侯義明：配電網建設改造給相關設備企業帶來的機遇與挑戰—中國電力科學研究院侯義明
1配電網建設改造
1.1配電網建設改造的意義
2015年以來，黨中央、國務院對配電網建設改造工作做出了一系列安排部署。，國家發展改革委、國家能源局先后發布《關于加快配電網建設改造的指導意見》與《配電網建設改造行動計劃(2015～2020年)》(簡稱《行動計劃》)，提出要結合當前我國配電網實際情況，用五年左右時間，全面加快現代配電網建設，支撐經濟發展和服務社會民生。2015～2020年，配電網建設改造投資將不低于2萬億元。2016年中央1號文件中明確提出了“加快實施農村電網改造升級工程，開展農村‘低電壓’綜合治理”等加快農村基礎設施建設的工作內容。國務院第122次常務會議作出實施新一輪農村電網改造升級工程的決定，李克強總理在2016年政府工作報告中提出“抓緊新一輪農村電網改造升級，兩年內實現農村穩定可靠供電服務和平原地區機井通電全覆蓋”。國務院辦公廳、國家發改委、能源局等部委先后印發了一系列文件，全面部署新一輪農網改造升級工作。實施配電網建設與改造行動計劃的意義主要有以下四個方面：
(1)實施配電網建設改造行動計劃是落實“穩增長、防風險”的重要措施；
(2)實施配電網建設改造行動計劃是推進新型城鎮化的重要保障；
(3)實施配電網建設改造行動計劃是推進“互聯網”智慧能源發展的戰略選擇；
(4)實施配電網建設改造行動計劃是全面建成小康社會的現實需要。
1.2電力發展“十三五”規劃配網建設目標和任務
2015年11月7日國家發展改革委、國家能源局正式發布《電力發展“十三五”規劃》，這是我國“十三五”電力發展的行動綱領。“十三五”電力發展規劃將“升級改造配電網，推進智能電網建設”作為重要任務，提出加大城鄉電網建設改造力度，基本建成城鄉統籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環境友好、與小康社會相適應的現代配電網，適應電力系統智能化要求，全面增強電源與用戶雙向互動，支持高效智能電力系統建設。
《電力發展“十三五”規劃》在民生用電保障的目標是：
(1)2020年，電能替代新增用電量約4500億千萬時。
(2)力爭實現北方大中型以上城市熱電聯產集中供熱率達到60%以上，逐步淘汰官網覆蓋范圍內的燃煤供熱小鍋爐。
(3)完成全國小城鎮和中心村農網改造升級、貧困村通動力電。
(4)平原地區機井用電覆蓋。
(5)東部地區基本實現城鄉供電服務均等化。
(6)中西部地區城鄉供電服務差距大幅縮小。
(7)貧困及偏遠少數民族地區電網基本滿足生產生活需要。
1.3配電網建設改造資金投入目標
《行動計劃》提出了資金投入目標。要通過實施配電網建設改造行動計劃，有效加大配電網資金投入。2015年～2020年，配電網建設改造投資不低于2萬億元，“十三五”期間累計投資不低于1.7萬億元。
1.4新一輪農網改造升級任務
2016年2月3日，國務院第122次常務會議決定實施新一輪農村電網改造升級工程。
2月16日，國務院辦公廳轉發國家發展改革委《關于“十三五”期間實施新一輪農村電網改造升級工程的意見》(國辦發〔2016〕9號)。
3月18日，國家發展改革委印發《農村機井通電工程2016-2017年實施方案》和《小城鎮和中心村農網改造升級工程2016-2017年實施方案》。
3月25日，國務院召開實施新一輪農村電網改造升級工程電視電話會議，全面部署新一輪農網改造升級工作。截至2015年12月底，國家電網公司6kV～20kV線路長度328.3萬公里(城市62.7萬公里，縣域265.6萬公里)，其中架空線路282萬公里(城市30.9萬公里，縣域251.1萬公里)，電纜線路46.3萬公里(城市31.9萬公里，縣域14.4萬公里)，電纜化率14.1%(城市50.8%，縣域5.4%)。配電變壓器共計373.9萬臺(城市93.7萬臺，縣域280.2萬臺)，容量9.3億千伏安(城市4.3億千伏安，縣域5億千伏安)，配電開關294.2萬臺(城市202.5萬臺，縣域91.7萬臺)。國家電網公司、南方電網公司和地方電網企業承擔著農網改造升級的主要任務。截至2015年底，國家電網公司共完成農網改造升級和無電地區電力建設投資3321億元，為57.6萬無電戶、240.6萬無電人口解決了通電問題。累計新建改造35kV及以上輸電線路8.98萬公里，新建改造10kV線路48.76萬公里，新建改造低壓線路77.2萬公里、居民戶表2251萬戶。然而，偏遠貧困地區依然未通動力電，并存在裝備水平較低，質量參差不齊等問題，不利于推進新型城鎮化、農業現代化。前兩次農網改造升級重點是加大無電地區電力建設投資，提升農村生活供電保障能力，經過兩次改造升級，農村供電可靠率、綜合電壓合格率顯著提升。而第三次農網改造重點主要包括兩部分：
