王涛，马悦，闫立秋，唐艳波

（1.山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013；2.青岛供电公司，山东青岛 266012）

1 偏远地区供电现状及特点

长期以来，在我国偏远农村地区由于地理位置偏远，电网建设落后，电能质量得不到保证，部分地区甚至还处于无电状态，这严重影响了偏远地区经济社会的发展和当地居民的生活。近年来，我国偏远地区电网建设取得了一定的发展，在“户户通电”工程的大力促进下，偏远地区通电率得到大幅度的提高。偏远地区变电总容量和电力线路总里程逐年攀升，但偏远地区电网目前仍然存在以下几个方面的问题[1-3]。

1）变电站布点不足，主网架结构薄弱。因自然环境恶劣、线路走廊开辟困难、交通不畅、筹融资能力有限等综合原因，造成偏远地区变电站及线路建设困难，变电站布点不足，且建设水平低，单电源主变比例较高，主变容载比不合理。

2）中低压电网结构不合理。我国偏远地区中压配电网以单电源辐射供电为主，线路迂回、供电半径超长、线路重载等不合理的现象普遍存在；配电变压器位置偏离负荷中心、低压线路供电半径偏大、三相负荷不平衡等问题大量存在。

3）电网设备水平低。许多高耗能变压器仍在运行、导线截面基本偏小、电网设备陈旧老化等现象严重，供电质量低，安全隐患大，线损高、管理难，破旧线路与新农村建设极不协调。

4）运行和管理水平低，人员素质有待进一步提高。电网自动化和信息化建设水平低，电网运行数据、设备台账等信息量少且实时性差，变电站和线路巡检、故障诊断和排除、恢复供电等工作主要依靠人工完成，人员综合素质不高，对供电能力和供电质量的提高造成了严重影响。

5）供电质量问题突出。由于电源点不足，线路迂回、供电半径超长、线路重载等不合理的现象普遍存在，在我国偏远地区普遍存在着电压过低的问题。另外偏远地区电网薄弱，运行维护管理困难或不到位，造成了供电可靠率不高，停电事故时有发生。

6）负荷小而分散且增长不均匀。我国偏远地区用电负荷主要以居民生活用电为主，负荷小而分散且增长不均匀，但根据各地域环境不同又有自己的特点。

2 偏远地区电网建设需求分析

在解决偏远地区供电问题时，如果继续在偏远地区投入大量资金，按照中长期规划进行常规的标准化设计的35 kV变电站、线路和台区建设，将会面临着选址难、造价高、施工周期长等困难，同时又由于偏远地区负荷增长缓慢，负荷小、部分配置容量闲置等原因，造成电网建设投资回收期长，输配电设备利用率低，造成了大量的资源浪费。另外，解决偏远边疆及孤立海岛等特殊区域百十兆瓦负荷的用电，翻山越岭甚至穿越海洋进行配电线路建设，其必要性和可行性不理想。

同时部分偏远地区清洁能源丰富，如我国西北地区的部分偏远地区和沿海部分岛屿的风力和太阳能资源丰富，可以发展风力发电和太阳能发电；西南和中部地区的部分偏远地区的水资源丰富，可以适度发展小水电；还有部分偏远地区的沼气利用资源也相对丰富，可以适度发展沼气发电；但由于地理位置偏远，自然环境恶劣，交通不便等种种因素，偏远地区的这些清洁能源都没有得到很好的利用[4-6]。

面对偏远地区迫切需要解决的供电困难和供电质量低问题，需要创新偏远地区的电网建设模式，快速提高偏远地区电网建设水平，提出能够切实有效解决当前偏远地区供电质量低和供电困难的电网建设方案和供电模式，为偏远地区电网建设提供技术支撑，促进偏远地区经济社会的发展和人民生活水平的提高。

3 偏远地区电网建设思路及应用技术

研究创新偏远地区电网建设模式和供电模式，要针对偏远地区经济社会发展水平、负荷特性、资源状况、居民生活习惯、地理环境等条件，因地制宜，为偏远地区的电网快速发展提供技术支持，因此，要重点开展以下3个方面的研究和应用。

