分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低電壓治理中的應(yīng)用

雷巖

【摘 ?要】相對于城市而言，農(nóng)村地域更加廣闊，因此在用電方面較為分散，用電高峰負荷具有明顯的時段性、季節(jié)性，峰谷差異較大，符合三相平衡性較差，無功補償容量不足或不合理等，上述這些問題都是農(nóng)村電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象的原因。因此有必要對分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低電壓治理中的應(yīng)用進行分析研究，對于改善農(nóng)村供電質(zhì)量，滿足農(nóng)村用電需求具有重要的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】分布式電源;農(nóng)村電網(wǎng);低電壓治理

1 農(nóng)村配電網(wǎng)低電壓產(chǎn)生原因

農(nóng)村配電網(wǎng)供電能力難以滿足農(nóng)村實際用電需求。相對于城市而言，農(nóng)村用電負荷密度一般較小，一些較為偏遠的農(nóng)村如山區(qū)、丘陵等地的農(nóng)村居民居住地一般較為分散，變電站布點數(shù)量不足，覆蓋面相對較小，在具體配變布點和線徑配置方面多依靠個人經(jīng)驗，缺乏合理規(guī)劃，電壓降落校驗缺少必要的落實;還有個別新的或改造的配電臺區(qū)，設(shè)計不夠嚴謹，存在超負荷距離供電現(xiàn)象，配變?nèi)萘咳狈ψ銐虻呐渲茫蛪壕€路供電半徑過大，最終致使農(nóng)村配電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓。

無功補償配置數(shù)量不足或者配置缺乏有效的合理規(guī)劃。對于農(nóng)村用電負荷而言，受當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動影響，一般具有季節(jié)性和時段性等規(guī)律特點，尤其是在高峰時刻，配電變壓器幾乎接近滿載或過載，而在低谷時期時，用電負荷接近空載，基于上述這種現(xiàn)象特點，致使農(nóng)村配電網(wǎng)各層級在無功補償配置、調(diào)控能力上要求更加嚴格。然而受種種因素影響，農(nóng)村電網(wǎng)無功電源建設(shè)依然相對較為滯后，無功補償容量不足或不合理等問題普遍存在。部分地區(qū) 10 kV 線路與配變無功補償配置缺乏必要的科學合理性，裝置的投運率和可用率較低，電網(wǎng)末端無功功率較為缺乏，所需無功功率一般由發(fā)電廠或上級變電站直接遠距離輸送到電力終端用戶，造成較高的電網(wǎng)損耗和較大幅度的電壓降落，最終引發(fā)農(nóng)村低電壓問題。

農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)電壓調(diào)控能力有待進一步增強。當前在農(nóng)村未改造的部分變電站之中，無載調(diào)壓主變壓器依然還占據(jù)一定的比例，從而導致在高峰負荷期間，10 kV 饋線出口電壓質(zhì)量難以得到有效的保障;在一些長期存在低電壓問題的中低壓配電線路中，缺少自動調(diào)壓裝置的安裝，配變類型以無載調(diào)壓型為主，調(diào)壓范圍較小，針對日負荷波動較大的配電臺區(qū)，難以滿足實際的電壓調(diào)節(jié)頻度技術(shù)需求。

2 分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低壓治理中的應(yīng)用

（1）分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低壓治理中的作用。分布式電源一般是指規(guī)模較小，負責向當?shù)刎摵晒╇姡⑶夷軌蛑苯釉诋數(shù)嘏潆娋W(wǎng)上進行接入的一種電源裝置，一般包括兩種，即分布式發(fā)電裝置與分布式儲能裝置。分布式電源在配電系統(tǒng)中進行分散配置，對于配電線路的電壓具有重要的影響作用。通過對分布式電源對節(jié)點電壓和支路載流量的影響進行深入分析，對于電網(wǎng)低壓治理具有較為現(xiàn)實的作用與意義。與此同時，分布式電源在推動鄉(xiāng)村電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，實現(xiàn)低碳節(jié)能環(huán)保上也發(fā)揮著重要的作用。通過將儲能元件與分布式電源相結(jié)合，能夠促進電能輸出功率更加穩(wěn)定、更加可控，更有利于削峰填谷，對于促進配電網(wǎng)電壓質(zhì)量提升具有積極作用。