一是，對西部及貧困地區農村電網改造進行攻堅，解決電壓不達標、架構不合理、不通動力電，農業生產用電，農產品加工，供電等問題，提升電力普遍服務水平；
二是，推進東中部地區以及有條件的西部地區城鄉電網建設一體化，逐步提高農村電網信息化、自動化、智能化水平，縮小城鄉供電服務差距，逐步實現農村生活水平小康化。
為推動新一輪農村電網升級改造工程，國家電網公司部署了七個重點工程：
(1)大力實施“井井通電”工程。公司將投資485億元，用兩年時間完成全部219萬眼農田灌溉機井通電及改造工程，實現平原地區“井井通電”目標。
(2)加快小城鎮(中心村)電網改造升級。小城鎮(中心村)電網是農網建設改造的重點。公司將投資843億元，用兩年時間完成經營區內全部6.6萬個小城鎮(中心村)電網的改造升級。按照“縣～鎮～村”電網統一規劃、協調發展的原則，提高建設標準，大幅提升供電能力和供電質量，滿足小城鎮(中心村)長遠發展和現代化建設需要。
(3)實現村村通動力電。近年來農副產品加工、規模性養殖等產業快速發展，農村三相動力電需求不斷增加。截止2015年底，公司經營區內未通動力電的村3.9萬個、需增容改造的8.7萬個。公司將投資260億元，用三年時間全面完成動力電建設改造任務，實現村村通動力電。
(4)積極實施光伏接網工程。按照國務院扶貧辦計劃，國家電網公司經營區13個省374個縣的27525個村建設村級光伏電站，每個電站200kW左右，及時做好光伏扶貧電站的報裝服務及接網工程，滿足國家光伏扶貧工作要求。
(5)促進西部及貧困地區農網供電服務均等化：投資726億元，提升扶貧開發重點縣、集中連片特殊困難地區以及革命老區供電服務，提高553個貧困縣供電能力，滿足脫貧致富用電需求。投資282億元，建立常態化監測和綜合治理機制，全面解決經營區內農村用戶“低電壓”問題。到2020年，西部城鎮地區10kV線路平均供電半徑不超過6km，鄉村地區不超過18km，農村戶均配變容量達到2kVA，農網智能化、信息化水平大幅提高，進一步縮小與東中部地區的差距。
(6)推動東中部地區城鄉電網建設一體化：國家電網公司將投資2276億元，完善電網結構，提高轉供能力，全面消除不滿足供電安全標準的“單線單變”，提高農網信息化、自動化、智能化水平。到2020年，東中部城鎮地區10kV、線路平均供電半徑不超過5km，鄉村地區不超過10km，農村戶均配變容量達到2.3kVA，配電自動化系統、配電通信網和智能電表覆蓋率均達到100%，基本實現城鄉電網一體化目標；
(7)開展西藏、新疆以及四川、甘肅、青海三省藏區農村電網建設攻堅：國家電網公司將投資317億元，做好少數民族地區供電保障，解決經營區內剩余14個縣域電網與主網聯系薄弱問題。
2配電建設工程專項工程
2.1.1機井通電項目
項目需求以臺區及低壓線路建設改造為主。配電變壓器就近接入10kV線路。
配變容量選擇范圍為50kVA～100kVA，配變供電半徑宜控制在500m范圍內，每個配電臺區平均解決6個～8個機井。
低壓線路改造應延伸到井臺。資產分界點原則以電表(含)為界。
對于地方政府投入的資金，要爭取納入規劃總盤子，由公司統籌使用。
2.1.2小城鎮(中心村)電網改造升級
配電變壓器容量選擇在綜合考慮配電網經濟運行水平的基礎上，應適度超前于負荷需求。各地區項目實施后，小城鎮(中心村)最低戶均配變容量應滿足《小城鎮和中心村電網改造升級2016年~2017年實施方案》中的要求。
配變選型原則為柱上變不超過400kVA，箱變不超過630kVA，配電室單臺容量不超過800kVA。各單位應根據用戶用電負荷及建筑形式不同，滿足配電變壓器合理化布點的需要。平房用戶宜采用柱上變壓器臺進行供電，單臺配變供電戶數不宜超過80戶，采用配電室或者箱式變電站供電的，單臺配變供電戶數不宜超過120戶。
低壓供電半徑不超過500m，低壓接戶線應使用耐候型絕緣導線，界面鋁芯一般不小于16mm2，銅芯一般不小于6mm2。如計量裝置采用集中安裝方式，根據實際情況可將表后接戶線納入改造范圍，確保工藝整齊、美觀。
2.1.3村村通動力電
配電變壓器應位于負荷中心，容量選擇應適度超前于負荷需求。新增三相配電臺區的同時，應保留原有單相供電網絡，并做好低壓線路改造，合理切割負荷，繼續發揮原有單相供電網絡的作用。
3為相關設備制造企業帶來的機遇
(1)通過開展“機井通電、小城鎮(中心村)電網改造建升級、村村通動力電”工程提升農村供電能力，消除供電卡脖子提升農村供電能力，消除供電卡脖子。
