基于大數據挖掘的農村電網“低電壓”研究治理

國網青海省電力公司黃化供電公司 李占英 周麗霞

關鍵字：大數據挖掘；農村電網；低電壓

0 前言

近年來，隨著農村電網客戶用電量的大幅攀升，農村電網用戶的用電性質發生了質的變化，對電網的要求越來越高。但與此同時，由于受到歷史因素等的影響，農村電網建設依然十分薄弱，沒有建立起系統的長效發展機制，在低電壓方面存在治理的欠缺，需要不斷加以改進，使得農村在電壓方面的建設與運用更加高效。電壓治理主要是在最短的時間內從管理和技術方面分別治理。

1 農村配電網“低電壓”定義

1.1 “低電壓”定義

根據《電能質量供電電壓偏差（GB/T12325-2008）》規定，220V電壓允許的偏差范圍為-10%～7%，380V電壓允許的偏差范圍為±10%。低于此標準規定的電壓范圍，均定義為“低電壓”。

1.2 “低電壓”對農村配電網的影響

低電壓會使用戶電器的運行受到阻礙。比如，低電壓會使照明電器發光率降低，光能轉化不明顯；對電視機和電腦這一類電器會導致圖像失常、電器硬件受損、經常性死機等問題；對于一些電阻性電器如電熱爐等會因為電壓過低、功率降低而使機器性能變差，效率降低。

而電動類機器也會因為低電壓加快電動機的絕緣老化，使電動機啟動困難。電壓過低極容易使電動機損壞。低電壓狀態下，特別是電壓降低幅度過低時，電動機會因為電流太大而使線圈溫度升高，甚至會使電動機無法正常運行，有停止運轉或無法啟動的風險，還有可能造成電動機因溫度過高而損壞。

電網低電壓還有可能造成線路線損的增大。當電壓低到一定程度時，原本平衡狀態下正常運行機器的這種平衡狀態會被打破，從而產生三次諧波電流的零序電流和零序電壓，這些都會導致電網及設備的負荷過大，電功率降低，損耗增大。

2 農村低電壓的主要成因分析

2.1 管理層面

2.1.1 規劃投資方面

農村電網“低電壓”的主要原因是因為電網規劃投資建設改造進程和農村用電量及其增長情況發展過快不匹配導致的，二者的不匹配會制約農村電網的發展，所以要做好農村電網合理規劃投資，從源頭上解決用電負荷增長過快的問題。

很多地方供電區域增長速度隨著經濟的發展越來越快，但是電網的建設速度卻跟不上用電量的增長，導致負荷增長速度加快。很多農村的電力分局增長水平主要保持在10%左右。經計算，按照全社會用電量水平及配置的比例得出數據，并與配變容量配置規則相比較，農村電網能基本維持居民用戶的用電需求，這是按照配變容量的結果得出的。但是在考慮負荷增長的迅速和負荷性質的變化的因素時，經過一段時間后配變容量已經無法滿足居民的用電需求了。按照這種規律，必須要采取相應的措施，對已有電網設備進行升級改造來解決問題。

2.1.2 供電服務方面

報裝接電管理方面：很多供電公司在報裝接電的過程中都會忽略一個問題，就是用電客戶的現場勘查，這種問題會造成電壓質量不穩定，設備無法正常使用，設備故障的風險增大。這些都是因為供電企業低壓客戶報裝接電戶數及容量占總戶數及總容量的份額較少而導致的負荷過大、不平衡等問題。

線路運維管理：在檢查巡視和管理線路的時候存在三方面的問題：一是是對線路及設備沒有做到細致的檢查，忽視了一些小細節問題而使整條線路及設備有隨時發生故障的可能。這些隱患不及時消除可能會導致后續更麻煩的問題，比如線路損耗增大、壓降增大、電壓過低等；二是沒有及時對設備及線路進行維護更新，沒有第一時間消除故障，故障長時間存在導致線路設備故障；三是沒有及時調節配電變壓器的檔位，導致因檔位過低產生低電壓。

監測管理：在監測管理時沒有做到系統全面地排查問題，排除隱患。沒有創新供電企業監測和管理模式，監測到設備故障時未能及時報修，設置的監測點過少不能保證監測的順利進行。還需要注意的是，在進行電壓監測管理時信息化建設的投資力度不大，導致監測點過少。另外，如在科技化時代的今天，未能有效利用大數據方法進行電壓質量的智能分析，對配變負載、檔位設置、供電半徑、導線截面等信息的分析深度不夠。

