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【摘 要】我国农村经济快速发展，农民收入增加快速，农民的能源需求消费猛增。进行农网智能化建设，将大幅提高能源的利用效率，加大新型能源的有效供给，从而满足农民生活和生产对能源的需求。作为电力勘测设计院的设计人员，将从规划设计的角度探讨县级农网的智能化。
【关键词】县级农网；农网特点；智能化；设计；
近幾年来，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。而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。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。
1.1用户特点
农村居民用电户数量庞大，用电量不高.农村用户分布广泛，负荷分散，发展不平衡。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。
1.2电网特点
农网中普遍采用220/110/35/10/0.38kV或220/66/10/0.38kV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，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。
1.3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。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、农网智能化建设的主要内容
2.1农网供电模式及优化规划
根据不同地区县城、城郊和农村实际情况，建立适合各类典型区域配电网供电模式，开发智能配电网辅助规划决策支持系统；提出满足互动化要求和应对多能源互补需求的农网负荷特性及负荷预测方法，提出区域电压等级优化、区域智能配电网接线方式、智能配电网布局优化方法、智能配电网装备优化选择；提出满足互动化要求和多能源互补条件下的智能配电网供电模式。
2.2农网智能装备的建设
（1）农网智能化变电站的建设。①适合东、中、西部地区农网数字化变电站的建设模式，解决农网变电设备在线监测关键技术。②变电站设备优化检修方法；③变电站设备的智能化控制策略，实现基于状态的变电站主设备全寿命周期综合优化管理。
（2）高可靠农网智能配电开关的建设。①研制智能选相控制断路器。制造非平面接触结构开关操动机构，提出高性能开关操动机构性能评价测试方法，拓展高性能开关操动机构应用范围；②研制固体绝缘开关，逐步替代SF6气体绝缘，提出适用于国产化加工手段的固体绝缘制造工艺方法，提高检测技术，制造固体绝缘开关设备。
（3）农村智能配电台区/配电柜/配电箱的建设。①研制符合智能配电网功能需求的智能配电柜和箱变，提出智能配电台区的自组织、自管理的技术方案，使配电台区的智能化有先进的自适应能力和高效的系统控制性能。②提出集配电台区设备（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、县级配网的自动化建设方案
3.1基于故障指示器的故障定位系统
故障指示器通过检测短路电流的特征来判别短路故障。通过在分支点和用户进线等处安装短路故障指示器，可以在故障后借助于指示器的指示，迅速确定故障分支和区段，大幅度减少了寻找故障点的时间，有利于快速排除故障，恢复正常供电，提高了供电可靠性。近年来还发展了具有同时检测单相接地故障和相间短路故障的的二合一故障指示器，使得指示器的功能进一步扩展，而且它的通信可以采用GSM短信方式、GPRS/CDMA等通信方式，所以在此基础上配合安装一定数量的通信终端，可以将故障指示器的动作状态发送到控制中心，在控制中心的计算机地理图上或单线图上直接定位故障点，大大提高了故障指示器定位故障的自动化程度和故障处理效率，是一种最经济实用的自动化方案。这种方案不需要改造一次设备，主要是在现有设备条件的基础上加装故障指示器和通信终端，就可以初步实现故障的快速定位，减少故障巡查和故障处理时间，而且投资省，见效快，容易实施，也容易推广。
3.2在故障定位系统基础上升级的二遥方案