綜合治理低電壓，提升低壓電網裝備水平，增加了架空線路、配電開關、配電變壓器、以及無功補償設備相關產品的需求，由于農村電網主要是中低電壓配網，從配電網設備的層面來看，中低電壓等級的變壓器、線纜、低壓配電箱(JP柜)等一次設備作為配網的主要組成設備在采購規模上將會有較大幅度的增長。此外，由于本輪農網改造升級的重心在于滿足農村用電水平的提升的需求。因此，對一次設備需求增加的同時，對智能化二次設備的需求也將相應增加。低壓設備的升級改造也增加了低壓開關設備的需求。對這些設備的制造企業是利好的機遇。
(2)實施“光伏扶貧接網”工程就要加大貧困地區農村電網改造工作力度，為光伏扶貧項目接網和并網運行提供技術保障。
實施光伏扶貧工作是貫徹中央扶貧開發工作會議精神，落實《中共中央國務院關于打贏脫貧攻堅戰的決定》的要求，在全國具備光伏建設條件的貧困地區實施光伏扶貧的工程。
對于光伏扶貧接網工程，由電網企業承擔接網及配套電網的投資和建設工作，確保配套電網工程與項目并網運行和電量消納，確保光伏扶貧項目優先上網和全額收購。光伏扶貧接網工程除對光伏產業擴大市場份額外，配電網的適應性改造，對增大了配電開關、配電變壓器等相關配電設備的需求。
(3)“邊遠貧困地區供電服務均等化、東中部地區城鄉電網建設一體化”工程。城鄉電網建設一體化，構建靈活可靠的城市(區)網絡結構，優化規范城鎮地區網絡結構，逐步強化鄉村地區網絡結構。
實現網架結構規范化，設備選型序列化，需要增加變電站布點和線路，改善網架，增加分段和聯絡，對電纜、環網柜，柱上開關的需求增加。按照“成熟可靠、技術先進、節能環保”的原則，全面提升配電網裝備水平；采用技術成熟、少(免)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備；提升設備本體智能化水平，推行功能一體化設備；帶動節能配電變壓器、開關設備和電纜制造企業設備具備持續創新能力，完善產業配套，形成完整的研發、設計、制造、試驗檢測和認證體系。對相關設備企業即是機遇也是挑戰。對藏區，南疆地區農村電網建設，最大限度利用電網延伸和可再生能源供電方式，改善農牧民生產生活用電條件。除配電網設備需求外，還包括了光伏和微電網的需求。
配網農網改造、提高供電能力，改善網架，提高電纜化率等帶來的一次二次設備投資(一次設備投資占投資比例最高)，尤其是變壓器、開關、電線電纜、自動化設備。行動計劃要求“住宅小區納入配電網統一規劃，規范建設、專款專用”，電網公司的把控力度將加大，低壓設備制造與安裝服務公司將受益。無功補償、電能替代、需求側管理等為主的節能降耗是長期的市場，抓住這個商業機會的關鍵還是將自己的產品與服務納入電網節能降耗的整體解決方案。新能源、分布式電源的接入，分布式光伏是新能源發展的重點，與配電網的互動要求更好的接入系統、能量管理與調度系統，同時也推動分布式與微網(包括儲能)的發展。實現“城市及城際間充電設施的互聯互通”為目標。充電設施、尤其是城市中充電設施已經明確向社會資本放開。為實現智能雙向互動服務提供信息基礎。2020年，配電變壓器信息采集覆蓋率達到100%，智能電表覆蓋率達到95%。
4對設備制造企業的挑戰
配電網建設與改造強調全面提升配電網裝備水平；采用技術成熟、少(免)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備；提升設備本體智能化水平，推行功能一體化設備；帶動節能配電變壓器、開關設備和電纜制造企業設備具備持續創新能力，完善產業配套，形成完整的研發、設計、制造、試驗檢測和認證體系。對相關設備企業即是機遇也是挑戰。為貫徹落實國家配電網建設改造的相關要求，把握好配電網發展建設的契機，進一步精簡和優化配電設備種類，提升標準化、智能化水平，提高配電網工程質量和配網運維管理效率，國家電網公司運維檢修部組織編寫了《10kV一體化變臺和配電一二次成套裝置典型設計和檢測規范》，一體化變臺和配電設備一二次融合對相關設備制造企業是一次新的挑戰。
4.1實施10kV一體化變臺的目的和思路
實施10kV一體化變臺的目的是：
(1)落實國家電網公司“四個一”的要求(項目需求“一圖一表”、設備選型“一步到位”、建設工藝“一模一樣”、管控信息“一清二楚”)，尤其是建設工藝“一模一樣”；
(2)將配電網技術導則、典型設計和標準物料等標準化建設成果落實到配電網建設改造全過程。按照“標準化臺架、模塊化組件”設計原則，有利于應用典型設計方案的完整配電變臺，實行成套化招標；
(3)便于實現工程項目所需設備的集成化、成套化招標，這將有利于降低物資碎片化管理造成的額外成本，降低工程項目綜合管理成本；
(4)將預先裝配完成的配電變臺帶至現場直接進行安裝，提升了配電網建設改造效率和效益。
10kV一體化變臺的主要思路是：將變壓器模塊、低壓配電模塊進行一體化、模塊化設計，一二次接口進行標準化設計，實現變壓器臺設備的集成組合和功能融合，減少運輸、庫存、安裝、交接試驗及運維等方面的工作量，進一步提高變壓器臺的供電可靠性。
