基于農(nóng)村低電壓現(xiàn)象探究綜合治理策略

程志珍

[摘要]隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，電力行業(yè)得到了顯著發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)建設(shè)是我國非常重要的電網(wǎng)組成，電網(wǎng)低壓問題一直影響著農(nóng)民生活，阻礙農(nóng)村各項生產(chǎn)建設(shè)，并造成電壓質(zhì)量下降無功功率分布合理性降低。由此，加強對農(nóng)網(wǎng)低電壓現(xiàn)象的綜合治理顯得尤為重要。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)村低電壓；綜合治理；治理策略

[DOI]1013939/jcnkizgsc201608204

農(nóng)村電網(wǎng)分布與建設(shè)具有諸多特點，比如，線路長、負荷率低、線路損耗大、季節(jié)性無功不強等，由此，造成農(nóng)村線路線損面積增大，尤其是高峰線路末端電壓較低，造成農(nóng)網(wǎng)建設(shè)薄弱，技術(shù)落后，設(shè)備老化嚴重，供電能力弱化，電價也非常高，嚴重影響到了居民正常用電，對農(nóng)村消費水平的提高非常不利。下面，本文將針對農(nóng)村低壓問題提出一些綜合治理方法。

1電壓無功綜合控制策略

11電壓無功綜合控制原理

農(nóng)網(wǎng)變電站中，電壓無功控制可以通過對變壓器分接頭調(diào)壓或者電容器補償來實現(xiàn)。但是大部分超高壓變電站內(nèi)無功補償裝置較少，電壓無功控制需要另外安裝電抗器或電容器。電壓無功綜合控制原理如下：以農(nóng)網(wǎng)某變電站主接線路圖為例，將調(diào)壓變壓器變化比設(shè)置為K，將一次電壓設(shè)置為U1、U2為二次電壓、UL為負荷端電壓，SL為負荷功率，即，SL=PL+QL，此時，可用Qc表示變壓器二次側(cè)無功補償最大容量，見圖1。

在公式當中，可以使用ULN表示當前電壓狀態(tài)。當負荷功率發(fā)生改變時，只要穩(wěn)定U2便能夠?qū)LN值穩(wěn)定[1]。只要電壓維持在功率標準內(nèi)，就不需要對其進行逆調(diào)，只需要按照功率大小進行電壓調(diào)節(jié)便可以。通常，接線是一個復雜過程，變電站內(nèi)電負荷會隨時出現(xiàn)變化，母線也會增多，此時負荷變化將沒有規(guī)律可循，母線電壓也有著差異。為此，在對電壓進行逆調(diào)時需要依據(jù)總負荷值變化進行，進而實現(xiàn)總負荷端UL趨于穩(wěn)定，能夠?qū)⒕€路損耗件降低?？梢圆扇∫韵路椒▽㈦妷簾o功控制在合理標準內(nèi)：

對變壓器的接頭裝置進行調(diào)整，進而使變比值K改變：負荷增大以后，周圍線路電壓也會隨之變大，負荷端電壓UL值下降，二次電壓U2升高；但當負荷變小時則總負荷電壓值UL會升高，通過將K變比提高，將二次電壓降低，降低總電壓UL。

12基于九區(qū)圖的電壓無功控制方法

九區(qū)圖是指電壓無功限級，分為上下限，可以對電壓無功平面劃分，通常劃分為8個大區(qū)，每一個區(qū)使用不同電壓控制方法。用U表示二次側(cè)母線電壓，進線處用變壓器Q表示，Q的下限降雨無功功率下限一致，也表示電網(wǎng)倒送無功，上限表示同樣原理，無功缺額會在電網(wǎng)中產(chǎn)生，此時，Qmin與Qmax值將比電容器小[2]。具體方法為：

當運行到0區(qū)域時，電壓與無功功率將達到指標，此時不用進行調(diào)控；當運行到2區(qū)及6區(qū)時，可對變壓器分接頭進行調(diào)整，如果不能對接頭調(diào)整，則可以每一個檔調(diào)節(jié)一次，會出現(xiàn)延時調(diào)檔；3區(qū)與5區(qū)為單一無功區(qū)。此時可運用“先切先投入”順序投切電容器，達到無功功率平衡。當運行到7區(qū)時，則可以按照上下限原則同樣運用“先切先投入”順序?qū)㈦娙萜鹘M切除。

2壓控型無功優(yōu)化補償裝置

21調(diào)壓無功補償裝置的應(yīng)用原理

可對電容器無功進行設(shè)置，電壓、電容量、頻率關(guān)系可用Q=ωCD2表示。通過對電容量C調(diào)節(jié)改變Q大小，而電抗器無功大小、電壓、頻率、容量則可以用Q=U2/（ωL）表示，使用同樣原理將電抗端電壓表示出來，進而實現(xiàn)對電容量的無功補償[4]。使用調(diào)壓器將電容器與電抗器連接起來，能夠更好對電容器與電抗器壓力進行調(diào)節(jié)，無功輸出可得到控制。設(shè)備端口電壓會減少，從100%Ue變?yōu)?0%Ue，電容器組輸出容量也能在20%～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)精細化補償，原理如圖2所示：

結(jié)合系統(tǒng)電壓無功參數(shù)與九區(qū)圖控制原理，會明確主變又載調(diào)節(jié)與開關(guān)變化檔位，使無功聯(lián)調(diào)更好的開展，將電壓合格率與功率因數(shù)增大，減少系統(tǒng)損耗。

