程志珍

[摘要]隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，電力行業(yè)得到了顯著發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)建設(shè)是我國非常重要的電網(wǎng)組成，電網(wǎng)低壓問題一直影響著農(nóng)民生活，阻礙農(nóng)村各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)，并造成電壓質(zhì)量下降無功功率分布合理性降低。由此，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)網(wǎng)低電壓現(xiàn)象的綜合治理顯得尤為重要。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)村低電壓；綜合治理；治理策略

[DOI]1013939/jcnkizgsc201608204

農(nóng)村電網(wǎng)分布與建設(shè)具有諸多特點(diǎn)，比如，線路長、負(fù)荷率低、線路損耗大、季節(jié)性無功不強(qiáng)等，由此，造成農(nóng)村線路線損面積增大，尤其是高峰線路末端電壓較低，造成農(nóng)網(wǎng)建設(shè)薄弱，技術(shù)落后，設(shè)備老化嚴(yán)重，供電能力弱化，電價(jià)也非常高，嚴(yán)重影響到了居民正常用電，對(duì)農(nóng)村消費(fèi)水平的提高非常不利。下面，本文將針對(duì)農(nóng)村低壓問題提出一些綜合治理方法。

1電壓無功綜合控制策略

11電壓無功綜合控制原理

農(nóng)網(wǎng)變電站中，電壓無功控制可以通過對(duì)變壓器分接頭調(diào)壓或者電容器補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)。但是大部分超高壓變電站內(nèi)無功補(bǔ)償裝置較少，電壓無功控制需要另外安裝電抗器或電容器。電壓無功綜合控制原理如下：以農(nóng)網(wǎng)某變電站主接線路圖為例，將調(diào)壓變壓器變化比設(shè)置為K，將一次電壓設(shè)置為U1、U2為二次電壓、UL為負(fù)荷端電壓，SL為負(fù)荷功率，即，SL=PL+QL，此時(shí)，可用Qc表示變壓器二次側(cè)無功補(bǔ)償最大容量，見圖1。

在公式當(dāng)中，可以使用ULN表示當(dāng)前電壓狀態(tài)。當(dāng)負(fù)荷功率發(fā)生改變時(shí)，只要穩(wěn)定U2便能夠?qū)LN值穩(wěn)定[1]。只要電壓維持在功率標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，就不需要對(duì)其進(jìn)行逆調(diào)，只需要按照功率大小進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)便可以。通常，接線是一個(gè)復(fù)雜過程，變電站內(nèi)電負(fù)荷會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)變化，母線也會(huì)增多，此時(shí)負(fù)荷變化將沒有規(guī)律可循，母線電壓也有著差異。為此，在對(duì)電壓進(jìn)行逆調(diào)時(shí)需要依據(jù)總負(fù)荷值變化進(jìn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)總負(fù)荷端UL趨于穩(wěn)定，能夠?qū)⒕€路損耗件降低?？梢圆扇∫韵路椒▽㈦妷簾o功控制在合理標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)：

對(duì)變壓器的接頭裝置進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使變比值K改變：負(fù)荷增大以后，周圍線路電壓也會(huì)隨之變大，負(fù)荷端電壓UL值下降，二次電壓U2升高；但當(dāng)負(fù)荷變小時(shí)則總負(fù)荷電壓值UL會(huì)升高，通過將K變比提高，將二次電壓降低，降低總電壓UL。

12基于九區(qū)圖的電壓無功控制方法

九區(qū)圖是指電壓無功限級(jí)，分為上下限，可以對(duì)電壓無功平面劃分，通常劃分為8個(gè)大區(qū)，每一個(gè)區(qū)使用不同電壓控制方法。用U表示二次側(cè)母線電壓，進(jìn)線處用變壓器Q表示，Q的下限降雨無功功率下限一致，也表示電網(wǎng)倒送無功，上限表示同樣原理，無功缺額會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生，此時(shí)，Qmin與Qmax值將比電容器小[2]。具體方法為：

