配电网低电压成因分析及治理措施

配电网低电压成因分析及治理措施

王琳

国网丹东供电公司  辽宁 丹东 118300

摘要：随着我国经济建设的快速发展，我国人们生活水平的提高，使得我国人们对于电能的需求与日俱增。近年来，人们用电需求不断增长，配电网在电能供应质量方面显现出越来越多的问题，尤其是在高负荷运转下，配电网低电压问题显得十分突出。为有效治理和解决配电网低电压问题，当前应对配电网低电压的成因做具体分析，然后提出对应的治理措施，从而促进供电质量提升。

关键词：配电网；低电压成因；治理措施

引言

电能是我国基础建设中非常重要的组成部分，其发展直接关系到我国整体经济建设的发展速度和发展方向。随着配电负荷水平的持续提升，对电力配电工作提出了新的要求。对于电力配电而言，电压是评价电能质量的重要因素，也会给电力设备的成长运行带来非常大的影响。

1配电网低电压成因分析

1.关于供配电设施的运维管理过于粗放，供配电设施的运行质量对配电网供电质量有着较大的影响，为保证供配电设施高效可靠的运转，需在其日常运转工作中做好运维管理。但是当前部分供电部门在针对供配电设施的运维管理上却显得较为粗放，以致供配电设施运行效率受到影响。此外，还有许多供配电设施管理人员在日常运维管理中未及时发现供电设施、设备的故障或缺陷，以致在需要应用时无法正常投入工作，这也是造成配电网低电压的主要因素之一。2.配电网的供配电能力达不到要求，配电网的供配电能力主要受到变压器的布置影响，由于在设计建设的初始阶段，缺乏对配电变压器布点的科学考虑，对区域内的电压降未进行有效的校核，使得建设完成后的配电台区未达到合理的供电半径要求。

2配电网低电压治理措施

2.1光伏低电压穿越特性的交流微电网保护

微电网具有很多优势，但是微电网保护问题制约着其进一步推广应用。交流微电网内部存在双向短路电流，要求保护能够判断故障方向；另外微电网在并网和离网2种模式下的短路电流差异较为明显，需要保护自适应地判别故障状态。此外，微电网的拓扑结构会随着运行方式的改变而发生变化，需要保护能够适用于不同的拓扑结构。除了微电网的短路电流差异以外，在当前低压网络中，很多节点仅配置了电流互感器，并没有配置电压互感器，需要构建仅利用电流信息的保护方法。当微电网中发生故障时，恒功率（PQ）控制的光伏会进入低电压穿越状态，需要光伏输出无功来支撑电压。无功电流的增加会导致光伏输出电流的大小和相位发生改变，使微电网线路的电流发生变化，容易造成微电网的方向元件误判故障方向，因此有必要分析光伏低电压穿越状态下微电网的故障特性，研究故障方向判别方法。

2.2分布式测量的低压主动配电网中性线断线识别与定位方法

低压配电系统常采用三相四线制向用电负荷供电，易发生中性线断线故障。中性线断线故障将导致负荷侧中性点出现电压偏移，其对地电压会传递到所有保护接零的设备外壳，可能导致人身触电事故的发生。与此同时，故障点之后各相负荷电压失衡，负荷大的相电压降低，设备无法正常工作；负荷小的相电压升高，易烧坏设备，酿成火灾。分布式电源（distributedgeneration，DG）在低压配电台区的大量接入，使得传统被动的无源配电网逐步向更主动的有源配电网过渡，虽然经济便捷，但DG出力的不稳定、潮流双向流动、孤岛运行等问题可能会使得传统故障识别诊断出现误判，尤其是低压侧中性线断线故障的误判很可能导致危险事故发生，因此需要对低压主动配电网中性线断线识别与定位方法进行研究。

2.3改造无功补偿装置

无功补偿配置改造需要采用电源补偿、电网补偿与用户补偿相结合的办法，目前，国内变压器的生产效率和科技含量相对较高，已经实现变压器独立自主制造，变压器实际性能与质量也有了很大的提高，且性价比较高。电力设备实施改造时所消耗的资金成本不是很高，同时，因为变压器安装操作较为便捷，人工成本也不是非常高，但要注意的是，变压器易损坏，在实际运输时需要对其做好安全保护工作，有效防止其在运输过程中的损坏，从而增加成本。

2.4电网电压不平衡跌落下两级式光伏并网系统

直压控制两级式光伏并网系统将光伏电能汇集至低压直流母线，通过并网逆变器送入交流电网，低压直流母线能满足本地负载需求，实现光伏就地消纳，而且相比传统分散逆变、就地并网的方案具有更高的发电能效。两级式光伏并网系统在交流电网电压发生不平衡跌落时，存在低压直流母线电压上升以及母线电压二倍频波动问题。电压上升可能导致光伏脱网，不满足光伏并网的低电压穿越要求；电压上升及二倍频波动也不利于直流负载的稳定工作。为了稳定电网电压不平衡跌落下直流母线电压，并在此基础上增加了比例谐振控制，解决了低压直流母线电压上升及二倍频波动问题，保证了电压的稳定，提高了电能质量。

2.5低电压应力共地高增益直流变换器

尽管传统的Boost变换器以及Buck-Boost变换器都能在其占空比临近1时达到较高的电压增益，但由于受到电路寄生参数的影响，变换器的实际电压增益会受到限制。为此，提出了多种直流变换器的升压技术以提高其输出电压，如：开关电感/开关电容网络、耦合电感、级联技术、电压举升技术等。虽然开关电感和开关电容技术能够通过级联实现较高的电压增益，但是随着电压增益的提高，开关电容和开关电感网络所使用元器件也会随之增加，这会降低系统的成本、可靠性以及功率密度。采用耦合电感升压技术时，变换器的电压增益能够连续可调，并且当电压增益相同时，所有开关器件的电压应力可以显著降低。然而，在此类拓扑中，耦合电感实际工作在反激变压器状态，这不仅会导致励磁电流平均值较大，而且随着功率增大将导致磁芯饱和。尽管可以通过添加额外的缓冲电路抑制电压尖峰，但会带来额外的功率损耗。此外，级联技术能通过多级功率变换显著提高电压增益，但是所用器件数量也会随之线性增加，且系统存在固有的级联稳定性的问题。举升电路通过在储能电感上外并联二极管-电容升压单元，在电感储能的同时为附加电容充电；电感释能时，储能电感和附加电容串联放电实现更高的电压增益；此外该电路拓扑还可以通过合并主功率开关实现级联，使电压增益以乘积的形式提升。

2.6构建完善的低电压监测网络

对于尚未构建智能配电台区的配电网管理中，为形成对低电压的有效管理，关键应构建完善的低电压监测网络，在供配电区域内适当增加电压监测点设置数量，形成更为完善的监控，以便及时发现低电压问题并进行跟踪处理。此外，在低电压监测网络构建中，还应重视对监测仪器设备的日常维护，当发现监测设备存在异常时，及时进行维修处理。

结语

综上所述，在配电网供电中，低电压属于较为常见的问题，应对之引起充分的重视，采取科学有效的措施来进行治理，并提出对应的控制措施，希望能够促进配电网低压问题的改善，降低这种供电质量问题的出现概率。

参考文献

[1]王景钢，刘轶.考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略[J].电力系统保护与控制，2021，49（6）：105-113.

[2]薛文景，杨志杰，靳开元，等.含气田负荷的农村配电网电压治理及馈线自动化规划[J].农村电气化，2021（3）：19-22.

[3]成志威，谭文喜.农村配电网低电压分析及治理措施[J].大众用电，2021，36（2）：39-40.