这种方案是在第一种方案的基础上增加监测终端，除了具有第一种方案的功能外，可以实时监测电流和开关状态，实现对电网的基本监测。在故障自动定位系统的基础上增加线路电流的测量和监测，在很多情况下可以更进一步满足我们对配网的基本监测要求。而利用故障指示器本身作为电流测量探头，正常情况下监测负荷电流并定时上送，故障情况下检测故障电流并给出故障指示的技术已经获得突破，将大大提高该自动化方案的实用性，使得我们不需要对现有任何一次设备进行改造，即可实现对配网的两遥监测（遥测、遥信）。事实上，大多数需要遥测的地方，只要监测负荷电流，已经可以满足我们对配网的监测要求。对于县级电网而言，这种方案采用GPRS/CDMA等通信方式基本就能满足需要。
3.3分布式智能控制方案
这种方案主要是用智能控制器配合电动开关，实现故障自动隔离和自动转供电，是在原来的电压分断器、电流分断器、重合器技术基础之上发展出的一种技术，投资省、见效快、可靠性高，不需要通讯。通过给电动负荷开关、断路器配置一台智能自动化装置，综合监测线路电流、开关两侧电压、结合开关状态的检测，在故障情况下可以自主判断故障位置，自动跳开故障区段的两侧开关，自动合上联络开关，实现故障区段的自动隔离和非故障区域的恢复供电。如果在这种方案的基础上增加通信装置，可以自动升级为标准的FTU，实现三遥（遥测、遥信、遥控）功能，比较适合手拉手供电的环网系统使用。
3.4具有通信功能的分布式智能控制方案
这种方案是在第三种方案的基础上，增加局部光纤通信，环网内的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒级的时间内直接跳开离故障点最近的两侧开关，而变电站出线开关并不需要跳闸，这使得停电区域最小，同时联络开关自动合闸转供，保证停电时间最短，而且这种方案即使在网络通信失效的情况下，该环网中的设备会自动转为第三种方案工作，从而保证故障处理的功能不会丧失。这种方案的特点是停电范围最小、停电时间最短、效率高、投资省、见效快、可靠性高，适合具有光纤通信通道的场合，对供电可靠性要求较高的电网可以考虑使用这种方案。
结束语
农网智能化建设是个过程，它的建成是循序渐进、逐步深入的，不可能一蹴而就。比如在经济不是十分发达、电网基础也不太牢固的中西部地区，农网智能化建设的着力点应该在用电信息采集上，集中力量更换智能电表，完善数据库。在发达地区，可以搞配电自动化，甚至营配调一体化。通俗说就是，钱少先从硬件开始。不发达地区进行农网智能化建设，应先集中力量建设花钱不是很多的硬件；而发达地区，各方面基础都比较好的，可以软件、硬件建设兼顾。
参考文献：
[1]梁元.农网智能化普惠寻常百姓家，2011.
[2]王金宇.农网智能化建设中的技术创新，2012.
【关键词】县级农网；农网特点；智能化；设计；
近幾年来，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。而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。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。
1.1用户特点
农村居民用电户数量庞大，用电量不高.农村用户分布广泛，负荷分散，发展不平衡。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。
1.2电网特点
农网中普遍采用220/110/35/10/0.38kV或220/66/10/0.38kV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，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。
1.3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。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、农网智能化建设的主要内容
2.1农网供电模式及优化规划
根据不同地区县城、城郊和农村实际情况，建立适合各类典型区域配电网供电模式，开发智能配电网辅助规划决策支持系统；提出满足互动化要求和应对多能源互补需求的农网负荷特性及负荷预测方法，提出区域电压等级优化、区域智能配电网接线方式、智能配电网布局优化方法、智能配电网装备优化选择；提出满足互动化要求和多能源互补条件下的智能配电网供电模式。
2.2农网智能装备的建设
（1）农网智能化变电站的建设。①适合东、中、西部地区农网数字化变电站的建设模式，解决农网变电设备在线监测关键技术。②变电站设备优化检修方法；③变电站设备的智能化控制策略，实现基于状态的变电站主设备全寿命周期综合优化管理。
