王小虎，戴喬旭

（廣東電網(wǎng)公司湛江供電局，廣東 湛江 524000）

隨著人民群眾生活水平不斷提升，各類生活生產(chǎn)用電設(shè)備進(jìn)入日常生活。尤其在天氣炎熱季節(jié)，空調(diào)制冷設(shè)備的普遍使用，居民用電負(fù)荷呈現(xiàn)驟增的態(tài)勢(shì)。負(fù)荷增重、線路殘舊、配電設(shè)備及線路重過載等問題，綜合導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)季節(jié)性“低電壓”問題。

近幾年，縣區(qū)供電局面臨著大量的臺(tái)區(qū)用戶電壓偏低問題，供電企業(yè)為有效解決“低電壓”問題，提升用戶用電質(zhì)量，不斷運(yùn)用各種項(xiàng)目或運(yùn)維手段予以解決。但由于“低電壓”臺(tái)區(qū)數(shù)量偏多，分析人員數(shù)量有限及人員未能全程跟蹤問題的解決進(jìn)度，導(dǎo)致“低電壓”問題分析不夠精準(zhǔn)、解決措施未能真正奏效，造成投資浪費(fèi)等問題[1-2]。

從配電層級(jí)結(jié)構(gòu)方面劃分，臺(tái)區(qū)“低電壓”的原因主要可以歸結(jié)為10 kV 中壓線路電壓低、低壓臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題、臺(tái)區(qū)配變問題。當(dāng)前，供電人員主要通過人工查詢各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)后，分別逐一進(jìn)行分析“低電壓”問題的成因，針對(duì)問題成因制定措施[3-4]。

因“低電壓”臺(tái)區(qū)數(shù)量較多，造成問題的成因比較復(fù)雜，工作人員須要查詢的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較多，所以造成“低電壓”臺(tái)區(qū)分析不夠精準(zhǔn)、分析效率較低，得不到有效地措施解決問題[5-6]。針對(duì)這些問題，本文提出“低電壓”問題成因的分析方法，并針對(duì)具體問題的成因制定具體的解決措施，并為各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)提供有效地方法與指引，從而為分析臺(tái)區(qū)“低電壓”原因及制定有效措施，提供有效地算法。

1 “低電壓”問題成因分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

臺(tái)區(qū)“低電壓”問題的成因涉及各個(gè)方面，本文根據(jù)“低電壓”問題成因分析所需要的參數(shù)，提出成因自助分析所涉及的主要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。包括電網(wǎng)企業(yè)能量管理系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)等，通過在各個(gè)系統(tǒng)獲取所需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)入分析系統(tǒng)進(jìn)行“低電壓”問題成因分析及制定措施，并根據(jù)供電人員的需求輸出分析報(bào)告及建議措施。

其中能量管理系統(tǒng)用于為“低電壓”臺(tái)區(qū)問題分析提供“低電壓”臺(tái)區(qū)所在10 kV中壓線路的變電站10 kV母線電壓、提供“低電壓”臺(tái)區(qū)所在10 kV中壓線路的有功功率、無功功率等[7]。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)用于為“低電壓”臺(tái)區(qū)問題分析提供“低電壓”臺(tái)區(qū)所在10 kV 中壓線路及其聯(lián)絡(luò)線路的聯(lián)絡(luò)開關(guān)分合閘狀態(tài)，用于分析特定時(shí)間段聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)線路是否存在轉(zhuǎn)供電的情況進(jìn)行判斷與分析，以及提供中壓線路的分段開關(guān)電壓信息等[8-9]。

計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)用于為“低電壓”臺(tái)區(qū)問題分析提供“低電壓”臺(tái)區(qū)的臺(tái)區(qū)首端電壓在“低電壓”發(fā)生當(dāng)天的三相電壓數(shù)值；提供“低電壓”臺(tái)區(qū)的臺(tái)區(qū)配變?cè)凇暗碗妷骸卑l(fā)生當(dāng)天的配變負(fù)載率數(shù)值；提供“低電壓”臺(tái)區(qū)的“低電壓”用戶智能電能表檢測(cè)到的電壓及其相關(guān)信息[5-6]。