10kV一體化變臺其總體結構特征為：10kV縱向一體化柱上變壓器臺通過變壓器橫擔將變壓器模塊和低壓配電模塊垂直固定，構成縱向一體化結構，可根據現場實際情況采用正向或側向布置。10kV橫一體化柱上變壓器臺將變壓器模塊和低壓配電模塊橫向集成，通過底框水平固定，構成橫向一體化結構，可根據配電變壓器容量等實際情況采用正向布置或側向布置。
4.2配電設備一二次融合技術的目標和思路
通過提高配電一二次設備的標準化、集成化水平，提升配電設備運行水平、運維質量與效率，滿足線損管理的技術要求，服務配電網建設改造行動計劃。
以打造“安全可靠、融合高效”為技術目標，以需求為導向、檢測為保障，主要面向配電網建設改造中的增量設備，按照總體設計標準化、功能模塊獨立化、設備互換靈活化的思路，優先解決配電自動化建設中面臨的一二次接口的兼容性和擴展性、終端新增計量功能、遙信抖動等迫切問題，分階段推進配電設備一二次融合工作。工作目標是：
(1)柱上開關的一二次融合工作一步到位。
一二次融合分近期和遠期兩個階段完成預期目標：
近期目標解決一二次設備的組合、裝置性更換及工廠化維修問題，于2016年12月完成；
遠期目標解決一二次設備深度融合問題，于2017年12月完成。
各階段應提供相應的一二次融合成套化設備招標技術規范書和檢測規范。
柱上技術要求：柱上開關一二次融合按應用功能不同可分為：分段負荷開關成套、分段斷路器成套、分界負荷開關成套、分界斷路器成套設備四種。
環網柜技術要求(近期)：環網柜近期(組成)：環進環出單元、饋線單元、母線設備(PT)單元、集中式DTU。所有環進出單元、饋線單元的電源、電流、遙信、遙控等回路采用標準化接口設計，通過二次航空插頭匯總于DTU單元的航插室；母線設備單元的電源、電壓等回路通過二次航空插頭匯總于DTU單元的航插室。DTU單元整體實現三遙、計量、相間及接地故障處理、通信、二次供電等功能；計量采用獨立模塊，DTU核心單元與其通信采集計量數據。?DTU單元柜與開關的連接電纜雙端預制，設備支持熱插拔，不同廠家航空插頭可互換；DTU單元柜與開關柜成套供貨，單元柜可整體更換。統一環網箱預留DTU安裝空間尺寸；統一DTU的面板和指示。
環網柜技術要求(遠期):環網柜遠期(組成)：環進環出單元、饋線單元、供電與通信單元(含供電PT、后備電源、通信模塊)；三遙動作型DTU安裝在各單元間隔內；各單元柜的電源由供電與通信單元柜統一提供。三遙動作型DTU實現本間隔的三遙、計量、相間與接地故障處理、通信功能。三遙動作型DTU通信方式接入通信單元，由通信單元對上通信。統一DTU核心單元對外接口、尺寸、安裝方式；各間隔DTU和通信單元實現裝置級可更換，支持熱插拔；開關本體各模塊標準化。用于環網柜現場診斷維護的移動式終端手持設備統一接口與協議，通過有線串口方式連接DTU調試口，可實現不同廠家DTU設備的就地診斷與維護。
開關柜選用的負荷開關、斷路器等設備功能和性能應滿足相關標準的規定；操作電源采用DC48V，儲能電機功耗不大于80W，合閘線圈瞬時功耗不大于300W，分閘線圈瞬時功耗不大于500W；環網柜采用電磁式互感器應配置電流、電壓表，采用電子式互感器應配置數碼顯示表；斷路器柜相間故障整組動作時間不大于100ms；一次設備根據項目需求配置電纜測溫、環境溫濕度傳感器。
5結束語
在我國經濟仍面臨下行壓力的背景下，實施配電網建設與改造升級工程，配電網建設與改造為穩增長再添新動力，對整個電氣設備產業鏈產生拉動作用，同時為加快貧困地區脫貧致富提供動力。實施上述工程，用商業機制吸引社會資本參與配電網建設改造，必將對從事配電網建設的電氣設備產業鏈上的相關企業產生拉動效應，配電企業、電力設備制造企業、自動化企業均將從中受益。
實施配電網建設與改造工程，是加強配電基礎設施建設，加快城鄉基本公共服務均等化進程的重要舉措，它將加快推動我國電力設備制造業快速發展，也為以配電網為主要客戶的配電設備企業的發展帶來良好機遇，配電網建設與改造強調全面提升配電網裝備水平；采用技術成熟、少(免)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備；提升設備本體智能化水平，推行功能一體化設備；帶動節能配電變壓器、開關設備和電纜制造企業設備具備持續創新能力，完善產業配套，形成完整的研發、設計、制造、試驗檢測和認證體系。對相關設備企業即是機遇也是挑戰。
作者簡介
侯義明，中國電力科學研究院教授級高級工程師。主要從事電力系統自動化的研究工作，多次獲得國家、電力部和國家電網公司科技進步獎。主要主持和參與編寫IEEE、國家標準、電力行業、和國家電網公司的智能電網相關標準制定工作，參加多個國家電網公司智能電網試點的規劃設計和應用工作。