（2）利用分布式電源進行農(nóng)村配電網(wǎng)低壓治理措施。促進農(nóng)村供電線路優(yōu)化。對于農(nóng)村低壓配電線路而言，有功功率大小與輸電線路本身的長度對于線路末端電壓有著較為明顯的影響，因此若僅僅依靠無功補償，則很難達到低壓治理要求。因此還需要對線路電阻參數(shù)及有功分量對線路末端電壓的影響加以充分的考慮，通過對供電線路進行改善優(yōu)化，即減少線路電抗與電阻。對于低壓配網(wǎng)來說，主要是減少線路電阻，需要結(jié)合電網(wǎng)實際，促進電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化，縮減供電半徑，增加導線的截面。

分布式電源布置原則。配電網(wǎng)功率分布如圖 1 所示，其中，? 表示負荷點，△表示電源點，在互相連接的兩條線路之中，比較粗的線路為主干線，如圖中的 L1，較細的為分支線，如 Pi、Pj。其中主干線L1 的位置會對配電網(wǎng)絡(luò)損耗與電壓降落造成一定影響，因此在主干線位置確定方面，一般會以實際的負荷距為依據(jù)加以確定，在具體確定主干線時，應(yīng)遵循負荷點至主干線的負荷距保持最小原則。因此可以根據(jù)這一分布電源布置原則，在實際進行分促進功率分布優(yōu)化。在電力系統(tǒng)中，由于U2+DU遠遠比 δU，那么電壓降落可由下列公式（1）表示。

式中，R 表示線路電阻，X 表示線路電抗，U2表示負荷點電壓，Q2 表示線路無功功率，P2 表示有功功率。從（1）式中可知，線路的電壓降與線路無功功率呈正比，尤其是當電壓等級比較高時，相應(yīng)的線路電抗較大，那么無功功率對于電壓的影響也就比較大。由此看來，通過進行無功功率優(yōu)化，可以促使電壓的降落有效地減少。在實際配電網(wǎng)無功電源配置過程中，可以采用隨機補償、隨器補償?shù)缺容^實用的布點配置方法加以配置。另一方面，無論電壓等級處于何種等級，有功功率與電壓降均呈正比關(guān)系，基于此，通過降低有功功率，也可以達到降低電壓損耗的目的。

具體來說，優(yōu)化有功功率的措施如下，一是通過進行合理規(guī)劃，并應(yīng)用負荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，促使三相負荷處于平衡狀態(tài);二是加強負荷管理，切實有效的實現(xiàn)削峰填谷;三是采用分布式光伏電源，促進線路有功功率優(yōu)化，減少電壓損耗，也可以達到治理配電網(wǎng)低電壓的目的。

3 結(jié)語

綜上所述，低電壓問題對于農(nóng)村配電網(wǎng)安全平穩(wěn)運行造成了嚴重的影響，因此需要相關(guān)電力企業(yè)重視這一問題，通過全面了解導致農(nóng)村低電壓問題的原因，在農(nóng)村配電網(wǎng)低電壓治理過程中加強對分布式電源的應(yīng)用，充分發(fā)揮分布式電源對促進配電網(wǎng)電壓質(zhì)量提升的作用，使得農(nóng)村配電網(wǎng)低電壓問題得到妥善解決，為農(nóng)村日常生產(chǎn)生活用電提供有力的保障。

參考文獻：

[1] 王崇孝.分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低電壓治理中的應(yīng)用[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016（18）151-151.

[2] 吳永浩.分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低電壓治理中的應(yīng)用[J].經(jīng)濟管理：全文版：00137-00137.

[3] 王立地，孟曉芳，王俊，譚東明，郭丹，王慧.分布式電源在農(nóng)村電網(wǎng)低電壓治理中的應(yīng)用[J].供用電，2016，33（07）：23-27.

（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司濟南市歷城區(qū)供電公司）