偏远地区发展新型农村电网要因地制宜

■ 中国电机工程学会农村电气化专业委员会 孔繁钢

我国幅员辽阔，地区发展不平衡。尤其是西南、西北部分经济欠发达农村地区，地域广阔，人员相对稀少，但是风、光、水资源相对丰富。如何在这些地区建设新型农村电网，发展可再生能源，实现乡村振兴和脱贫致富，是当前社会各界、各地政府和有关企业关心的重要课题。2023 年 7 月，国家发展改革委、国家能源局和国家乡村振兴局联合发布《关于实施农村电网巩固提升工程的指导意见》指出，要巩固提升脱贫地区、革命老区电力保障水平。聚焦国家乡村振兴重点帮扶县、脱贫地区、革命老区，巩固拓展脱贫攻坚成果，提升电力普遍服务水平。加强农村电网薄弱地区电网建设改造。

笔者2023 年深入西南和北方地区的部分偏远县乡，考察调研当地新能源发展和新型农村电网建设，发现各地在实践中有不少的经验值得总结借鉴，在发展新型农村电力系统、消纳可再生能源的过程中，要根据本地的资源禀赋，做好规划，因地制宜、有序发展，才能取得良好的效果。

因地制宜，做好新型农村电网发展规划

偏远地区的农村自然条件差异很大，很难用标准统一的边界条件和模式来做电网规划。云南电网公司在推进现代化农村电网建设过程中，采用“一县一可研”的要求，各县供电局在网、省、地市供电局的指导下，因地制宜确定农村电网发展规划，开展新型农村电网的规划建设，取得了较好的成效。

云南省迪庆藏族自治州维西傈僳族自治县作为“三区三州”中最深度贫困县，是南方电网公司唯一藏区扶贫对口帮扶县。维西电网在改造以前，存在着主网结构薄弱，配网供电能力不足，户均配电容量、供电可靠率、电压合格率比较低。在政策支持下，南方电网公司为加强巩固脱贫成果，2021 年将维西傈僳族自治县列为现代化农村电网示范县。维西傈僳族自治县按照当地的实际情况，结合地广人稀、配网线路长，小水电资源丰富等特点，做好农网发展规划，围绕“疏通堵点、消除痛点、解决难点”入手，取得了显著的成绩。

一是根据差异化提升方案，解决了维西傈僳族自治县内 8 回超长问题线路，重点提升线路联络率和可转供电率，澜沧江沿线建成江东、江西两侧单环网结构的自愈环网；以小投资解决农村边界电网的联络问题，同步解决7 回小水电直供线路自愈难题，提高了电网的可靠性。

二是针对维西傈僳族自治县涉藏地区高原高寒、地广人稀、电网发展基础薄弱等特点，以供电可靠性为抓手，以骨干电网建设、无电人口通电、异地搬迁电力保障等工程建设为重点，持续提升农村电网巩固与提升工程。户均配变容量由2.1千伏·安提升至 2.61千伏·安。

三是应用新技术、新设备有效的提升工作效率。配电自动化有效覆盖率 100%，实现电力系统的实时监测和远程调控，供电可靠率由 2020 年98.44% 提升至 2023 年的 99.95%。故障复电时间由 2020 年 5 小时降低至 2023 年 1.5 小时，电压合格率由原来的89.41% 提高到 99.50% 。无人机自动巡检覆盖率、智能电表覆盖率100%，运维成本大幅减少。推广 V3.0智能台区建设，实现台区设备、环境的智能化管理和监控，提高农村配电台区管理的精细度和效率。

经过3 年努力，维西傈僳族自治县成为云南省现代农村电网示范区，有力地促进了当地经济社会事业的发展，有效提高了藏区人民生活水平。

积极探索低碳经济的新型农村电网建设新模式

偏远地区往往地域广大，用电负荷通常比较小，当地人的生产和生活方式差异也比较大。只是采用大电网供电到户的做法，经常会面临供电线路长，线路损耗大，电压质量低和投资运行成本高等问题。在建设新型农村电网的过程中，部分有条件的偏远地区可以充分利用当地的太阳能、风能和生物质能等可再生新能源，采用新技术，形成微电网就地供电，减少长距离输电损耗、提高供电质量、降低运行维护成本，实现经济和低碳双目标。