1配電網建設改造
1.1配電網建設改造的意義
2015年以來，黨中央、國務院對配電網建設改造工作做出了一系列安排部署。，國家發展改革委、國家能源局先后發布《關于加快配電網建設改造的指導意見》與《配電網建設改造行動計劃(2015～2020年)》(簡稱《行動計劃》)，提出要結合當前我國配電網實際情況，用五年左右時間，全面加快現代配電網建設，支撐經濟發展和服務社會民生。2015～2020年，配電網建設改造投資將不低于2萬億元。2016年中央1號文件中明確提出了“加快實施農村電網改造升級工程，開展農村‘低電壓’綜合治理”等加快農村基礎設施建設的工作內容。國務院第122次常務會議作出實施新一輪農村電網改造升級工程的決定，李克強總理在2016年政府工作報告中提出“抓緊新一輪農村電網改造升級，兩年內實現農村穩定可靠供電服務和平原地區機井通電全覆蓋”。國務院辦公廳、國家發改委、能源局等部委先后印發了一系列文件，全面部署新一輪農網改造升級工作。實施配電網建設與改造行動計劃的意義主要有以下四個方面：
(1)實施配電網建設改造行動計劃是落實“穩增長、防風險”的重要措施；
(2)實施配電網建設改造行動計劃是推進新型城鎮化的重要保障；
(3)實施配電網建設改造行動計劃是推進“互聯網”智慧能源發展的戰略選擇；
(4)實施配電網建設改造行動計劃是全面建成小康社會的現實需要。
1.2電力發展“十三五”規劃配網建設目標和任務
2015年11月7日國家發展改革委、國家能源局正式發布《電力發展“十三五”規劃》，這是我國“十三五”電力發展的行動綱領。“十三五”電力發展規劃將“升級改造配電網，推進智能電網建設”作為重要任務，提出加大城鄉電網建設改造力度，基本建成城鄉統籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環境友好、與小康社會相適應的現代配電網，適應電力系統智能化要求，全面增強電源與用戶雙向互動，支持高效智能電力系統建設。
《電力發展“十三五”規劃》在民生用電保障的目標是：
(1)2020年，電能替代新增用電量約4500億千萬時。
(2)力爭實現北方大中型以上城市熱電聯產集中供熱率達到60%以上，逐步淘汰官網覆蓋范圍內的燃煤供熱小鍋爐。
(3)完成全國小城鎮和中心村農網改造升級、貧困村通動力電。
(4)平原地區機井用電覆蓋。
(5)東部地區基本實現城鄉供電服務均等化。
(6)中西部地區城鄉供電服務差距大幅縮小。
(7)貧困及偏遠少數民族地區電網基本滿足生產生活需要。
1.3配電網建設改造資金投入目標
《行動計劃》提出了資金投入目標。要通過實施配電網建設改造行動計劃，有效加大配電網資金投入。2015年～2020年，配電網建設改造投資不低于2萬億元，“十三五”期間累計投資不低于1.7萬億元。
1.4新一輪農網改造升級任務
2016年2月3日，國務院第122次常務會議決定實施新一輪農村電網改造升級工程。
2月16日，國務院辦公廳轉發國家發展改革委《關于“十三五”期間實施新一輪農村電網改造升級工程的意見》(國辦發〔2016〕9號)。
3月18日，國家發展改革委印發《農村機井通電工程2016-2017年實施方案》和《小城鎮和中心村農網改造升級工程2016-2017年實施方案》。
3月25日，國務院召開實施新一輪農村電網改造升級工程電視電話會議，全面部署新一輪農網改造升級工作。截至2015年12月底，國家電網公司6kV～20kV線路長度328.3萬公里(城市62.7萬公里，縣域265.6萬公里)，其中架空線路282萬公里(城市30.9萬公里，縣域251.1萬公里)，電纜線路46.3萬公里(城市31.9萬公里，縣域14.4萬公里)，電纜化率14.1%(城市50.8%，縣域5.4%)。配電變壓器共計373.9萬臺(城市93.7萬臺，縣域280.2萬臺)，容量9.3億千伏安(城市4.3億千伏安，縣域5億千伏安)，配電開關294.2萬臺(城市202.5萬臺，縣域91.7萬臺)。國家電網公司、南方電網公司和地方電網企業承擔著農網改造升級的主要任務。截至2015年底，國家電網公司共完成農網改造升級和無電地區電力建設投資3321億元，為57.6萬無電戶、240.6萬無電人口解決了通電問題。累計新建改造35kV及以上輸電線路8.98萬公里，新建改造10kV線路48.76萬公里，新建改造低壓線路77.2萬公里、居民戶表2251萬戶。然而，偏遠貧困地區依然未通動力電，并存在裝備水平較低，質量參差不齊等問題，不利于推進新型城鎮化、農業現代化。前兩次農網改造升級重點是加大無電地區電力建設投資，提升農村生活供電保障能力，經過兩次改造升級，農村供電可靠率、綜合電壓合格率顯著提升。而第三次農網改造重點主要包括兩部分：