配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)用于為“低電壓”臺(tái)區(qū)問題分析提供“低電壓”臺(tái)區(qū)所在10 kV 中壓線路導(dǎo)線參數(shù)、線路長度等信息；提供“低電壓”臺(tái)區(qū)的用戶供電半徑等信息；提供“低電壓”臺(tái)區(qū)或“低電壓”臺(tái)區(qū)所在10 kV中壓線路的項(xiàng)目等信息。

以上各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與臺(tái)區(qū)“低電壓”問題成因自助分析系統(tǒng)之間的聯(lián)系如圖1 所示。各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與臺(tái)區(qū)“低電壓”問題成因自助分析平臺(tái)構(gòu)建起數(shù)據(jù)采集、邏輯判斷、成因分析輸出的整體設(shè)計(jì)框架[10-11]。

圖1 臺(tái)區(qū)“低電壓”問題成因自助分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2 自助分析系統(tǒng)邏輯判斷設(shè)計(jì)

因臺(tái)區(qū)“低電壓”問題涉及因素較多，包括中壓線路問題、低壓臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題，以及配變問題。為詳細(xì)按照邏輯關(guān)系分析各類問題，按照分析思維流程的方式，分別對(duì)中壓線路問題、臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題及配變問題展開分析。

步驟1，分析系統(tǒng)通過計(jì)量自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到臺(tái)區(qū)“低電壓”問題，其判斷依據(jù)是監(jiān)測(cè)到該臺(tái)區(qū)有4戶及以上的用戶電壓低于180 V，且持續(xù)時(shí)間累計(jì)超過10 h，此時(shí)自動(dòng)確認(rèn)為“低電壓”臺(tái)區(qū)問題。

2.1 中壓線路問題“低電壓”因素

確認(rèn)實(shí)屬“低電壓”臺(tái)區(qū)后，即開始進(jìn)入成因自助分析步驟。

步驟2，分析系統(tǒng)通過在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中調(diào)用確認(rèn)為“低電壓”問題臺(tái)區(qū)的首端電壓情況，并進(jìn)行分析其首端電壓是否偏低，低于215 V為是，執(zhí)行步驟3；高于或等于215 V為否，執(zhí)行步驟10、11。

步驟3，分析系統(tǒng)通過分析首端電壓為是偏低后，開始調(diào)用配網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)中該問題臺(tái)區(qū)相鄰臺(tái)區(qū)的信息，并繼續(xù)在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中調(diào)用相鄰臺(tái)區(qū)的首端電壓情況，進(jìn)行判斷，是否首端電壓偏低。若相鄰臺(tái)區(qū)的首端電壓偏低，則進(jìn)入4、5、6、7步驟；相鄰臺(tái)區(qū)首端電壓不偏低則進(jìn)入8、9步驟。

步驟4，分析系統(tǒng)通過調(diào)用企業(yè)能量管理系統(tǒng)中“低電壓”問題臺(tái)區(qū)所在線路的當(dāng)天負(fù)載電流情況，并結(jié)合配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)中線路限流值數(shù)據(jù)，判斷該線路是否存在重過載，若為重過載，則認(rèn)為“低電壓”問題的成因?yàn)榫€路負(fù)載偏高導(dǎo)致；若線路不重過載，則為其他原因。

步驟5，分析系統(tǒng)通過調(diào)用企業(yè)能量管理系統(tǒng)中“低電壓”問題臺(tái)區(qū)所在線路的當(dāng)天有功功率、無功功率情況，并按照功率因數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算，判斷該線路是否存在無功功率過大，功率因數(shù)小于0.92，則認(rèn)為“低電壓”問題的成因?yàn)闊o功功率偏高；若功率因數(shù)大于或等于0.92，則為其他問題。

