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专家解读

【农网升级】掀开新型农网改造神秘面纱

作者:冯义军  2010-11-09

“适应农村用电需求快速增长的趋势,结合推进农村电力体制改革,抓紧实施新一轮农村电网改造升级工程,提升农网供电可靠性和供电能力。”2010年中央一号文件这样指出。7月12日,全国农村电网改造升级工作会议召开。

9月14日,国家能源局下发《农村电网改造升级技术原则》(以下简称新技术原则)。10多年前,农网建设与改造实施时,原国家计委转发原国家电力公司制定的《农村电网建设与改造技术原则》(以下简称老技术原则)。技术原则是电网建设过程中需要参照执行的纲领性文件,围绕技术原则,通过采访相关业内人士,观察目前各地改造现状,我们可以掀起新型农网的神秘面纱。

改造升级成就强网

“新技术原则充分体现了‘升级’的思想,技术原则与1999年相比增加了《第七章自动化及通讯》部分内容,同时电网建设标准,例如导线的截面、变压器容量等等适当提高了。”国家电网公司农电技术处专工陈俊章告诉记者。

新技术原则提到,“低压接户线应使用绝缘导线。导线截面应根据用户负荷确定,铝芯绝缘导线截面不小于10平方毫米,铜芯绝缘导线截面不小于4平方毫米”。

相关规划显示,山东电力集团公司将大力实施线路绝缘化,根据规定,今后山东新建0.4千伏线路要全面实现绝缘化,且需要对现有0.4千伏和县城、乡镇驻地、进村的10千伏线路逐步实施绝缘化改造。这是新一轮农网改造升级的题中之义。

对于负荷配置,新技术原则要求,“居民户应采用‘一户一表’的计量方式。电能表应按农户用电负荷合理配置,容量一般不宜小于4千瓦。而十年前的老技术原则每户是2千瓦的容量设计标准。

“新一轮农网改造升级将以更换大容量变压器,增加变电站布点,改用大导线,增加农村电网的输送容量作为改造的重点。”中国电力科学研究院农电与配电研究所相关专家认为,“发达地区,农村每户容量可以达到8千瓦,彩电、洗衣机、冰箱、空调就基本带得动了”。

经过分析测算,包括2009年在内的今后四年间,国家电网公司系统配合家电下乡,需新增配电变压器容量近两亿千伏安,建设或改造10千伏线路近30万千米、低压线路近90万千米,总投资预计将超过800亿元。

目前,国家电网公司供电区域内有部分低电压户需要改造。为更好地服务家电下乡,推进社会主义新农村建设,国家电网公司在开展农村用户电压质量调查的基础上,部署开展农村低电压综合治理,力争用两年左右的时间基本解决当前存在的农村低电压问题。

针对存在的低电压问题,国家电网公司将以变电站供区为对象,以中压线路为单元,以配电台区为单位,开展细致周密的诊断分析,梳理产生低电压问题的技术层面和管理层面等原因,制定有针对性的治理工作方案,明确解决问题的技术措施、管理措施和工作要求。

相关资料显示,“十一五”末国家电网公司初步建成以110千伏(66千伏)和35千伏电压等级为骨干网架、10千伏及380伏以下网络协调发展的农村电网。新一轮农网改造升级工程实施后,相关专家预测,“十二五”期间,国家电网公司将逐步实现以220千伏电压等级为中心枢纽,110千伏电压等级为主架网的坚强农村电网。县城中压配电网逐步实现环网供电,进一步优化网架结构,缩短供电半径。供电可靠率、电压合格率进一步提高。

节能环保渐成主调

进一步探究此次农网改造升级的目的取向,建设安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网将是最终目标。

有一个亮点值得关注,就是新一轮农网改造将促使节能型变压器的需求大幅增加。新技术原则规定,“变电站主变应采用有载调压、S11及以上节能型变压器”。同时,还提出,“新装及更换配电变压器应选用S11型及以上节能配电变压器或非晶合金铁芯配电变压器。安装在高层建筑、地下室及有特殊防火要求的配电变压器应采用干式变压器”。