一是，對西部及貧困地區農村電網改造進行攻堅，解決電壓不達標、架構不合理、不通動力電，農業生產用電，農產品加工，供電等問題，提升電力普遍服務水平；
二是，推進東中部地區以及有條件的西部地區城鄉電網建設一體化，逐步提高農村電網信息化、自動化、智能化水平，縮小城鄉供電服務差距，逐步實現農村生活水平小康化。
為推動新一輪農村電網升級改造工程，國家電網公司部署了七個重點工程：
(1)大力實施“井井通電”工程。公司將投資485億元，用兩年時間完成全部219萬眼農田灌溉機井通電及改造工程，實現平原地區“井井通電”目標。
(2)加快小城鎮(中心村)電網改造升級。小城鎮(中心村)電網是農網建設改造的重點。公司將投資843億元，用兩年時間完成經營區內全部6.6萬個小城鎮(中心村)電網的改造升級。按照“縣～鎮～村”電網統一規劃、協調發展的原則，提高建設標準，大幅提升供電能力和供電質量，滿足小城鎮(中心村)長遠發展和現代化建設需要。
(3)實現村村通動力電。近年來農副產品加工、規模性養殖等產業快速發展，農村三相動力電需求不斷增加。截止2015年底，公司經營區內未通動力電的村3.9萬個、需增容改造的8.7萬個。公司將投資260億元，用三年時間全面完成動力電建設改造任務，實現村村通動力電。
(4)積極實施光伏接網工程。按照國務院扶貧辦計劃，國家電網公司經營區13個省374個縣的27525個村建設村級光伏電站，每個電站200kW左右，及時做好光伏扶貧電站的報裝服務及接網工程，滿足國家光伏扶貧工作要求。
(5)促進西部及貧困地區農網供電服務均等化：投資726億元，提升扶貧開發重點縣、集中連片特殊困難地區以及革命老區供電服務，提高553個貧困縣供電能力，滿足脫貧致富用電需求。投資282億元，建立常態化監測和綜合治理機制，全面解決經營區內農村用戶“低電壓”問題。到2020年，西部城鎮地區10kV線路平均供電半徑不超過6km，鄉村地區不超過18km，農村戶均配變容量達到2kVA，農網智能化、信息化水平大幅提高，進一步縮小與東中部地區的差距。
(6)推動東中部地區城鄉電網建設一體化：國家電網公司將投資2276億元，完善電網結構，提高轉供能力，全面消除不滿足供電安全標準的“單線單變”，提高農網信息化、自動化、智能化水平。到2020年，東中部城鎮地區10kV、線路平均供電半徑不超過5km，鄉村地區不超過10km，農村戶均配變容量達到2.3kVA，配電自動化系統、配電通信網和智能電表覆蓋率均達到100%，基本實現城鄉電網一體化目標；
(7)開展西藏、新疆以及四川、甘肅、青海三省藏區農村電網建設攻堅：國家電網公司將投資317億元，做好少數民族地區供電保障，解決經營區內剩余14個縣域電網與主網聯系薄弱問題。
2配電建設工程專項工程
2.1.1機井通電項目
項目需求以臺區及低壓線路建設改造為主。配電變壓器就近接入10kV線路。
配變容量選擇范圍為50kVA～100kVA，配變供電半徑宜控制在500m范圍內，每個配電臺區平均解決6個～8個機井。
低壓線路改造應延伸到井臺。資產分界點原則以電表(含)為界。
對于地方政府投入的資金，要爭取納入規劃總盤子，由公司統籌使用。
2.1.2小城鎮(中心村)電網改造升級
配電變壓器容量選擇在綜合考慮配電網經濟運行水平的基礎上，應適度超前于負荷需求。各地區項目實施后，小城鎮(中心村)最低戶均配變容量應滿足《小城鎮和中心村電網改造升級2016年~2017年實施方案》中的要求。
配變選型原則為柱上變不超過400kVA，箱變不超過630kVA，配電室單臺容量不超過800kVA。各單位應根據用戶用電負荷及建筑形式不同，滿足配電變壓器合理化布點的需要。平房用戶宜采用柱上變壓器臺進行供電，單臺配變供電戶數不宜超過80戶，采用配電室或者箱式變電站供電的，單臺配變供電戶數不宜超過120戶。
低壓供電半徑不超過500m，低壓接戶線應使用耐候型絕緣導線，界面鋁芯一般不小于16mm2，銅芯一般不小于6mm2。如計量裝置采用集中安裝方式，根據實際情況可將表后接戶線納入改造范圍，確保工藝整齊、美觀。
2.1.3村村通動力電
配電變壓器應位于負荷中心，容量選擇應適度超前于負荷需求。新增三相配電臺區的同時，應保留原有單相供電網絡，并做好低壓線路改造，合理切割負荷，繼續發揮原有單相供電網絡的作用。
3為相關設備制造企業帶來的機遇
(1)通過開展“機井通電、小城鎮(中心村)電網改造建升級、村村通動力電”工程提升農村供電能力，消除供電卡脖子提升農村供電能力，消除供電卡脖子。