1）35 kV配电化技术研究与应用。35 kV配电化技术包括35/10 kV配电化变电站、35 kV配电化线路、35/0.4 kV直配台区。35/10 kV配电化变电站是指以满足偏远农村社会经济发展、过渡性或应对灾害应急用电为目的，遵循小型化、低造价、少维护等技术原则，主变容量为3150 kV·A及以下、10 kV出线为2～3回设计的变电站。35 kV配电化线路就是35 kV线路采用12~15 m钢筋混凝土电杆架设，选用瓷横担或复合横担等进行绝缘连接，与常规35 kV线路采用砼杆与铁塔混合架设相比，具有轻型化、投资少、建设工期短等特点。35/0.4 kV直配台区是指使35 kV线路深入负荷中心，采用35/0.4 kV配电变压器供电的配电台区，它的主要特点是简化了传统配电网供电方案的10 kV电压级，减少了变电重复容量，降低线损，改善线路电压质量，提高供电效率。

2）单三相混合配电技术。单三相混合配电方式（见图1），是指一个区域内采用单相配电变压器与三相变相混合进行供电的配电方式，或者说一个区域内单相配电方式与三相配电方式共存的配电方式。单相配电方式更容易使中压线路深入负荷中心，可以降低线损，提高电压质量。

图1 单三相混合配电方式Fig.1 Single&three-phase hybrid power supply mode

3）分布式发电技术。分布式发电与传统集中式发电的主要区别是其规模较小且靠近用户，一般可以直接向其附近的负荷供电或根据需要向电网输出电能，其中大多是可再生能源，如太阳能、风能、生物质能和地热能等。

4 偏远地区典型供电模式的分类

供电模式是指界定了电网结构、供电单元和电网装备等供电系统主要组成要素的电网规划设计方案，深度介于电网规划与初步设计之间，属于典型设计范畴。针对偏远地区经济社会发展水平、负荷特性、资源状况、居民生活习惯、地理环境等条件，融合35 kV配电化技术、单三相混合配电技术、分布式发电技术及载波通信技术，可以制定如下4大类适用于偏远地区的典型供电模式[7-12]。

4.1 偏远地区A类供电模式

该类供电模式主要是以35 kV配电化线路为中压输电线路，以35/0.4 kV直配台区为配电中心的供电方式，在单相负荷较为集中区域可以采用35/0.4 kV单相直配台区供电，在有清洁能源可以利用的情况下，可以采用分布式电源作为补充（见图2）。

图2 偏远地区A类供电模式Fig.2 Power supply mode A in rural areas

该方式适合于在距离电源点较远狭长区域内，分布有多个团簇型负荷的情形，通常这些负荷相对较为集中（在低压的供电半径内）。

4.2 偏远地区B类供电模式

该类供电模式主要是以35 kV配电化线路为中压输电线路，35/10 kV变电站为变配电中心的三相供电模式，在单相负荷较为集中区域应用单三相混合配电技术，在有清洁能源可以利用的情况下，可以采用分布式电源作为补充（见图3）。

图3 偏远地区B类供电模式Fig.3 Power supply mode B in rural areas

该方式适合于距电源点较远的片状区域内有较为分散负荷的地区，其负荷一般呈辐射状，负荷间距大且台区相对较多的情形。

4.3 偏远地区C类供电模式

该类供电模式采用35 kV配电化线路、35/0.4 kV直配供电方式和35 kV配电化变电站三相供电模式相混合，在单相负荷较为集中区域应用单三相混合配电技术，在有清洁能源可以利用的情况下，应用分布式发电技术（见图4）。

图4 偏远地区C类供电模式Fig.4 Power supply mode C in rural areas

该方式适合于部分负荷在35 kV线路沿线供电区域，由35 kV线路经分段开关T接的或直接供电，线路末端负荷较为分散的方式，该方式适应性最为广泛，整体具有较好的经济性。

4.4 偏远地区D类供电模式

该类供电模式利用清洁能源和当地其他资源，建立分布式发电系统为当地用户供电（见图5）。此类供电供电模式适用于短期内主网延伸存在较大困难，当地可利用能源丰富的无电地区。考虑到用户供电的持续性，需配置一定容量的储能系统和柴油发电机，增加了分布式发电的成本。

图5 偏远地区D类供电模式Fig.5 Power supply mode D in rural areas

5 结语

在总结偏远地区供电现状和电网发展需求的基础上，通过利用35 kV配电化技术、单三相混合配电技术、分布式发电技术等，提出了4种适合偏远地区发展和供电需求的典型电网建设模式。这些模式能够有效解决偏远地区电网建设存在的需求和投入之间的矛盾，对偏远地区电网发展提供参考。

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