22調(diào)壓無功補償裝置特點

通過對電容器調(diào)節(jié)不會從電網(wǎng)中脫離，無充放電得以控制，調(diào)節(jié)時將不需要延時或定位，自動調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)；投切電容器方法不再使用，減少出現(xiàn)電流涌積現(xiàn)象，防止過壓電流出現(xiàn)，使電器裝置運行更加安全、可靠，將使用壽命延長；能夠隨時對電壓無功進行治理與控制，主變接頭單獨調(diào)節(jié)也可以實現(xiàn)，對無功補償容量優(yōu)化配置；使用九區(qū)模糊算法能夠?qū)ψ儔浩鞣纸宇^調(diào)壓，確保電壓無功次數(shù)減少。

3電壓無功三級聯(lián)調(diào)策略

31三級聯(lián)調(diào)控制原則

將電壓修正程序啟動，觀察負荷波動變化，使電壓得以迅速恢復將控制命令生成。電壓無功在限度內(nèi)，則將電壓作為約束控制對象，將控制命令生成。在對電壓無功調(diào)整時，要以電網(wǎng)穩(wěn)定為目標，比如，使用短期負荷波動預測技術(shù)合理對接頭次數(shù)進行調(diào)整，防止震動投切。使用VQC、AVC系統(tǒng)對三級協(xié)調(diào)控制，這一控制原理相對復雜，涉及的內(nèi)容有：主變電壓控制、站內(nèi)無功補償控制、10kV線路調(diào)壓器控制以及有載調(diào)壓控制等，同時要考慮到不同層次對電壓無功的制約。如果每一層都需要多級協(xié)調(diào)控制，則都要對電壓無功影響進行考慮，在每層具體控制當中，合理調(diào)控相鄰層，還可以越級對上層調(diào)控，將控制方案制定出來，將低電壓出現(xiàn)的原因找出來，對低電壓問題系統(tǒng)分析，使農(nóng)網(wǎng)低壓問題從根本上解決，保障用戶正常用電。

32三級聯(lián)調(diào)技術(shù)應(yīng)用

協(xié)調(diào)系統(tǒng)具有復雜性，系統(tǒng)能橫跨一級安全區(qū)、外網(wǎng)區(qū)以及三級安全區(qū)，從一級到三級可以使用無線通信與專線通信結(jié)合方法，三級到一級返回則可以使用串聯(lián)通信，使傳輸更加安全、方便。變電站電壓無功控制中的應(yīng)用為：在無償技術(shù)應(yīng)用前，將10kV母線固定補償作為主變控制對象，將主變?nèi)萘吭O(shè)置為6784MVA，79兆乏作為補償后的容量，總補償容量設(shè)置為主變?nèi)萘康?125%，使用平滑調(diào)節(jié)法與自動投切模式，防止出現(xiàn)補償超荷現(xiàn)象。變電站可應(yīng)用一整套控制裝置，分為控制單元、電容器/電抗器、調(diào)壓器以及附屬裝置，先對用戶負荷數(shù)據(jù)進行收集，再分析負荷變化規(guī)律，設(shè)置調(diào)壓器參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化補償。

4農(nóng)村低電壓整治措施

41增強配網(wǎng)無功補償

將農(nóng)村低壓客戶端電壓質(zhì)量作為改善重點，按照農(nóng)網(wǎng)建設(shè)實際情況使用低壓協(xié)調(diào)補償方法，進而將無功補償效果增強，對電壓無功進行優(yōu)化，使電壓質(zhì)量得以改善。在農(nóng)村地區(qū)可建立無功優(yōu)化技術(shù)綜合補償網(wǎng)絡(luò)，將線路末端電壓提高作為重點，對10kV線路、配電壓器的低壓側(cè)進行優(yōu)化補償，進而將農(nóng)網(wǎng)末端電壓低現(xiàn)象以及電壓不穩(wěn)現(xiàn)象解決。將無功補償安裝容量確定下來，設(shè)備安裝在農(nóng)網(wǎng)末端，進而將末端電壓現(xiàn)象解決。

42將10kV線路供電能力提升

對于山區(qū)、丘陵地區(qū)供電半徑需控制在10kM范圍內(nèi)，對于過載線路可以對供電區(qū)域進行優(yōu)化，將負荷轉(zhuǎn)移到10kV線路位置處改造。此外，增設(shè)變電站，使用中壓線路，有效分配現(xiàn)有負荷。如果供電區(qū)域10年內(nèi)沒有規(guī)劃整改，則可以使用大截面或者同桿架設(shè)。針對迂回供電線路或者供電半徑超過10kV的需要對線路進行優(yōu)化，將供電半徑縮短，進而將電壓損耗減少。

5結(jié)論

總之，農(nóng)村低電壓現(xiàn)象較為常見，如果不能采取有效策略治理將影響農(nóng)村各項生產(chǎn)建設(shè)，由此，使用電壓無功綜合治理方法與電壓無功三級聯(lián)調(diào)治理方法能夠從根本上解決電網(wǎng)低壓問題，切實保障農(nóng)村用電的連續(xù)性與高效性。

參考文獻：

[1]呂方亮“八因八措、梳導結(jié)合、綜合治理”有效治理農(nóng)村“低電壓”[A].福建省電機工程學會第十二屆學術(shù)年會論文集[C].2012：1-6

[2]束龍，魯莽，黃大瑋，等利用微網(wǎng)和新能源技術(shù)解決農(nóng)網(wǎng)低電壓問題[A].中國電機工程學會第十二屆青年學術(shù)會議論文集[C].2012：1-5