步驟6，分析系統(tǒng)通過調(diào)用企業(yè)能量管理系統(tǒng)中“低電壓”問題臺(tái)區(qū)所在線路的當(dāng)天有功功率、無功功率情況，及配網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)中的線路參數(shù)，并按照壓降公式進(jìn)行計(jì)算，判斷該線路是否存在供電半徑偏長；若壓降超過500V，則為供電半徑偏長，否則為其他問題。

步驟7，分析系統(tǒng)通過調(diào)用配電自動(dòng)化系統(tǒng)中“低電壓”問題臺(tái)區(qū)所在線路的當(dāng)天環(huán)網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)開關(guān)情況，若聯(lián)絡(luò)開關(guān)為合閘位置（開關(guān)電流非0），則為轉(zhuǎn)供電所引起；否則為其他問題。

2.2 配變問題“低電壓”因素

步驟8，分析系統(tǒng)通過調(diào)用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中的“低電壓”問題臺(tái)區(qū)的首端三相電壓；判斷三相電壓每個(gè)時(shí)刻的電壓差，若連續(xù)20個(gè)或以上的測(cè)量點(diǎn)電壓差均超過5 V，則為三相不平衡引起；否則為其他問題。

步驟9，分析系統(tǒng)通過調(diào)用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中的“低電壓”問題臺(tái)區(qū)的配變負(fù)載率及臺(tái)區(qū)首端電壓；判斷負(fù)載率是否超過80%，及臺(tái)區(qū)首端電壓一天內(nèi)最高值及最低值，若超過則為負(fù)載率偏高所引起，若首端最高值低于230 V，最小值低于215 V，為檔位偏低問題，否則為其他問題。

2.3 臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題

排除中壓線路問題及配變問題后，則初步認(rèn)為屬臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題所引起的“低電壓”，則執(zhí)行步驟10及步驟11。

步驟10，分析系統(tǒng)通過調(diào)用配網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)低壓臺(tái)區(qū)中的“低電壓”臺(tái)區(qū)供電半徑，并進(jìn)行判斷，若超過550 m 則為供電半徑偏長所引起；否則為其他問題。

步驟11，分析系統(tǒng)通過調(diào)用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中的“低電壓”用戶相序，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分別計(jì)算“低電壓”用戶中A相、B相、C相用戶的個(gè)數(shù)，若某一相占比超過50%，則認(rèn)為單相線帶過多負(fù)荷所引起；否則為其他問題。

3 “低電壓”問題解決措施制定

根據(jù)對(duì)“低電壓”問題的成因邏輯判斷及分析，系統(tǒng)即可最終的判斷問題成因制定措施。

在中壓線路問題方面，中壓線路負(fù)載率偏高采用新出線路分割負(fù)荷，降低線路負(fù)載率，減少線路壓降；無功功率需求偏大或功率因數(shù)偏低的情況，建議在中壓線路消耗無功功率偏多的負(fù)荷位置安裝并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)無功功率就地補(bǔ)償，避免無功功率在線路長距離流動(dòng)；中壓線路供電半徑偏長的情況，建議采用中壓調(diào)壓器或可控串補(bǔ)裝置，實(shí)現(xiàn)線路末端電壓得以提升；轉(zhuǎn)供電運(yùn)行方式所導(dǎo)致的“低電壓”問題采用合理優(yōu)化線路運(yùn)行方式，避免長期轉(zhuǎn)供電運(yùn)行，對(duì)于存在其他問題的線路，須結(jié)合年度規(guī)劃工作，規(guī)劃配電網(wǎng)網(wǎng)架完善類項(xiàng)目，提升線路有效轉(zhuǎn)供電能力。