河北省围场满族蒙古族自治县地处内蒙古高原和冀北山地的过渡带,该县的塞罕坝地区是高原台地，历史上曾经是清朝皇帝的狩猎场。新中国建国后经过几代人的努力垦荒种植，在20 000 多公顷的山地形成了有3 亿多棵树的巨大人工森林，是为北京阻挡蒙古沙漠风沙重要人工防护林地带。由于人工种植的林场和草原防火要求高，一年中有9 个月是防火期，当地政府要求在防火期穿越草原林区的高压线路停运，以防雷击和线路故障而引发草原森山大火。但是，这片地区有许多农牧民村落，也有许多单位、企业在这片地区需要用电，线路和防火矛盾如何解决。国网冀北围场县供电分公司在省市公司的指导下利用当地丰富的太阳能、风力发电资源，创新采用偏远地区建设微电网为主，配网为冷备用的供电方案，既提高了供电可靠性和电能质量，又解决了防火、输电的矛盾。

塞罕坝复兴地村距离35 千伏变电站约23.8 千米，处于10 千伏最末端，可靠性和电能质量得不到保证。围场供电分公司结合该村组负荷特性，采用屋顶光伏+储能自发自用，余电上网和风电备用方式；并配备了容量为250 千瓦/ 564 千瓦·时的储能装置；使用当地风场风机发电作为备用电源为该村组提供第二路可靠电源，作为该村居民晚上电取暖用的电源，在防火季节实现微网独立运行，提高了电能质量和供电可靠性，又达成了整村全绿电运行。

塞罕坝张家湾村偏远山区，仅有5 户用电客户，日常状态下，光伏可满足居民白天日常用电的同时，剩余电量为储能系统充电，满足用户晚间、阴雨天用电和光伏停发后用电需求。打造小型光储“离网+配网冷备用”的模式，防火及季节将存在火灾隐患的分支线路转为冷备用。在极端恶劣天气或储能系统出现故障情况下，可将用户负荷切换到电网供电模式，待系统恢复正常运行后再转为离网模式，有效提升偏远地区供电可靠性的同时，减少了森林草原火灾隐患。

加快农村电网数字化转型为清洁能源消纳保驾护航

近年来由于国家推进整县（市、区）屋顶光伏发电，农村分布式光伏发电增长迅猛。由于农村地区用电高峰往往在夜间，光伏出力与负荷特性错位，导致配电网消纳能力严重不足，就地就近平衡已出现问题，部分农村电网出现配变反相重过载、三相不平衡情况；加上分布式新能源规模小、分布广，偏远台区普遍存在信号通信质量差等问题，农网二遥覆盖率低，尚未能实现接入设备的实时采集，广泛面临着“不可观、不可测、不可控”的困境，制约了农村电网安全和清洁能源消纳，存在如何解决发展可再生能源和安全用电的矛盾。

贵州省盘州市已并网各类分布式光伏共计2 814 家，其中居民家庭分布式光伏2 720 家，并网装机容量共计38 731.56 千瓦，累计发电量2 955.028万千瓦·时。随着高比例分布式光伏“井喷式”增长，该市农村电网出现电压越限、配变反向重过载、三相不平衡情况，对市域台区配变及网架承载能力造成较大压力，农村公变电压不同程度受光伏上网影响。

为此，该市供电局在网省和地市公司的指导下，分布式光伏接入贵州省域分布式光伏监控平台，支撑对全市分布式光伏的风险监测、智能评估和并网规划；在分布式清洁能源高渗透台区安装新能源测控终端和智能光伏断路器，支撑台区新能源并网信息同步、边缘计算、本地控制、拓扑识别、潮流分析及智能保护等功能；安装了贵州电网公司创新研发的面向异构能源的协议转换装置，实现对分布式清洁能源的通信，支撑对于分布式能源的柔性调节，有效解决和缓解了分布式新能源接入农村配电网后所产生的问题。

围场县供电分公司针对偏远山区配变台区普遍存在信号通信质量差等问题，着力打造多方合作共赢的信息化通信示范，与相关科研单位合作，共同开发5G 电力专网及应用。台区通讯主要依靠移动4G 和HPLC，新增变压器配备二遥TTU，依靠4G 网络进行通讯，部分无信号地区依靠2G 网络进行通讯，目前分公司已经在山区配网运维方面全面开展配网与光伏无人机巡检工作，极大提高运检效率。