“山东的农网改造十分注重推广应用节能型变压器。2012年前变电站将全部更换为节能型变压器,逐步淘汰高耗能配电变压器和陈旧设备,加大无功优化补偿工作力度,提高无功补偿能效。到‘十二五’末,山东将力争全部淘汰S7及以下型号的配电变压器。”山东电力集团公司农电部相关人员这样介绍。

新一轮农网改造对于节能环保和先进技术的要求,必将提高整个改造升级过程中对电网科技含量的要求,诸如提升配网节能效率、降低无功损耗、着眼于未来农村三网融合与电网互动等都有可能纳入此次改造升级的综合考虑。

相关专家介绍,农村电网中的季节性负荷居多,全年轻载或空载运行时间长,现有配电变压器损耗约占农网损耗的60%~70%,而整个配电网损耗又基本占到全网损耗的70%,是整个电网损耗的主要部分。因此,借助此次农网改造升级,推广和应用节能型变压器已成必然。

按照国家节能政策的引导,今后几年内9型及以下型号变压器将逐步被替代或淘汰,11型及以上性能水平的配电变压器将在配网中普及应用,其中,非晶合金变压器尤其值得关注。

据了解,目前,非晶合金配电变压器基本统一为SH15型,该变压器主要利用了非晶合金原子结构的无序性,大大降低了空载损耗,实测数据显示,11型比9型变压器的空载损耗降低约20%,而SH15型非晶合金变压器又比S11型变压器空载损耗平均下降约65%。如果非晶合金变压器能够推广使用,将大大降低电网的损耗。

吉林省电力公司农电部相关人员介绍,他们与吉林省电力科学研究院等单位联合研发了SN9系列农用变压器。该产品适合低负载率地区使用,其最大特点是:用于负载率小于50%的地区,可减少运行损耗,经计算,当负载率为20%时,SN9-50/10变压器比S9-50/10变压器总运行损耗降低15.3%左右。这一产品取得了良好的市场效益,据悉目前吉林农村电网建设与改造工程中已广泛采用这一产品。

变电站综合自动化一直是我国电力行业的热点之一。目前我国投入电网运行的35~110千伏变电站约20000座(不含用户变),220千伏变电站约1000座,500千伏变电站约60座。而且每年变电站的数量以3%~5%的速度增长。新一轮农网改造将根据电网要求,对变电站进行技术改造,以提高自动化水平。

新技术原则首次强调了变电站建筑物与环境的协调问题,指出要符合“安全、经济、美观、节约占地”的原则,宜按照最终规模一次建成。

智能化将日益凸显

据了解,山西将在2011~2012年以新一轮农网改造升级为契机,建设吕梁离石区和汾阳市、忻州代县等10个农网改造升级示范县(市)区,实施10个以上农村分布式电源项目。

考虑到新能源的发展趋势和低碳经济已提升到国家战略层面,此次的农网改造还要综合考虑农村可再生能源的接入问题,使风能、太阳能、小水电、生物质能发电等分布式发电能够顺利接入配网。

新技术原则提到,“农网改造升级应适度推进电网智能化建设,重点开展新能源分散接入、配电自动化、智能配电台区、农村用电信息采集等试点建设。”

新能源发电(太阳能光伏发电、风力发电等)在农村电网具有巨大的潜力。之前,国家电网公司系统,如新疆、青海、四川、河南等省电力公司在推进“户户通电”工程中,为解决偏远地区无电户通电,应用了一部分光伏发电系统和风光互补发电系统。

“这些系统均为独立于电网的单独系统,供电可靠性较差、供电能力有限,只能满足农户简单的生活用电需求。”陈俊章给记者分析道,随着国家大力推进新能源,“十二五”期间分布式新能源发电将在农村地区具有广阔的前景,解决好分布式新能源发电的接入问题对国家大力推广新能源发电至关重要。为此,国家电网公司正在组织开展这方面研究和试点工程,为今后大规模推广应用做好技术储备。