低壓臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題方面，對(duì)于臺(tái)區(qū)供電半徑偏長則應(yīng)遵循“多布點(diǎn)、小容量”新建臺(tái)區(qū)等方式縮短供電半徑；單相線帶過多負(fù)荷的情況，應(yīng)采用單相線改成三相四線進(jìn)行供電；臺(tái)區(qū)三相不平衡問題須對(duì)三相負(fù)荷電流進(jìn)行分析，三相電流隨時(shí)間規(guī)律性變化的情況，應(yīng)采用運(yùn)維手段調(diào)整三相負(fù)荷電流，使其達(dá)到平衡的效果[12-13]。

配變問題方面，配變重過載或故障問題，應(yīng)采用新建或換大配變；檔位偏低問題采用停電調(diào)整變壓器檔位措施等。其他問題則需要相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)。

同時(shí)，隨著國家“碳中和、碳達(dá)峰”新能源戰(zhàn)略的實(shí)施，整縣光伏試點(diǎn)工作不斷在農(nóng)村地區(qū)實(shí)施[14]，供電單位須結(jié)合低壓臺(tái)區(qū)的“低電壓”、重過載問題有引導(dǎo)性的布點(diǎn)屋頂光伏發(fā)電設(shè)施及配套安裝分布式儲(chǔ)能裝置，綜合提升農(nóng)村配電網(wǎng)電壓質(zhì)量。

4 測(cè)試驗(yàn)證與結(jié)果分析

“低電壓”成因分析及措施制定系統(tǒng)運(yùn)行后，以列表的形式統(tǒng)計(jì)出各相關(guān)單位的“低電壓”問題臺(tái)區(qū)分析結(jié)果。具體臺(tái)區(qū)的問題成因可采用表格導(dǎo)出的方式用以獲取，如表1 所示，以某臺(tái)區(qū)#2 公變?yōu)槔?，可以?dǎo)出該臺(tái)區(qū)中壓線路因素、配變因素、臺(tái)區(qū)內(nèi)部因素等3 方面的具體表征，系統(tǒng)根據(jù)表征內(nèi)容，給出問題的成因分析，并制定相應(yīng)措施，用于指導(dǎo)工作人員進(jìn)行解決處理。

表1 系統(tǒng)運(yùn)行分析結(jié)果導(dǎo)出表

經(jīng)系統(tǒng)分析某臺(tái)區(qū)#2公變?yōu)橹袎壕€路無功功率傳輸偏大因素導(dǎo)致臺(tái)區(qū)“低電壓”問題，建議在線路合適位置加裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，減少線路因大量傳輸無功功率所導(dǎo)致的線路電壓降問題。

系統(tǒng)上線運(yùn)行效果良好，能有效分析出中壓線路因素、配變因素、臺(tái)區(qū)內(nèi)部因素的具體問題，得出臺(tái)區(qū)“低電壓”問題的精準(zhǔn)成因，從而有效指導(dǎo)工作人員做出合理的解決措施。

5 結(jié)束語

通過設(shè)計(jì)臺(tái)區(qū)“低電壓”自助分析平臺(tái)，利用現(xiàn)有企業(yè)級(jí)各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取相關(guān)信息及參數(shù)，根據(jù)“低電壓”問題成因中的中壓線路、配變問題、臺(tái)區(qū)內(nèi)部問題等3個(gè)層面多個(gè)因素構(gòu)建起“低電壓”問題成因的邏輯判斷流程。依照邏輯判斷流程，對(duì)臺(tái)區(qū)“低電壓”自助分析平臺(tái)設(shè)計(jì)提供了有效地算法支撐，并針對(duì)各類問題成因，制定了行之有效地解決措施。系統(tǒng)上線運(yùn)行效果良好，能精準(zhǔn)分析判斷臺(tái)區(qū)“低電壓”問題成因及制定有效解決措施。為工作人員精準(zhǔn)快速分析“低電壓”問題，制定有效解決措施，提高電壓質(zhì)量等提供了高效支撐性輔助工具。