綜合治理低電壓，提升低壓電網裝備水平，增加了架空線路、配電開關、配電變壓器、以及無功補償設備相關產品的需求，由于農村電網主要是中低電壓配網，從配電網設備的層面來看，中低電壓等級的變壓器、線纜、低壓配電箱(JP柜)等一次設備作為配網的主要組成設備在采購規模上將會有較大幅度的增長。此外，由于本輪農網改造升級的重心在于滿足農村用電水平的提升的需求。因此，對一次設備需求增加的同時，對智能化二次設備的需求也將相應增加。低壓設備的升級改造也增加了低壓開關設備的需求。對這些設備的制造企業是利好的機遇。
(2)實施“光伏扶貧接網”工程就要加大貧困地區農村電網改造工作力度，為光伏扶貧項目接網和并網運行提供技術保障。
實施光伏扶貧工作是貫徹中央扶貧開發工作會議精神，落實《中共中央國務院關于打贏脫貧攻堅戰的決定》的要求，在全國具備光伏建設條件的貧困地區實施光伏扶貧的工程。
對于光伏扶貧接網工程，由電網企業承擔接網及配套電網的投資和建設工作，確保配套電網工程與項目并網運行和電量消納，確保光伏扶貧項目優先上網和全額收購。光伏扶貧接網工程除對光伏產業擴大市場份額外，配電網的適應性改造，對增大了配電開關、配電變壓器等相關配電設備的需求。
(3)“邊遠貧困地區供電服務均等化、東中部地區城鄉電網建設一體化”工程。城鄉電網建設一體化，構建靈活可靠的城市(區)網絡結構，優化規范城鎮地區網絡結構，逐步強化鄉村地區網絡結構。
實現網架結構規范化，設備選型序列化，需要增加變電站布點和線路，改善網架，增加分段和聯絡，對電纜、環網柜，柱上開關的需求增加。按照“成熟可靠、技術先進、節能環保”的原則，全面提升配電網裝備水平；采用技術成熟、少(免)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備；提升設備本體智能化水平，推行功能一體化設備；帶動節能配電變壓器、開關設備和電纜制造企業設備具備持續創新能力，完善產業配套，形成完整的研發、設計、制造、試驗檢測和認證體系。對相關設備企業即是機遇也是挑戰。對藏區，南疆地區農村電網建設，最大限度利用電網延伸和可再生能源供電方式，改善農牧民生產生活用電條件。除配電網設備需求外，還包括了光伏和微電網的需求。
配網農網改造、提高供電能力，改善網架，提高電纜化率等帶來的一次二次設備投資(一次設備投資占投資比例最高)，尤其是變壓器、開關、電線電纜、自動化設備。行動計劃要求“住宅小區納入配電網統一規劃，規范建設、專款專用”，電網公司的把控力度將加大，低壓設備制造與安裝服務公司將受益。無功補償、電能替代、需求側管理等為主的節能降耗是長期的市場，抓住這個商業機會的關鍵還是將自己的產品與服務納入電網節能降耗的整體解決方案。新能源、分布式電源的接入，分布式光伏是新能源發展的重點，與配電網的互動要求更好的接入系統、能量管理與調度系統，同時也推動分布式與微網(包括儲能)的發展。實現“城市及城際間充電設施的互聯互通”為目標。充電設施、尤其是城市中充電設施已經明確向社會資本放開。為實現智能雙向互動服務提供信息基礎。2020年，配電變壓器信息采集覆蓋率達到100%，智能電表覆蓋率達到95%。
4對設備制造企業的挑戰
配電網建設與改造強調全面提升配電網裝備水平；采用技術成熟、少(免)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備；提升設備本體智能化水平，推行功能一體化設備；帶動節能配電變壓器、開關設備和電纜制造企業設備具備持續創新能力，完善產業配套，形成完整的研發、設計、制造、試驗檢測和認證體系。對相關設備企業即是機遇也是挑戰。為貫徹落實國家配電網建設改造的相關要求，把握好配電網發展建設的契機，進一步精簡和優化配電設備種類，提升標準化、智能化水平，提高配電網工程質量和配網運維管理效率，國家電網公司運維檢修部組織編寫了《10kV一體化變臺和配電一二次成套裝置典型設計和檢測規范》，一體化變臺和配電設備一二次融合對相關設備制造企業是一次新的挑戰。
4.1實施10kV一體化變臺的目的和思路
實施10kV一體化變臺的目的是：
(1)落實國家電網公司“四個一”的要求(項目需求“一圖一表”、設備選型“一步到位”、建設工藝“一模一樣”、管控信息“一清二楚”)，尤其是建設工藝“一模一樣”；
(2)將配電網技術導則、典型設計和標準物料等標準化建設成果落實到配電網建設改造全過程。按照“標準化臺架、模塊化組件”設計原則，有利于應用典型設計方案的完整配電變臺，實行成套化招標；
(3)便于實現工程項目所需設備的集成化、成套化招標，這將有利于降低物資碎片化管理造成的額外成本，降低工程項目綜合管理成本；
(4)將預先裝配完成的配電變臺帶至現場直接進行安裝，提升了配電網建設改造效率和效益。
10kV一體化變臺的主要思路是：將變壓器模塊、低壓配電模塊進行一體化、模塊化設計，一二次接口進行標準化設計，實現變壓器臺設備的集成組合和功能融合，減少運輸、庫存、安裝、交接試驗及運維等方面的工作量，進一步提高變壓器臺的供電可靠性。
