農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的電壓無功管理措施探討

陶瑾瑜

摘要： 農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)是國家區(qū)域電力系統(tǒng)的最末端，它是農(nóng)村電網(wǎng)的簡稱。提高農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的供電可靠性能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化，改善農(nóng)民的日常生產(chǎn)生活。不過就我國農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，它還受限于各方面影響因素，整體來看農(nóng)網(wǎng)供電質(zhì)量不盡如人意。本文簡要探討了當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及該系統(tǒng)在電壓無功管理方面的技術(shù)內(nèi)容，最終給出提高系統(tǒng)電壓無功管理水平的有效途徑，希望為我國局部農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)健康發(fā)展提供有價(jià)值參考。

Abstract： Rural power supply system is the end of the national regional power system. To improve the power supply reliability of rural power supply system can achieve the optimization of agricultural production process and improve the daily production and living of farmers. However， the development of China's rural power grid system is subject to various factors， and the power supply network as a whole is not satisfactory. This paper briefly discusses the current status of rural power supply system and the technical aspects of the system in terms of voltage and reactive power management， and finally gives an effective way to improve the system voltage and reactive power management level， hoping to provide valuable reference for the healthy development of local rural power network system.

關(guān)鍵詞： 農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)；電壓無功管理；發(fā)展現(xiàn)狀；有效途徑

Key words： rural power supply system；voltage and reactive power management；current situation of development；effective way

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0076-02

0 引言

造成農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)效率低下的根本原因就在于電壓質(zhì)量不高。而想要改善這一問題就必須深入研究無功功率與電壓之間的密切關(guān)系，持續(xù)強(qiáng)化無功管理，促進(jìn)農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的電壓無功管理質(zhì)量與效率，滿足農(nóng)村用電量和供電質(zhì)量要求越來越高的現(xiàn)狀，確保農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)電壓高水平，也實(shí)現(xiàn)對無功潮流分布的有效優(yōu)化過程。

1 關(guān)于農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中電壓問題的思考

當(dāng)前我國正在建設(shè)社會主義新農(nóng)村，其建設(shè)成果顯著，農(nóng)民生活水平也擁有了明顯優(yōu)化改善，在這一背景下，農(nóng)村生產(chǎn)生活用電量負(fù)荷的加大也使得農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的工作負(fù)荷越來越大，這就為農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的安全可靠性提出了更高技術(shù)要求。但是長期以來由于受到農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)在各方面的主客觀因素制約影響，例如設(shè)備老舊、投資稀少和管理體制落后等等，都導(dǎo)致農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)始終未能發(fā)揮其應(yīng)有水平，又由于其作為地方供配電體系的最末端，所以農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)在實(shí)際技術(shù)水平與技術(shù)應(yīng)用方面整體處于落后水平，供電能力嚴(yán)重不足。若深入探討我國農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)，需要思考它目前發(fā)展進(jìn)程中所存在的5點(diǎn)現(xiàn)實(shí)問題。

1.1 設(shè)備老化嚴(yán)重

當(dāng)前各地農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中存在嚴(yán)重的、大面積的設(shè)備老化問題，而且老化程度非常嚴(yán)重。同時(shí)，農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中還含有大量的不合格高低壓線路，而在配變的容量選擇方面也不甚合理，導(dǎo)致電網(wǎng)整體功耗過大，輔助配套設(shè)施也無法達(dá)到完善。這些都客觀反映了當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)實(shí)缺陷。

1.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理

當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)存在整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不夠合理的現(xiàn)實(shí)問題，相比于城市電網(wǎng)在功能性與結(jié)構(gòu)性上過于薄弱，存在這樣或那樣的技術(shù)問題。例如在典型問題方面存在負(fù)荷分布狀況不夠均勻、供電半徑偏長且可靠性偏低的問題。大體來講它所提供的用戶用電質(zhì)量普遍偏差，線損較高，也存在一定的功率缺陷。

1.3 農(nóng)網(wǎng)管理機(jī)制不健全

農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)在管理機(jī)制上由于相對城市電網(wǎng)體系落后，所以在經(jīng)濟(jì)利益分配方面存在現(xiàn)實(shí)矛盾沖突，且愈發(fā)嚴(yán)重。在多地農(nóng)村都存在農(nóng)網(wǎng)重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象，這說明地方農(nóng)網(wǎng)管理在管理體制上有所欠缺，這不利于農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)整體功效的有序有效發(fā)揮。

1.4 農(nóng)網(wǎng)用戶數(shù)量偏多

當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)用戶數(shù)量偏多，而且他們所處地域分散、范圍較廣，每戶用電負(fù)荷都相對偏小，這導(dǎo)致了農(nóng)村農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)整體供電效率低下，而且所供應(yīng)電能質(zhì)量也相對偏差。

1.5 農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)整體密度負(fù)荷偏小

在農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中存在嚴(yán)重的負(fù)荷峰值與谷值之間差距偏大的問題，而且其負(fù)荷存在明顯的季節(jié)性特征?？紤]到當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)分支偏多且線路分散，整體自然功率因數(shù)表現(xiàn)偏低，所以農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)也是容易受到自然條件影響的[1]。