今年年初,在国家电网公司、中国电力科学研究院、国家配用电与农电研究所联合召开的农村智能配电网试点工程研究项目启动会议上,多家县供电企业被国家电网公司确定为农网智能化建设试点。

国网能源研究院专家白建华曾表示,农网改造规划将与智能电网规划相对接,原因是,不同地区存在不同的能源种类,例如,西南地区小水电较多,不少农村地区的生物质能源也比较丰富,农网改造规划中有望将如何充分利用这些新能源考虑在内。此外,农网改造还将与电源规划相协调,以便科学规划农网改造,降低改造成本。

新技术原则还首次提到新形势下电力设施智能化防盗问题,“地处偏远地区的变压器等设施应采取必要的防盗措施。有条件的可开展具有状态参数监测、无功补偿本地/远程控制投切、剩余电流保护监测管理、谐波监测、三相不平衡监测、电量抄录、远程通信、变压器防盗等功能的智能配变台区建设”。

切合实际因地制宜

对于如何在新一轮农网改造升级中具体地贯彻新技术原则,陈俊章向记者表示:“考虑到我国东中西部经济社会发展水平差异较大,新技术原则主要是针对一般地区的农村和城镇制定的推荐性标准,各地在使用时应因地制宜,西部要避免标准过高造成浪费,东部要防止标准过低导致重复建设。”据了解,国家电网公司农电部将于11月份组织开展关于新技术原则及相关工程管理的培训。

据记者观察,新技术原则中强调,农网改造升级应遵循“统一规划、分步实施、因地制宜、适度超前”的原则。“因地制宜”是其中的关键词。

“农网改造升级应充分考虑城镇、乡村等不同类别区域负荷特点、供电可靠性要求和区域发展规划,合理优化网架结构。”这是新技术原则释放出的信号。考虑到县域内城镇和农村地区经济和社会发展差异较大,对农村电网的要求也不同,新技术原则也分别提出不同的建设标准和要求。

记者注意到,新技术原则特别提到,对于特殊地段、具有高危和重要用户的线路、重要联络线路,可实行差异化设计,提高农网抵御自然灾害的能力。这是以往技术标准没有的。

近年来,特别是2008年南方低温冻雨天气,以及沿海地区台风等对农村电网造成毁灭性的灾害。国家电网公司在2008年冰雪灾害以后组织开展了深入的研究,对电网相关设计和建设标准进行了调整。国家有关部委也在组织修订有关行业标准时对差异化设计问题作出了一些补充和完善。“在新一轮农网改造升级工程建设过程中一定要坚决执行相关设计和建设标准,切实提高电网抵御自然灾害的能力,避免大面积停电事故。”陈俊章表示。

近两年,江苏、浙江等地配电网按照20千伏电压等级建设,逐步取消35千伏和10千伏电压等级配电线路。随着县域经济的发展和城乡一体化步伐的加快,土地资源等要素越来越紧缺,电网的布局也急需科学规划和设计。20千伏线路代表的先进供电技术是不是适合在新一轮农网改造升级过程中大力推广?

对于这一问题,相关农电专家认为,我国配电网电压等级的形成具有历史和具体的原因,当前的电压等级有其合理性,将现有的35~10千伏电网改造为20千伏需要大量的投资。

国家电网公司农电技术处相关负责人告诉记者,国家电网公司经过深入研究,对20千伏电压等级电网建设已经作出部署,明确了建设范围。在新一轮农网改造升级过程中,各省将严格按照公司的规定建设20千伏电压等级电网,不会全面推广。

来源:中国电力新闻网

标签:新型农网,改造,神秘面纱

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指导单位:国家能源局新能源和可再生能源司
    国家电网公司农电工作部
                           中国南方电网有限责任公司农电管理部
主办单位:中国电机工程学会农村电气化专业委员会
北京国宇出版有限公司

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