10kV一體化變臺其總體結構特征為：10kV縱向一體化柱上變壓器臺通過變壓器橫擔將變壓器模塊和低壓配電模塊垂直固定，構成縱向一體化結構，可根據現場實際情況采用正向或側向布置。10kV橫一體化柱上變壓器臺將變壓器模塊和低壓配電模塊橫向集成，通過底框水平固定，構成橫向一體化結構，可根據配電變壓器容量等實際情況采用正向布置或側向布置。
4.2配電設備一二次融合技術的目標和思路
通過提高配電一二次設備的標準化、集成化水平，提升配電設備運行水平、運維質量與效率，滿足線損管理的技術要求，服務配電網建設改造行動計劃。
以打造“安全可靠、融合高效”為技術目標，以需求為導向、檢測為保障，主要面向配電網建設改造中的增量設備，按照總體設計標準化、功能模塊獨立化、設備互換靈活化的思路，優先解決配電自動化建設中面臨的一二次接口的兼容性和擴展性、終端新增計量功能、遙信抖動等迫切問題，分階段推進配電設備一二次融合工作。工作目標是：
(1)柱上開關的一二次融合工作一步到位。
一二次融合分近期和遠期兩個階段完成預期目標：
近期目標解決一二次設備的組合、裝置性更換及工廠化維修問題，于2016年12月完成；
遠期目標解決一二次設備深度融合問題，于2017年12月完成。
各階段應提供相應的一二次融合成套化設備招標技術規范書和檢測規范。
柱上技術要求：柱上開關一二次融合按應用功能不同可分為：分段負荷開關成套、分段斷路器成套、分界負荷開關成套、分界斷路器成套設備四種。
環網柜技術要求(近期)：環網柜近期(組成)：環進環出單元、饋線單元、母線設備(PT)單元、集中式DTU。所有環進出單元、饋線單元的電源、電流、遙信、遙控等回路采用標準化接口設計，通過二次航空插頭匯總于DTU單元的航插室；母線設備單元的電源、電壓等回路通過二次航空插頭匯總于DTU單元的航插室。DTU單元整體實現三遙、計量、相間及接地故障處理、通信、二次供電等功能；計量采用獨立模塊，DTU核心單元與其通信采集計量數據。?DTU單元柜與開關的連接電纜雙端預制，設備支持熱插拔，不同廠家航空插頭可互換；DTU單元柜與開關柜成套供貨，單元柜可整體更換。統一環網箱預留DTU安裝空間尺寸；統一DTU的面板和指示。
環網柜技術要求(遠期):環網柜遠期(組成)：環進環出單元、饋線單元、供電與通信單元(含供電PT、后備電源、通信模塊)；三遙動作型DTU安裝在各單元間隔內；各單元柜的電源由供電與通信單元柜統一提供。三遙動作型DTU實現本間隔的三遙、計量、相間與接地故障處理、通信功能。三遙動作型DTU通信方式接入通信單元，由通信單元對上通信。統一DTU核心單元對外接口、尺寸、安裝方式；各間隔DTU和通信單元實現裝置級可更換，支持熱插拔；開關本體各模塊標準化。用于環網柜現場診斷維護的移動式終端手持設備統一接口與協議，通過有線串口方式連接DTU調試口，可實現不同廠家DTU設備的就地診斷與維護。
開關柜選用的負荷開關、斷路器等設備功能和性能應滿足相關標準的規定；操作電源采用DC48V，儲能電機功耗不大于80W，合閘線圈瞬時功耗不大于300W，分閘線圈瞬時功耗不大于500W；環網柜采用電磁式互感器應配置電流、電壓表，采用電子式互感器應配置數碼顯示表；斷路器柜相間故障整組動作時間不大于100ms；一次設備根據項目需求配置電纜測溫、環境溫濕度傳感器。
5結束語
在我國經濟仍面臨下行壓力的背景下，實施配電網建設與改造升級工程，配電網建設與改造為穩增長再添新動力，對整個電氣設備產業鏈產生拉動作用，同時為加快貧困地區脫貧致富提供動力。實施上述工程，用商業機制吸引社會資本參與配電網建設改造，必將對從事配電網建設的電氣設備產業鏈上的相關企業產生拉動效應，配電企業、電力設備制造企業、自動化企業均將從中受益。
實施配電網建設與改造工程，是加強配電基礎設施建設，加快城鄉基本公共服務均等化進程的重要舉措，它將加快推動我國電力設備制造業快速發展，也為以配電網為主要客戶的配電設備企業的發展帶來良好機遇，配電網建設與改造強調全面提升配電網裝備水平；采用技術成熟、少(免)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備；提升設備本體智能化水平，推行功能一體化設備；帶動節能配電變壓器、開關設備和電纜制造企業設備具備持續創新能力，完善產業配套，形成完整的研發、設計、制造、試驗檢測和認證體系。對相關設備企業即是機遇也是挑戰。
作者簡介
侯義明，中國電力科學研究院教授級高級工程師。主要從事電力系統自動化的研究工作，多次獲得國家、電力部和國家電網公司科技進步獎。主要主持和參與編寫IEEE、國家標準、電力行業、和國家電網公司的智能電網相關標準制定工作，參加多個國家電網公司智能電網試點的規劃設計和應用工作。
