低压配电网电压质量问题分析与治理

低压配电网电压质量问题分析与治理

王芷诺

国网邳州市供电公司，江苏邳州 221300

摘要：科学技术的发展迅速，我国的电力行业的发展也有了改善。低压配电网中电压质量问题对电力输配电工作造成了很大障碍，它直接影响了用电企业的经营和我们的日常生活。要想彻底改变供电质量，要求我们不断地对影响电压质量的问题进行分析，同时积极做好低压配电网电压质量优化措施研究和应用。基于此，本主要对低压用户电压质量问题进行分析，并提出了相应的解决策略，旨在提高低压用户的用电质量。

关键词：低压配电网；电压质量；问题分析；治理

引言

电压作为电能质量的一个重要评价指标，是保障供电服务的基本条件，事关和谐供用电关系的构建和服务社会经济发展的能力。近年来，我国社会经济持续稳定发展，城乡居民消费水平不断提高，特别是受国家“家电下乡”等系列惠民政策的激励，农村用电需求一直保持较快增长趋势，农村配电网建设改造相对滞后，致使部分区域的供电电压偏低（电压值低于国家标准所规定的电压下限值，简称“低电压”），已不能很好满足农村居民正常生产生活用电需求。电力企业对低电压问题高度重视，国家电网公司自2009年开始对农村低电压问题开展全面调研分析，设立科研专题研究农村低电压问题原因和综合治理办法，积累了一定的实际经验，并取得了阶段性的成果。配电网尤其是农村电网具有点多、线长、面广、负荷分散、用电集中的特点，致使农村低电压成为一个长期的、动态的系统性问题。农村用电负荷的随机性、季节性、周期性特征明显，整体呈现用电负荷率低、峰谷差大、年平均负载率低等状况，用电高峰时段低电压问题突出，造成了部分家用电器无法正常使用，对电力企业的社会形象和服务质量产生了影响。

1配电网低电压问题产生原因

低电压不仅影响用户的正常用电，还增加电网功率损耗，危及电力系统的安全稳定运行。为了有效治理配电网低电压问题，需对其产生原因进行简要分析。（１）农村地区用电面积较大，但配电网电压等级以10KV左右为主，因此在负荷高峰期，电压会大幅度变化，造成低电压现象。（２）某些地区的用电规划较差，如忽略工业用电情况等，因而出现负荷增大的状况，导致电压下降，形成低电压现象。（３）配电网电压损耗与无功功率密切相关，无功功率不足时，线路上的电压损耗增大导致电压下降。（４）在对农村配电网进行升级改造的过程中，没有提升配电容量，导致电压水平下降，同时配电网的运行管理不到位，致使配变运行中出现三相不平衡、电能质量不合格等问题。（５）缺少专业人员对低电压问题进行分析，也缺乏专业的监测手段，使得配电网低电压治理难以得到有效实施。

2低压用户电压质量问题分析

低压配电网由与配电变压器相连接的低压配电装置、低压干线、分支线、低压接户线等构成，低压配电网结构简单、安全可靠。低压配电网电压质量主要体现在电网所输送电能的稳定性和可靠性上，供电系统在运行中所输送电能的电压质量是考核电能质量的最重要的指标。一般来说，低压配电线路的电压损失不应大于4%。随着我国经济不断发展，用电单位的用电负荷也在快速增加。与此同时，电力用户对供电质量的要求也更加严格。电压质量从调压方面来讲，目前一般主要是调节10kV中压配电网，对于380V/220V的低压配电网调节措施相对较少。在实际中，低压配电网的调节情况较难达到当今电压质量的优化需求，普遍存在用电高峰时电压过低、用电低谷时电压过高的现象，与规定的电压质量标准存在较大的差距。因此，通过数据分析来提升电压质量管理水平和电压合格率是非常重要及必要的。

