農(nóng)村小水電上網(wǎng)對配電網(wǎng)線損的影響分析

重慶市開州區(qū)水利局 張 偉

我國傳統(tǒng)的供電方式為發(fā)電廠集中發(fā)電然后通過地區(qū)配電網(wǎng)完成各地區(qū)的供電，這種方式因供電方為發(fā)電廠，因此有些地區(qū)的供電線路過長，導(dǎo)致供電過程中損耗大量電力資源。近年來發(fā)展農(nóng)村地區(qū)的小水電站，由各小水電站就近完成附近農(nóng)村地區(qū)的供電，這種分布式供電方式更加高效節(jié)能。

1 農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)線損的計算

小水電站一般采用T形方式進(jìn)行連接，可使用公式計算線損功率：式中I為小水電站供電電流；P、Q為小水電站有功和無功輸出功率；R為k0到k1的電阻和；U為配電網(wǎng)電壓。

2 農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)線損高的原因

2.1 線路設(shè)備原因

2.1.1 配電網(wǎng)無功補(bǔ)償不合理

農(nóng)村小水電站對于配電網(wǎng)設(shè)備的操作存在問題，配電人員在用電高峰期應(yīng)該多做無功發(fā)電，同時配電設(shè)備應(yīng)切換到無功補(bǔ)償設(shè)備，降低配電網(wǎng)的線路損耗。但是農(nóng)村配電人員為了降低小水電上網(wǎng)功率因素在高峰期做有功發(fā)電，導(dǎo)致配電網(wǎng)線損增高。

2.1.2 配電網(wǎng)線路老化、變壓器使用不合理

農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)鋪設(shè)時間過久，在小水電站上網(wǎng)前還能夠勉強(qiáng)滿足當(dāng)前供電對線路的需求，但在部分偏遠(yuǎn)地區(qū)還是會出現(xiàn)供電能力不足等問題。小水電上網(wǎng)后農(nóng)村地區(qū)的線路老化嚴(yán)重，隨著社會的發(fā)展農(nóng)村地區(qū)的用電量需求也在不斷提高，小水電站上網(wǎng)后需不斷提高供電量，因此老化的線路內(nèi)供電電流增大超過了經(jīng)濟(jì)電流值，導(dǎo)致線路線損增大，已經(jīng)不能滿足小水電上網(wǎng)后對供電線路的需求，老化的配電網(wǎng)線路是造成配電網(wǎng)線損高的原因之一。

農(nóng)村地區(qū)的變壓器使用問題和線路老化問題類似，農(nóng)村配電網(wǎng)上變壓器的生產(chǎn)和使用日期久遠(yuǎn)，變壓器的磨損嚴(yán)重。小水電未上網(wǎng)變壓器還能勉強(qiáng)滿足配電網(wǎng)對變壓器的需求，但隨著農(nóng)村地區(qū)對用電量的需求與日俱增，小水電上網(wǎng)后需要增加對農(nóng)村地區(qū)的供電量，因此配電網(wǎng)線路的供電電流增大，變壓器工作的負(fù)荷增大，超過了變壓器使用的經(jīng)濟(jì)值，導(dǎo)致線路供電損耗嚴(yán)重，配電網(wǎng)線損增加，應(yīng)該在農(nóng)村小水電上網(wǎng)前就完成變壓器的更換，保證變壓器滿足最新供電的需求[1]。

2.1.3 農(nóng)村小水電站發(fā)電量過多

農(nóng)村小水電站全天保持高功率發(fā)電，但是用電客戶對電力需求存在高峰期和低潮期，在高峰期小水電站可以滿足用電客戶的電力需求，但是在低潮期小水電站的電量遠(yuǎn)超過用電客戶對電力的需求，此時配電網(wǎng)的饋線首端供電發(fā)生倒送電量的情況。農(nóng)村小水電站發(fā)電量過大導(dǎo)致配電網(wǎng)線路長期處于高電流狀態(tài)，配電網(wǎng)線路長期高負(fù)荷的使用導(dǎo)致線損增加，而配電網(wǎng)饋線倒送電量更是會嚴(yán)重增加線損，甚至導(dǎo)致供電設(shè)備損毀，所以農(nóng)村小水電站的發(fā)電量過多也是導(dǎo)致線損增加的原因之一。