（2）高可靠农网智能配电开关的建设。①研制智能选相控制断路器。制造非平面接触结构开关操动机构，提出高性能开关操动机构性能评价测试方法，拓展高性能开关操动机构应用范围；②研制固体绝缘开关，逐步替代SF6气体绝缘，提出适用于国产化加工手段的固体绝缘制造工艺方法，提高检测技术，制造固体绝缘开关设备。
（3）农村智能配电台区/配电柜/配电箱的建设。①研制符合智能配电网功能需求的智能配电柜和箱变，提出智能配电台区的自组织、自管理的技术方案，使配电台区的智能化有先进的自适应能力和高效的系统控制性能。②提出集配电台区设备（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、县级配网的自动化建设方案
3.1基于故障指示器的故障定位系统
故障指示器通过检测短路电流的特征来判别短路故障。通过在分支点和用户进线等处安装短路故障指示器，可以在故障后借助于指示器的指示，迅速确定故障分支和区段，大幅度减少了寻找故障点的时间，有利于快速排除故障，恢复正常供电，提高了供电可靠性。近年来还发展了具有同时检测单相接地故障和相间短路故障的的二合一故障指示器，使得指示器的功能进一步扩展，而且它的通信可以采用GSM短信方式、GPRS/CDMA等通信方式，所以在此基础上配合安装一定数量的通信终端，可以将故障指示器的动作状态发送到控制中心，在控制中心的计算机地理图上或单线图上直接定位故障点，大大提高了故障指示器定位故障的自动化程度和故障处理效率，是一种最经济实用的自动化方案。这种方案不需要改造一次设备，主要是在现有设备条件的基础上加装故障指示器和通信终端，就可以初步实现故障的快速定位，减少故障巡查和故障处理时间，而且投资省，见效快，容易实施，也容易推广。
3.2在故障定位系统基础上升级的二遥方案
这种方案是在第一种方案的基础上增加监测终端，除了具有第一种方案的功能外，可以实时监测电流和开关状态，实现对电网的基本监测。在故障自动定位系统的基础上增加线路电流的测量和监测，在很多情况下可以更进一步满足我们对配网的基本监测要求。而利用故障指示器本身作为电流测量探头，正常情况下监测负荷电流并定时上送，故障情况下检测故障电流并给出故障指示的技术已经获得突破，将大大提高该自动化方案的实用性，使得我们不需要对现有任何一次设备进行改造，即可实现对配网的两遥监测（遥测、遥信）。事实上，大多数需要遥测的地方，只要监测负荷电流，已经可以满足我们对配网的监测要求。对于县级电网而言，这种方案采用GPRS/CDMA等通信方式基本就能满足需要。
3.3分布式智能控制方案
这种方案主要是用智能控制器配合电动开关，实现故障自动隔离和自动转供电，是在原来的电压分断器、电流分断器、重合器技术基础之上发展出的一种技术，投资省、见效快、可靠性高，不需要通讯。通过给电动负荷开关、断路器配置一台智能自动化装置，综合监测线路电流、开关两侧电压、结合开关状态的检测，在故障情况下可以自主判断故障位置，自动跳开故障区段的两侧开关，自动合上联络开关，实现故障区段的自动隔离和非故障区域的恢复供电。如果在这种方案的基础上增加通信装置，可以自动升级为标准的FTU，实现三遥（遥测、遥信、遥控）功能，比较适合手拉手供电的环网系统使用。
3.4具有通信功能的分布式智能控制方案
这种方案是在第三种方案的基础上，增加局部光纤通信，环网内的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒级的时间内直接跳开离故障点最近的两侧开关，而变电站出线开关并不需要跳闸，这使得停电区域最小，同时联络开关自动合闸转供，保证停电时间最短，而且这种方案即使在网络通信失效的情况下，该环网中的设备会自动转为第三种方案工作，从而保证故障处理的功能不会丧失。这种方案的特点是停电范围最小、停电时间最短、效率高、投资省、见效快、可靠性高，适合具有光纤通信通道的场合，对供电可靠性要求较高的电网可以考虑使用这种方案。
结束语
农网智能化建设是个过程，它的建成是循序渐进、逐步深入的，不可能一蹴而就。比如在经济不是十分发达、电网基础也不太牢固的中西部地区，农网智能化建设的着力点应该在用电信息采集上，集中力量更换智能电表，完善数据库。在发达地区，可以搞配电自动化，甚至营配调一体化。通俗说就是，钱少先从硬件开始。不发达地区进行农网智能化建设，应先集中力量建设花钱不是很多的硬件；而发达地区，各方面基础都比较好的，可以软件、硬件建设兼顾。
参考文献：
[1]梁元.农网智能化普惠寻常百姓家，2011.
[2]王金宇.农网智能化建设中的技术创新，2012.