農村小水電上網對配電網線損的影響分析

重慶市開州區水利局 張 偉

我國傳統的供電方式為發電廠集中發電然后通過地區配電網完成各地區的供電，這種方式因供電方為發電廠，因此有些地區的供電線路過長，導致供電過程中損耗大量電力資源。近年來發展農村地區的小水電站，由各小水電站就近完成附近農村地區的供電，這種分布式供電方式更加高效節能。

1 農村小水電上網后配電網線損的計算

小水電站一般采用T形方式進行連接，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為配電網電壓。

2 農村小水電上網后配電網線損高的原因

2.1 線路設備原因

2.1.1 配電網無功補償不合理

農村小水電站對于配電網設備的操作存在問題，配電人員在用電高峰期應該多做無功發電，同時配電設備應切換到無功補償設備，降低配電網的線路損耗。但是農村配電人員為了降低小水電上網功率因素在高峰期做有功發電，導致配電網線損增高。

2.1.2 配電網線路老化、變壓器使用不合理

農村地區的配電網鋪設時間過久，在小水電站上網前還能夠勉強滿足當前供電對線路的需求，但在部分偏遠地區還是會出現供電能力不足等問題。小水電上網后農村地區的線路老化嚴重，隨著社會的發展農村地區的用電量需求也在不斷提高，小水電站上網后需不斷提高供電量，因此老化的線路內供電電流增大超過了經濟電流值，導致線路線損增大，已經不能滿足小水電上網后對供電線路的需求，老化的配電網線路是造成配電網線損高的原因之一。

農村地區的變壓器使用問題和線路老化問題類似，農村配電網上變壓器的生產和使用日期久遠，變壓器的磨損嚴重。小水電未上網變壓器還能勉強滿足配電網對變壓器的需求，但隨著農村地區對用電量的需求與日俱增，小水電上網后需要增加對農村地區的供電量，因此配電網線路的供電電流增大，變壓器工作的負荷增大，超過了變壓器使用的經濟值，導致線路供電損耗嚴重，配電網線損增加，應該在農村小水電上網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 農村小水電站發電量過多

農村小水電站全天保持高功率發電，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超過用電客戶對電力的需求，此時配電網的饋線首端供電發生倒送電量的情況。農村小水電站發電量過大導致配電網線路長期處于高電流狀態，配電網線路長期高負荷的使用導致線損增加，而配電網饋線倒送電量更是會嚴重增加線損，甚至導致供電設備損毀，所以農村小水電站的發電量過多也是導致線損增加的原因之一。

2.1.4 配電網線路規劃不合理

農村地區的配電網在規劃時能夠保證是當時最優的供電路線，但當農村小水電站上網之后，配電網的線路規劃就不再是最優路線。農村小水電站與配電網相互連接，導致多個小水電站的供電區域重疊，因此有的用電客戶是由距離較遠的小水電站進行供電，此時供電路徑過長，導致配電網供電工程中損失的電量過多，配電網線損也比較大。多個小水電站的供電路線規劃混亂，不能最大化發揮各個小水電站的位置優勢。對配電網的線路進行優化，保證各個小水電站為最近的用電客戶進行供電，此時配電網的路基規劃最優，才能將配電網線路的線損控制在最低。

2.2 人工操作原因

配電網線損責任不明確。農村小水電上網后配電網線損的責任不明確，未上網時配電網線損由此路段的供電部門統一負責，如果該地區配電網線損嚴重，責任非常明確。而農村小水電上網后，配電網與多個小水電站進行連接，此時多個小水電站之間的供電區域重疊，同時配電網線路也有所重合，此時一旦某路線的配電網線損嚴重，很難確定是哪個小水電站的原因造成線損嚴重。

配電網線損考核制度不合理。配電網的考核制度長久以來一直存在問題，農村小水電站未上網時各地區的配電網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重程度存在較大誤差。例如配電網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行，而線損的考核人員對配電網線路檢測是每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。在農村小水電上網后線損的考核更加復雜，最后得到的線損結果誤差更大。同時線損考核人員對全線路進行考核，這樣一來用電量大的客戶線損程度拉高了整段地區的線損情況，最后得到的線損結果沒有實際意義，線損考核應該將用電量大的客戶與正常用電進行區分，這樣可以準確得到用電量大的客戶區域線損情況與正常電量使用區域的線損情況，然后才可以針對線損大的地區進行降損。

配電網的維護保養頻率低。農村小水電上網后，配電網線路的使用負荷更大，此時維修保養的頻率如果得不到提高，最后將會造成多地區的配電網線損增高。

3 降低農村小水電上網后配電網線損的措施

3.1 線路設備方面措施

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

對高損線路進行升級。農村小水電上網后有些地區的配電網線路已經不能滿足配電需求，如重慶某農村地區的10kV供電線路使用的是改革開放以前的配電線路，這種線路在農村多個小水電上網后已經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線路高損。因此需要對農村高損線路進行更換升級，確保符合小水電上網后的供電需求，升級后的線路應保證供電電流密度符合經濟電流密度，這樣才能有效控制配電網的線損。配電網高損線路升級后，每個月都可以為供電部門節省大量的電力資源，有效降低供電成本[2]。

對變壓器進行升級。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，當前有更加節能的變壓器型號可有效降低供電工程中的電力損耗。而當前重慶某農村地區10kV供電線路上的變壓器損耗率達18%，因此可以對該農村地區配電網線路上的變壓器進行更換，提高供電設備的穩定性，降低供電成本。

控制農村小水電上網后的配送電量。農村小水電上網后應嚴格控制配送電量，各小水電站應統一管理，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電量進行控制，降低農村小水電上網后配電網的線損。

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

3.2 人工管理方面措施

3.2.1 完善責任制度

當前農村小水電上網后配電網由很多供電部門共同管理，這種情況下如果責任制度不夠明確，配電網線損情況會非常大，各供電部門不會重視對配電網線損的管理。所以一旦配電網涉及到多個部門共同管理，應該對配電網按照地區進行細致劃分，在每個供電部門的管轄區域內設計配電網的計量裝置，準確記錄該地區配電網的供電及線損情況。各地區供電所對配電網線損的管理責任完善之后，對配電網線損嚴重的線路進行管理，可以準確分辨是哪個地區供電部門的責任，這樣可提高供電部門管理線索的積極性，降低農村小水電上網后配電網的線損情況。

3.2.2 完善線損考核管理制度

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

3.2.3 對配電網線路進行維護保養

農村小水電上網后各地區配電網的線損程度不同，維修保養人員應根據各地區線損嚴重程度，重點維護線損嚴重的配電網線路。同時維修保養人員維護時應該檢查該地區供電部門的電表記錄與實際使用情況是否相符，防止有供電部門內部人員幫助外人偷電。配電網線損維護人員應當定期檢查配電網線路的電壓表、電流表、電能表等測量儀表的準確度，防止測量儀表影響線損檢測結果。