當(dāng)運(yùn)行到0區(qū)域時(shí)，電壓與無功功率將達(dá)到指標(biāo)，此時(shí)不用進(jìn)行調(diào)控；當(dāng)運(yùn)行到2區(qū)及6區(qū)時(shí)，可對(duì)變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)整，如果不能對(duì)接頭調(diào)整，則可以每一個(gè)檔調(diào)節(jié)一次，會(huì)出現(xiàn)延時(shí)調(diào)檔；3區(qū)與5區(qū)為單一無功區(qū)。此時(shí)可運(yùn)用“先切先投入”順序投切電容器，達(dá)到無功功率平衡。當(dāng)運(yùn)行到7區(qū)時(shí)，則可以按照上下限原則同樣運(yùn)用“先切先投入”順序?qū)㈦娙萜鹘M切除。

2壓控型無功優(yōu)化補(bǔ)償裝置

21調(diào)壓無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用原理

可對(duì)電容器無功進(jìn)行設(shè)置，電壓、電容量、頻率關(guān)系可用Q=ωCD2表示。通過對(duì)電容量C調(diào)節(jié)改變Q大小，而電抗器無功大小、電壓、頻率、容量則可以用Q=U2/（ωL）表示，使用同樣原理將電抗端電壓表示出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電容量的無功補(bǔ)償[4]。使用調(diào)壓器將電容器與電抗器連接起來，能夠更好對(duì)電容器與電抗器壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，無功輸出可得到控制。設(shè)備端口電壓會(huì)減少，從100%Ue變?yōu)?0%Ue，電容器組輸出容量也能在20%～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化補(bǔ)償，原理如圖2所示：

結(jié)合系統(tǒng)電壓無功參數(shù)與九區(qū)圖控制原理，會(huì)明確主變又載調(diào)節(jié)與開關(guān)變化檔位，使無功聯(lián)調(diào)更好的開展，將電壓合格率與功率因數(shù)增大，減少系統(tǒng)損耗。

22調(diào)壓無功補(bǔ)償裝置特點(diǎn)

通過對(duì)電容器調(diào)節(jié)不會(huì)從電網(wǎng)中脫離，無充放電得以控制，調(diào)節(jié)時(shí)將不需要延時(shí)或定位，自動(dòng)調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)；投切電容器方法不再使用，減少出現(xiàn)電流涌積現(xiàn)象，防止過壓電流出現(xiàn)，使電器裝置運(yùn)行更加安全、可靠，將使用壽命延長；能夠隨時(shí)對(duì)電壓無功進(jìn)行治理與控制，主變接頭單獨(dú)調(diào)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)，對(duì)無功補(bǔ)償容量優(yōu)化配置；使用九區(qū)模糊算法能夠?qū)ψ儔浩鞣纸宇^調(diào)壓，確保電壓無功次數(shù)減少。

3電壓無功三級(jí)聯(lián)調(diào)策略

31三級(jí)聯(lián)調(diào)控制原則

將電壓修正程序啟動(dòng)，觀察負(fù)荷波動(dòng)變化，使電壓得以迅速恢復(fù)將控制命令生成。電壓無功在限度內(nèi)，則將電壓作為約束控制對(duì)象，將控制命令生成。在對(duì)電壓無功調(diào)整時(shí)，要以電網(wǎng)穩(wěn)定為目標(biāo)，比如，使用短期負(fù)荷波動(dòng)預(yù)測(cè)技術(shù)合理對(duì)接頭次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，防止震動(dòng)投切。使用VQC、AVC系統(tǒng)對(duì)三級(jí)協(xié)調(diào)控制，這一控制原理相對(duì)復(fù)雜，涉及的內(nèi)容有：主變電壓控制、站內(nèi)無功補(bǔ)償控制、10kV線路調(diào)壓器控制以及有載調(diào)壓控制等，同時(shí)要考慮到不同層次對(duì)電壓無功的制約。如果每一層都需要多級(jí)協(xié)調(diào)控制，則都要對(duì)電壓無功影響進(jìn)行考慮，在每層具體控制當(dāng)中，合理調(diào)控相鄰層，還可以越級(jí)對(duì)上層調(diào)控，將控制方案制定出來，將低電壓出現(xiàn)的原因找出來，對(duì)低電壓問題系統(tǒng)分析，使農(nóng)網(wǎng)低壓問題從根本上解決，保障用戶正常用電。