2.1.4 配電網(wǎng)線路規(guī)劃不合理

農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)在規(guī)劃時能夠保證是當(dāng)時最優(yōu)的供電路線，但當(dāng)農(nóng)村小水電站上網(wǎng)之后，配電網(wǎng)的線路規(guī)劃就不再是最優(yōu)路線。農(nóng)村小水電站與配電網(wǎng)相互連接，導(dǎo)致多個小水電站的供電區(qū)域重疊，因此有的用電客戶是由距離較遠(yuǎn)的小水電站進(jìn)行供電，此時供電路徑過長，導(dǎo)致配電網(wǎng)供電工程中損失的電量過多，配電網(wǎng)線損也比較大。多個小水電站的供電路線規(guī)劃混亂，不能最大化發(fā)揮各個小水電站的位置優(yōu)勢。對配電網(wǎng)的線路進(jìn)行優(yōu)化，保證各個小水電站為最近的用電客戶進(jìn)行供電，此時配電網(wǎng)的路基規(guī)劃最優(yōu)，才能將配電網(wǎng)線路的線損控制在最低。

2.2 人工操作原因

配電網(wǎng)線損責(zé)任不明確。農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)線損的責(zé)任不明確，未上網(wǎng)時配電網(wǎng)線損由此路段的供電部門統(tǒng)一負(fù)責(zé)，如果該地區(qū)配電網(wǎng)線損嚴(yán)重，責(zé)任非常明確。而農(nóng)村小水電上網(wǎng)后，配電網(wǎng)與多個小水電站進(jìn)行連接，此時多個小水電站之間的供電區(qū)域重疊，同時配電網(wǎng)線路也有所重合，此時一旦某路線的配電網(wǎng)線損嚴(yán)重，很難確定是哪個小水電站的原因造成線損嚴(yán)重。

配電網(wǎng)線損考核制度不合理。配電網(wǎng)的考核制度長久以來一直存在問題，農(nóng)村小水電站未上網(wǎng)時各地區(qū)的配電網(wǎng)抄表人員與線損考核人員的工作周期都不一致，最后計算出來的線損嚴(yán)重程度存在較大誤差。例如配電網(wǎng)抄表人員的抄表日期為每月1號，抄表人員的抄表是按照月制度執(zhí)行，而線損的考核人員對配電網(wǎng)線路檢測是每30天檢查一次，最后線損考核人員檢測的線路使用周期不是整月，因此最后計算得出的線損情況誤差較大。在農(nóng)村小水電上網(wǎng)后線損的考核更加復(fù)雜，最后得到的線損結(jié)果誤差更大。同時線損考核人員對全線路進(jìn)行考核，這樣一來用電量大的客戶線損程度拉高了整段地區(qū)的線損情況，最后得到的線損結(jié)果沒有實際意義，線損考核應(yīng)該將用電量大的客戶與正常用電進(jìn)行區(qū)分，這樣可以準(zhǔn)確得到用電量大的客戶區(qū)域線損情況與正常電量使用區(qū)域的線損情況，然后才可以針對線損大的地區(qū)進(jìn)行降損。

配電網(wǎng)的維護(hù)保養(yǎng)頻率低。農(nóng)村小水電上網(wǎng)后，配電網(wǎng)線路的使用負(fù)荷更大，此時維修保養(yǎng)的頻率如果得不到提高，最后將會造成多地區(qū)的配電網(wǎng)線損增高。

3 降低農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)線損的措施

3.1 線路設(shè)備方面措施

控制農(nóng)村小水電上網(wǎng)的功率因數(shù)。農(nóng)村小水電上網(wǎng)后有些地區(qū)的功率控制與配電網(wǎng)線路要求不符，農(nóng)村小水電供電部門為了降低供電成本以及保證就地平衡，在用電高峰期發(fā)有功電力、在正常用電時期發(fā)無功電力，但是這樣供電不符合正常操作導(dǎo)致供電功率因素與正常相差甚多，不符合實際情況。因此配電網(wǎng)線損考核部門應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)村小水電供電部門的監(jiān)管，確保供電部門在供電高峰期和正常用電時期按照配電網(wǎng)的要求進(jìn)行供電，加強(qiáng)配電網(wǎng)對無功電力的配送，在合理操作的情況下控制農(nóng)村小水電上網(wǎng)的功率因素，正常功率因素的考核結(jié)果應(yīng)該不超過0.8。

對高損線路進(jìn)行升級。農(nóng)村小水電上網(wǎng)后有些地區(qū)的配電網(wǎng)線路已經(jīng)不能滿足配電需求，如重慶某農(nóng)村地區(qū)的10kV供電線路使用的是改革開放以前的配電線路，這種線路在農(nóng)村多個小水電上網(wǎng)后已經(jīng)很難滿足供電需求了，如果依舊采用這種電線會因供電電流密度過大造成配電網(wǎng)線路高損。因此需要對農(nóng)村高損線路進(jìn)行更換升級，確保符合小水電上網(wǎng)后的供電需求，升級后的線路應(yīng)保證供電電流密度符合經(jīng)濟(jì)電流密度，這樣才能有效控制配電網(wǎng)的線損。配電網(wǎng)高損線路升級后，每個月都可以為供電部門節(jié)省大量的電力資源，有效降低供電成本[2]。