维西供电分局采用北斗通信，解决偏远台区信息采集问题。以我国北斗卫星导航系统中的短报文服务为通信通道，利用小型数据交换装置，在台变现场和用电信息采集主站系统前端同时部署，在不改变已投运设备和系统的前提下，利用北斗芯片卡接入北斗通信链路，完成数据传输工作，解决了偏远无通信信号地区的用电信息采集难题，提高用电计量和监测的准确性和效率。

偏远地区农村新型电网建设要注重开展投资效益评估

偏远地区建设新型农村电网面临着地域面积广、投资量大、投资效率低等现实问题，往往须依靠政府财政、政策、金融资金的扶持。如何实现让有限的建设资金发挥最大的效益，使投资可持续，真正为乡村振兴和实现双碳目标服务，是农村电网建设健康发展的重要基础。云南省电力公司在偏远县农村电网建设过程中充分重视投资效益，在规划、可研、建设等阶段环节注意节约投资，通过东西帮扶、设备利旧等措施，花小钱办大事，取得了较好的成绩。

云南省新平彝族傣族自治县是南方电网确定的“现代农村电网示范县”。在示范县建设初期，该县电网存在变电站和线路重载、10 千伏线路超长接近100 千米、供电可靠性、电压合格率低、抗灾能力弱，电网自动化、数字化基础薄弱等诸多问题。

在网省市公司的指导下，该县在开展农网规划过程中，注意分轻重缓急，严格投入效益指标设定和过程评估，从解决电网主要问题着手，精打细算，充分利用东西帮扶的设备、器材，花小钱办大事，经过3 年的努力，上述问题得到了圆满解决。新平县中压线路可转供电率由 2020 年的 83.1%提升到 100%，中压线路联络率由 2020 年的 93.5%提升到 100%，山区超长中压线路从100 千米缩短到50 千米以下，配电自动化有效覆盖率由 2020 年的38.8%提升到100%；客户平均停电时间由 2020 年的 28.7 小时下降至 3.5 小时，供电能力和供电质量显著提升，存量线路、配变过载、低电压清零，中压配网网架基础得到进一步完善，配电网自动化覆盖率有38%提升到100%。

羊场乡纳木村分布式智能电网示范区

新平县示范区建设投资效益:近3 年来中低压配电网总投资 12 146 万元，新增供电量 2.8 亿千瓦·时；单位新增电量投资成本 0.4 元/(千瓦·时)；提升中压线路N-1 通过率单位投资成本 115.9 万元；减少客户平均停电时间单位投资成本 157.6 万元/小时；提升综合电压合格率单位投资成本 422.3 万元。实现了规划预期的投资效益，形成了用“小投资”解决配电网“大问题”的可复制、可推广的好经验。

偏远地区新型农村电网建发展中要注意的几个突出问题

一是要进一步重视东西帮扶的重要性。在中东部负荷密集区，有大量退役的小容量电力设备、器材，在偏远农村地区完全可以适用，既可以大大减轻偏远地区农村电网投资压力，又有利于农村电网建设的低碳环保节约。相关对口帮扶单位要及时对接供给和需求资源，进一步加大农村电网东西帮扶的力度。二是要注意加快农村电网数字化转型的步伐。数字化转型不仅可以大大提高电网运行的效率，节约运行成本，更是新型农村电网和安全可靠消纳清洁能源的必备的条件；在农村电网中要推广成熟、廉价、可靠、易维护的数字化电力设备、采集装置和数字化平台。三是要关注偏远地区的微电网、储能等装置的可观可测和可维护。微电网中的许多设备和装置有别于常规的电网设备，运行维护经验缺乏，备品备件缺少，一旦出现问题，山高路远，难以及时处理，尤其是电化学储能，在北方、西南高原等极寒天气，更容易出现问题。防止这些装置投运后由于故障得不到及时处理而影响供电。四是要重视培养新型农村电网员工。由于偏远地区农村条件所限，很难吸引年轻人安心在农村电网基层一线工作。目前农村供电所普遍人员老化严重，跟不上数字化、低碳化时代农村新型电网的快速发展。电网企业要进一步拓展人力资源思路，加大对偏远地区农网一线工作的人员政策倾斜，创造条件让更多的年轻人投身于新型农村电网发展。