3低压配电网电压质量优化

3.1冲击性负荷接入

当三相负荷不平衡，由于加装补偿设备并不能改变三相负荷不平衡，因此，本小节考虑重新分配三相负荷。当冲击性负荷接入配电网导致电压波动问题时，用冲击程度和冲击频率可以描述冲击性负荷的特性，根据冲击程度和冲击频率可以选择无功补偿装置的种类和容量。补偿装置具有不同的特点，根据冲击性负荷的特征选择不同的补偿装置。具体原则如下：①若冲击间隔大于五分钟，选择电容器组无功补偿，若冲击间隔小于五分钟，选择SVC无功补偿;②在采用电容器组进行补偿时，若冲击频率较快，选择单组容量较大的，可以满足快速补偿大量无功容量的要求;③若冲击程度较大，所需补偿容量较大，选择补偿容量上限较大的。（1）电容器组：电容器组由多个电容组合而成，作为传统的无功补偿装置现在发展非常成熟，在配电网加装电容器组可以向配电网输入感性无功，平衡配电网无功，提高电压水平，改善电压质量，降低有功损耗。电容器组的特点是价格便宜，用于负荷较分散的地区进行无功补偿比较经济，但是电容器组只能发出感性无功，响应比较慢，不能满足快速调节补偿容量的要求，而且补偿容量是离散的，不能实现连续调节，对无功补偿容量要求比较精确的情况下不再适用。

（2）静止无功补偿器（SVC）：静止无功补偿器简称SVC，是一种发展比较成熟的FACTS装置，广泛用于现代电力系统的无功补偿，以改善电压质量，降低有功损耗。SVC不仅可以发出感性无功，还可以吸收感性无功，响应速度快，补偿容量是连续的，可以实现快速光滑调节。但是SVC相对于电容器组费用较高，在负荷分散地区应用不太经济，广泛用于负荷集中需要快速光滑调节的地方。

3.2优化控制技术

1）配电网电压无功优化控制。结合变电站、中压线路、配电台区中可控设备的运行状态，综合利用现代通信技术、计算机技术、自动控制技术以及短期负荷或超短期负荷预测技术，实现同层的多项和不同层的多级电压无功协调控制。配电网电压无功优化控制对降低网络综合损耗、提高电压合格率、提升经济运行水平以及为用户提供优质电能的意义重大。2）自适应负荷有载调压。配电网有载调压包括变电站层级的有载调压主变压器、中压馈线层级的线路自动调压器、配电台区层级的有载调压配变以及低电压补偿装置等，可通过智能控制部分判断输出电压值与基准电压值的偏差，如大于允许范围并延续一定时间后，控制有载分接开关调节输出电压；低电压补偿装置可直接串联在低压线路中，通过自动跟踪电网电压调节升压幅度，保障低压用户电压质量。

3.3评估决策技术

1）配电网优化规划技术。在配电网网架参数和运行数据分析及负荷增长预测的基础上，以满足未来用户容量和电能质量要求为目标，寻求一个最优或次优的设备选型、容量配置、接线模式、馈线回路数量方案作为规划、建设与改造方案，使建设投资、运行维护、综合损耗及可靠性损失费用之和最小。2）供电能力在线评估技术。针对中低压配电网设备拓扑关系和运行数据进行潮流分析，分析当前电网供电的健康程度和供电能力水平，修改相应设备属性、调节相应负荷，仿真分析在不同负荷特性下的供电能力变化情况，仿真评估电网运行指标情况。3）低电压在线治理仿真和辅助决策支持技术。依据各监测点的电能质量指标进行判断与决策，其顺序为：用户层监测点电压—配电台区低压侧监测点电压—中压线路监测点电压—变电站母线监测点电压，针对低电压改变电网设备参数实施仿真治理并给出效果分析对比，为实际低电压治理工作提供决策支持。

结语

电压质量问题一直是电力领域专家学者最为关注的问题，必须要深入了解低压配电网电压质量存在的问题以及具体原因，并且灵活掌握电压质量问题的处理措施，确保低压配电网供电的有效性。为促进社会不断发展搭好桥、铺好路，提高居民的幸福指数。

参考文献

[1]林园敏.配电网台区电压偏差问题分析及解决方法[D].华南理工大学，2016.

[2]黄飞翔.浅析提高配网线路电压质量及供电可靠性[J].民营科技，2011（11）：99-100.