32三級(jí)聯(lián)調(diào)技術(shù)應(yīng)用

協(xié)調(diào)系統(tǒng)具有復(fù)雜性，系統(tǒng)能橫跨一級(jí)安全區(qū)、外網(wǎng)區(qū)以及三級(jí)安全區(qū)，從一級(jí)到三級(jí)可以使用無線通信與專線通信結(jié)合方法，三級(jí)到一級(jí)返回則可以使用串聯(lián)通信，使傳輸更加安全、方便。變電站電壓無功控制中的應(yīng)用為：在無償技術(shù)應(yīng)用前，將10kV母線固定補(bǔ)償作為主變控制對(duì)象，將主變?nèi)萘吭O(shè)置為6784MVA，79兆乏作為補(bǔ)償后的容量，總補(bǔ)償容量設(shè)置為主變?nèi)萘康?125%，使用平滑調(diào)節(jié)法與自動(dòng)投切模式，防止出現(xiàn)補(bǔ)償超荷現(xiàn)象。變電站可應(yīng)用一整套控制裝置，分為控制單元、電容器/電抗器、調(diào)壓器以及附屬裝置，先對(duì)用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，再分析負(fù)荷變化規(guī)律，設(shè)置調(diào)壓器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化補(bǔ)償。

4農(nóng)村低電壓整治措施

41增強(qiáng)配網(wǎng)無功補(bǔ)償

將農(nóng)村低壓客戶端電壓質(zhì)量作為改善重點(diǎn)，按照農(nóng)網(wǎng)建設(shè)實(shí)際情況使用低壓協(xié)調(diào)補(bǔ)償方法，進(jìn)而將無功補(bǔ)償效果增強(qiáng)，對(duì)電壓無功進(jìn)行優(yōu)化，使電壓質(zhì)量得以改善。在農(nóng)村地區(qū)可建立無功優(yōu)化技術(shù)綜合補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，將線路末端電壓提高作為重點(diǎn)，對(duì)10kV線路、配電壓器的低壓側(cè)進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，進(jìn)而將農(nóng)網(wǎng)末端電壓低現(xiàn)象以及電壓不穩(wěn)現(xiàn)象解決。將無功補(bǔ)償安裝容量確定下來，設(shè)備安裝在農(nóng)網(wǎng)末端，進(jìn)而將末端電壓現(xiàn)象解決。

42將10kV線路供電能力提升

對(duì)于山區(qū)、丘陵地區(qū)供電半徑需控制在10kM范圍內(nèi)，對(duì)于過載線路可以對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到10kV線路位置處改造。此外，增設(shè)變電站，使用中壓線路，有效分配現(xiàn)有負(fù)荷。如果供電區(qū)域10年內(nèi)沒有規(guī)劃整改，則可以使用大截面或者同桿架設(shè)。針對(duì)迂回供電線路或者供電半徑超過10kV的需要對(duì)線路進(jìn)行優(yōu)化，將供電半徑縮短，進(jìn)而將電壓損耗減少。

5結(jié)論

總之，農(nóng)村低電壓現(xiàn)象較為常見，如果不能采取有效策略治理將影響農(nóng)村各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)，由此，使用電壓無功綜合治理方法與電壓無功三級(jí)聯(lián)調(diào)治理方法能夠從根本上解決電網(wǎng)低壓問題，切實(shí)保障農(nóng)村用電的連續(xù)性與高效性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]束龍，魯莽，黃大瑋，等利用微網(wǎng)和新能源技術(shù)解決農(nóng)網(wǎng)低電壓問題[A].中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)第十二屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2012：1-5