2 農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的電壓無功管理技術(shù)分析

農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)存在3點(diǎn)關(guān)鍵指標(biāo)：即電壓、頻率與波形，它們也是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。在這其中，電壓需要重點(diǎn)關(guān)注，因?yàn)樗軌蛑苯訉r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)增效，有效控制網(wǎng)損。良好的農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)電壓能夠控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行不受任何威脅，更能避免連鎖跳閘問題。如果無法有效控制電壓，就很可能出現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)，甚至導(dǎo)致大面積停電事故發(fā)生。當(dāng)前造成農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量下降的本質(zhì)原因就在于系統(tǒng)本身出現(xiàn)了無功功率不足或分布不合理的情況，這就說明無功功率與電壓質(zhì)量之間是存在相當(dāng)密切關(guān)系的。當(dāng)然在農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中，除了傳統(tǒng)的有功電源以外，還存在無功電源，無論是有功還是無功電源基本都分布于變電站之中，例如無功補(bǔ)償器、電容器等等其中都存在有功及無功電源。endprint

就以無功電源為例，它存在于農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中的主要原因就在于它擁有大量無功負(fù)荷，由于絕大部分用電設(shè)備都需要在運(yùn)行過程中消耗無功功率，所以實(shí)際上該部分的無功功率消耗量會大于有功功率。同時(shí)由于無功與電壓之間關(guān)系相對密切，所以如果單純對電壓進(jìn)行調(diào)整可能會只針對無功實(shí)施優(yōu)化但無法達(dá)到系統(tǒng)所需要達(dá)到的理想做功效果。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓無功管理的有效優(yōu)化，需要對其電壓進(jìn)行調(diào)整，即做到無功優(yōu)化。一般來說，變電站會對電壓無功進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，按照無功功率容量的具體多少來確定電容器組的投退數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投退電容器與無功優(yōu)化兩方面內(nèi)容的有效配合與補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)電壓無功有效控制，確保農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量合格。

再一方面，考慮到農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中農(nóng)業(yè)用戶的用電功率因素多分布于0.6～0.9區(qū)間范圍，所以可能導(dǎo)致系統(tǒng)處于滯后運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)是無法滿足0.9以上系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行功率因數(shù)要求的，這間接提升了對供電質(zhì)量的實(shí)際要求。為了確保農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)電壓無功管理始終保持合格水平，就要對其無功潮流分布進(jìn)行有效優(yōu)化，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)也提高了農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量[2]。

3 農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)的電壓無功管理優(yōu)化有效途徑分析

3.1 對系統(tǒng)自然功率因數(shù)的優(yōu)化

要適當(dāng)增加系統(tǒng)自然功率因數(shù)，提升它系統(tǒng)的自然功率因素，該操作不需要運(yùn)用到任何補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，它通過降低用電設(shè)備本身所消耗的無功功率來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對功率因數(shù)的增加。舉例來說，比如對配變?nèi)萘康挠行?yōu)化與選擇，或者通過轉(zhuǎn)變配變運(yùn)行的方式來調(diào)整負(fù)載配變，或者直接選擇使用撤、并、停、換等等方法來調(diào)整負(fù)載率達(dá)到最佳值水平，滿足農(nóng)網(wǎng)自然功率因數(shù)的有效改善。

3.2 對無功補(bǔ)償配置容量的優(yōu)化

要參照我國國家電網(wǎng)公司所制定的《農(nóng)村電網(wǎng)電壓質(zhì)量和無功電力管理方法》相關(guān)條例要求，對無功補(bǔ)償配置容量進(jìn)行全面優(yōu)化，具體來講要做到兩點(diǎn)：第一，要主打分散補(bǔ)償，保證變電站集中補(bǔ)償與分散就地補(bǔ)償之間實(shí)現(xiàn)相互有機(jī)融合，做到有效降損。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)調(diào)壓與降損之間的有機(jī)融合過程；第二，要基于農(nóng)網(wǎng)新建及改造后的35kV、110kV變電所相關(guān)規(guī)定數(shù)據(jù)來進(jìn)行無功補(bǔ)償裝置有效配備，同時(shí)做到對10kV以下變電站電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)挠行?qiáng)化建設(shè)。就目前臺區(qū)配電變壓器的改造與制作情況來看，應(yīng)該基于低壓配置要求來啟用無功補(bǔ)償設(shè)備，緩解農(nóng)網(wǎng)當(dāng)前所存在的無功管理問題，有效提高10kV電網(wǎng)功率基本因數(shù)，并建立“無功分區(qū)平衡、分電壓等級平衡與就地平衡”三大平衡機(jī)制，滿足電壓無功管理的所有目標(biāo)。

3.3 對變電站電網(wǎng)布點(diǎn)建設(shè)的優(yōu)化

要優(yōu)化變電站的電網(wǎng)布點(diǎn)建設(shè)，并重點(diǎn)優(yōu)化配置農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，特別是針對10kV以下的電網(wǎng)實(shí)施有效改造處理，爭取快速提升有載調(diào)壓背景下的主變普及率。這里可以采取導(dǎo)線截面增大或供電半徑縮小的方式來有效推進(jìn)變電站配電變壓器布點(diǎn)過程。而針對農(nóng)村供電系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)廣泛且分散稀疏的特點(diǎn)，要針對居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)的較為分散的農(nóng)戶實(shí)施小容量、短半徑和多布點(diǎn)供電。而針對100kV以上變電站的配電無功補(bǔ)償裝置則要采取基于變電站的無載主變改造，確保系統(tǒng)供電電路末端農(nóng)戶能夠獲得最高質(zhì)量電壓[3]。

4 總結(jié)

除此之外，強(qiáng)化計(jì)量裝置管理與日常管理也是對農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)電壓無功管理的有效優(yōu)化措施，這些說明農(nóng)網(wǎng)電壓無功管理工作既復(fù)雜又系統(tǒng)。農(nóng)村地域要通過不斷優(yōu)化農(nóng)網(wǎng)供電電壓來實(shí)現(xiàn)供電質(zhì)量優(yōu)化，進(jìn)而推動我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，真正實(shí)現(xiàn)社會主義新農(nóng)村有序有效建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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