問題，部分農村電網出現配變反相重過載、三相不平衡情況；加上分布式新能源規模小、分布廣，偏遠臺區普遍存在信號通信質量差等問題，農網二遙覆蓋率低，尚未能實現接入設備的實時采集，廣泛面臨著“不可觀、不可測、不可控”的困境，制約了農村電網安全和清潔能源消納，存在如何解決發展可再生能源和安全用電的矛盾。

貴州省盤州市已并網各類分布式光伏共計2 814 家，其中居民家庭分布式光伏2 720 家，并網裝機容量共計38 731.56 千瓦，累計發電量2 955.028萬千瓦·時。隨著高比例分布式光伏“井噴式”增長，該市農村電網出現電壓越限、配變反向重過載、三相不平衡情況，對市域臺區配變及網架承載能力造成較大壓力，農村公變電壓不同程度受光伏上網影響。

為此，該市供電局在網省和地市公司的指導下，分布式光伏接入貴州省域分布式光伏監控平臺，支撐對全市分布式光伏的風險監測、智能評估和并網規劃；在分布式清潔能源高滲透臺區安裝新能源測控終端和智能光伏斷路器，支撐臺區新能源并網信息同步、邊緣計算、本地控制、拓撲識別、潮流分析及智能保護等功能；安裝了貴州電網公司創新研發的面向異構能源的協議轉換裝置，實現對分布式清潔能源的通信，支撐對于分布式能源的柔性調節，有效解決和緩解了分布式新能源接入農村配電網后所產生的問題。

圍場縣供電分公司針對偏遠山區配變臺區普遍存在信號通信質量差等問題，著力打造多方合作共贏的信息化通信示范，與相關科研單位合作，共同開發5G 電力專網及應用。臺區通訊主要依靠移動4G 和HPLC，新增變壓器配備二遙TTU，依靠4G 網絡進行通訊，部分無信號地區依靠2G 網絡進行通訊，目前分公司已經在山區配網運維方面全面開展配網與光伏無人機巡檢工作，極大提高運檢效率。

維西供電分局采用北斗通信，解決偏遠臺區信息采集問題。以我國北斗衛星導航系統中的短報文服務為通信通道，利用小型數據交換裝置，在臺變現場和用電信息采集主站系統前端同時部署，在不改變已投運設備和系統的前提下，利用北斗芯片卡接入北斗通信鏈路，完成數據傳輸工作，解決了偏遠無通信信號地區的用電信息采集難題，提高用電計量和監測的準確性和效率。

偏遠地區農村新型電網建設要注重開展投資效益評估

偏遠地區建設新型農村電網面臨著地域面積廣、投資量大、投資效率低等現實問題，往往須依靠政府財政、政策、金融資金的扶持。如何實現讓有限的建設資金發揮最大的效益，使投資可持續，真正為鄉村振興和實現雙碳目標服務，是農村電網建設健康發展的重要基礎。云南省電力公司在偏遠縣農村電網建設過程中充分重視投資效益，在規劃、可研、建設等階段環節注意節約投資，通過東西幫扶、設備利舊等措施，花小錢辦大事，取得了較好的成績。

云南省新平彝族傣族自治縣是南方電網確定的“現代農村電網示范縣”。在示范縣建設初期，該縣電網存在變電站和線路重載、10 千伏線路超長接近100 千米、供電可靠性、電壓合格率低、抗災能力弱，電網自動化、數字化基礎薄弱等諸多問題。

在網省市公司的指導下，該縣在開展農網規劃過程中，注意分輕重緩急，嚴格投入效益指標設定和過程評估，從解決電網主要問題著手，精打細算，充分利用東西幫扶的設備、器材，花小錢辦大事，經過3 年的努力，上述問題得到了圓滿解決。新平縣中壓線路可轉供電率由 2020 年的 83.1%提升到 100%，中壓線路聯絡率由 2020 年的 93.5%提升到 100%，山區超長中壓線路從100 千米縮短到50 千米以下，配電自動化有效覆蓋率由 2020 年的38.8%提升到100%；客戶平均停電時間由 2020 年的 28.7 小時下降至 3.5 小時，供電能力和供電質量顯著提升，存量線路、配變過載、低電壓清零，中壓配網網架基礎得到進一步完善，配電網自動化覆蓋率有38%提升到100%。

羊場鄉納木村分布式智能電網示范區

新平縣示范區建設投資效益:近3 年來中低壓配電網總投資 12 146 萬元，新增供電量 2.8 億千瓦·時；單位新增電量投資成本 0.4 元/(千瓦·時)；提升中壓線路N-1 通過率單位投資成本 115.9 萬元；減少客戶平均停電時間單位投資成本 157.6 萬元/小時；提升綜合電壓合格率單位投資成本 422.3 萬元。實現了規劃預期的投資效益，形成了用“小投資”解決配電網“大問題”的可復制、可推廣的好經驗。

偏遠地區新型農村電網建發展中要注意的幾個突出問題

一是要進一步重視東西幫扶的重要性。在中東部負荷密集區，有大量退役的小容量電力設備、器材，在偏遠農村地區完全可以適用，既可以大大減輕偏遠地區農村電網投資壓力，又有利于農村電網建設的低碳環保節約。相關對口幫扶單位要及時對接供給和需求資源，進一步加大農村電網東西幫扶的力度。二是要注意加快農村電網數字化轉型的步伐。數字化轉型不僅可以大大提高電網運行的效率，節約運行成本，更是新型農村電網和安全可靠消納清潔能源的必備的條件；在農村電網中要推廣成熟、廉價、可靠、易維護的數字化電力設備、采集裝置和數字化平臺。三是要關注偏遠地區的微電網、儲能等裝置的可觀可測和可維護。微電網中的許多設備和裝置有別于常規的電網設備，運行維護經驗缺乏，備品備件缺少，一旦出現問題，山高路遠，難以及時處理，尤其是電化學儲能，在北方、西南高原等極寒天氣，更容易出現問題。防止這些裝置投運后由于故障得不到及時處理而影響供電。四是要重視培養新型農村電網員工。由于偏遠地區農村條件所限，很難吸引年輕人安心在農村電網基層一線工作。目前農村供電所普遍人員老化嚴重，跟不上數字化、低碳化時代農村新型電網的快速發展。電網企業要進一步拓展人力資源思路，加大對偏遠地區農網一線工作的人員政策傾斜，創造條件讓更多的年輕人投身于新型農村電網發展。