對變壓器進(jìn)行升級。變壓器升級與高損線路升級原因類似，變壓器的使用年限也比較久遠(yuǎn)，當(dāng)前有更加節(jié)能的變壓器型號可有效降低供電工程中的電力損耗。而當(dāng)前重慶某農(nóng)村地區(qū)10kV供電線路上的變壓器損耗率達(dá)18%，因此可以對該農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)線路上的變壓器進(jìn)行更換，提高供電設(shè)備的穩(wěn)定性，降低供電成本。

控制農(nóng)村小水電上網(wǎng)后的配送電量。農(nóng)村小水電上網(wǎng)后應(yīng)嚴(yán)格控制配送電量，各小水電站應(yīng)統(tǒng)一管理，在用電高峰期保證供電滿足需求，在用電低潮期要對各小水電站的發(fā)電量進(jìn)行控制，降低農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)的線損。

優(yōu)化配電網(wǎng)的線路。農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)的線路需要與各小水電站進(jìn)行連接，因此此時配電網(wǎng)的配電路徑變長，配電網(wǎng)供電效率降低且線損增大。小水電上網(wǎng)后還需要對配電網(wǎng)整體重新進(jìn)行優(yōu)化，降低配電網(wǎng)配電路徑及線損，保證各小水電站對最近的用電客戶進(jìn)行電力供給。

3.2 人工管理方面措施

3.2.1 完善責(zé)任制度

當(dāng)前農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)由很多供電部門共同管理，這種情況下如果責(zé)任制度不夠明確，配電網(wǎng)線損情況會非常大，各供電部門不會重視對配電網(wǎng)線損的管理。所以一旦配電網(wǎng)涉及到多個部門共同管理，應(yīng)該對配電網(wǎng)按照地區(qū)進(jìn)行細(xì)致劃分，在每個供電部門的管轄區(qū)域內(nèi)設(shè)計配電網(wǎng)的計量裝置，準(zhǔn)確記錄該地區(qū)配電網(wǎng)的供電及線損情況。各地區(qū)供電所對配電網(wǎng)線損的管理責(zé)任完善之后，對配電網(wǎng)線損嚴(yán)重的線路進(jìn)行管理，可以準(zhǔn)確分辨是哪個地區(qū)供電部門的責(zé)任，這樣可提高供電部門管理線索的積極性，降低農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)的線損情況。

3.2.2 完善線損考核管理制度

農(nóng)村小水電上網(wǎng)后配電網(wǎng)的線損考核制度也應(yīng)進(jìn)行完善，配電網(wǎng)線損考核首先應(yīng)將配電區(qū)域內(nèi)大規(guī)模用電的客戶排除，因為大規(guī)模用電客戶使用的電量大，該地區(qū)的配電網(wǎng)線路磨損一定嚴(yán)重，如果將大規(guī)模用電客戶包含在配電網(wǎng)線損考核中，最后的考核結(jié)果與實際不符。每個月的時長不同配電網(wǎng)的線損情況也不同，所以考核人員應(yīng)該按照固定周期對配電網(wǎng)進(jìn)行線損考核，而不是以月為單位進(jìn)行考核。因此應(yīng)該按照固定周期進(jìn)行考核，為了配合抄表人員計算出配電網(wǎng)線損程度最好以30天為周期對配電網(wǎng)的線損進(jìn)行考核，這樣可以同時統(tǒng)計出區(qū)域配電網(wǎng)線路的線損程度以及配電量，準(zhǔn)確地得到每個地區(qū)的線損的考核結(jié)果。配電網(wǎng)部門查找線損嚴(yán)重的原因，并對該區(qū)域的線路進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，同時預(yù)防線損嚴(yán)重的問題再次出現(xiàn)。

3.2.3 對配電網(wǎng)線路進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)

農(nóng)村小水電上網(wǎng)后各地區(qū)配電網(wǎng)的線損程度不同，維修保養(yǎng)人員應(yīng)根據(jù)各地區(qū)線損嚴(yán)重程度，重點(diǎn)維護(hù)線損嚴(yán)重的配電網(wǎng)線路。同時維修保養(yǎng)人員維護(hù)時應(yīng)該檢查該地區(qū)供電部門的電表記錄與實際使用情況是否相符，防止有供電部門內(nèi)部人員幫助外人偷電。配電網(wǎng)線損維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)定期檢查配電網(wǎng)線路的電壓表、電流表、電能表等測量儀表的準(zhǔn)確度，防止測量儀表影響線損檢測結(jié)果。