用戶端管理：未能做好用電客戶全方面的服務工作，沒有及時掌握用戶的用電情況，特別是對低壓用戶的負荷發展沒有進行很好的預測。同時，錯峰用電的宣傳力度不夠，用電高峰期集中，也助長了“低電壓”的發生。

2.2 技術層面

根據分析，農村電網低電壓用戶電壓過低的原因主要體現在以下幾個方面：配變容量不足、低壓線路供電能力方面有缺陷、10kV線路供電能力無法滿足需求、無功補償配置投資較少和配變調壓能力不夠等。城市電網電壓過低的原因有50%都是由于配變配置容量不夠引起的。而且線路供電線較細，供電半徑太長也會導致電網的“低電壓”現象。

3 改善措施

3.1 管理措施

建立健全農村“低電壓”用戶檔案。統計總結農村各家各戶的用電情況，進行明確標注、分類（如月用電量、負荷電量等）并進行建檔工作，確保每家每戶信息的全面性，并針對各家各戶存在的問題進行有效防范，做到具體問題具體分析，防患于未然。對“低電壓”情況嚴重的用戶進行統計，并指定相關負責人進行專門看護。相關部門也要從用戶出現的問題中吸取經驗，降低問題的反復性。

完善監測手段和方法。目前，農村具有地廣人稀的特點，每家每戶的居住點并不集中，且存在較大的分散性。這在一定程度上加大了相關部門的檢測難度。為了更好、更準確地對農村用電情況進行監測，需要相關部門利用更多較為先進的檢測設備，如GPRS、智能電表、移動式電壓檢測儀以及LED顯示等技術，保證監測覆蓋的全面性、及時性、有效性。

開展配變三相負荷不平衡治理。建立完善的臺區分相管理資料，加大對臺區的三相負荷平衡狀態管理，為新用戶應該接在三相中的哪一項奠定基礎。并根據客戶的情況進行調整，做到具體問題具體分析，實現低壓側負荷的就地平衡。

開展低壓用戶負荷需求側管理工作。目前，農村用電普遍存在“低電壓”的問題，為了解決這一現狀，農村地區必須進行配變綜合參數實時監測系統的改造。其中，配電綜合參數實時監測系統是一種能夠全面掌握用戶在用電過程中各種參數與變化的系統。供電部門根據統計數據，對“低電壓”情況嚴重的配變優先進行改造。加強對以上用戶的檢測力度，幫助用戶改善“低電壓”的情況，并引導用戶在用電過程中避免使用高峰。

加強供電設備運行維護管理。建立健全合理的設備維護制度，對出現問題的設備進行有效、及時維護與修理。并定期檢查未出現問題的設備，做到防患于未然，將出現問題的風險降到最低。對不同時期、不同地點、不同季節的負荷電量以及電壓曲線進行分析，并制定相應的控制曲線以及配電變壓器接頭的擺放位置，確保供電系統的穩定性。

建立低電壓整治快速響應機制。必須制定投訴管理機構，建立健全投訴事件處理流程，加強與用戶之間的聯系。確保用戶反饋的問題能夠及時、有效地得到解決。當遇到因低壓負荷分布和增長不確定導致的質量問題時，相關生產與運行部門則必須與后臺相聯系，并啟動快速響應機制，提高維修速度與效率，并全程跟蹤用戶的后續用電問題，保證用戶用電的穩定性。

3.2 技術措施

農村電網大數據系統建設。為農村電網進行量身定做，設計大數據信息框架，對PMS、GIS等系統進行整合。有效采集農村電網的基礎信息，并加大監控力度。設立“低電壓”邏輯規則，利用網絡進行數據篩選，形成全面的預警名單。為推進電網健康、快速發展奠定基礎，提高防控的力度。

故障報修智能化平臺建設。在時代飛速發展的今天，故障修報建設也必須與時俱進，利用網絡建設智能化平臺。相關部門將傳統的后臺、負控主站系統、營銷系統和調度自動化系統等大數據進行整合，組建全新的智能化保修平臺。在方便用戶的同時，減少不必要的麻煩，并提高保修效率與準確性。

供電能力提升。隨著時代的不斷發展，農村電路升級改造工程也在如火如荼的開展。相關部門在傳統的設計方案中進行深化，取其精華、去其糟粕，并結合時代發展的需求以及用電規劃，對用電線路、調壓能力以及配變布點等進行改造，在保證供電穩定的前提下，提高供電能力。

提升調壓能力。目前，相關部門對農村用電情況進行全面升級改造，增加傳統的主變增容為110/10kV，提高線路調壓能力，增強至10kV。全面提升整體的調壓能力，確保用電的流暢性，降低“低電壓”出現的頻率。

提升無功補償能力。全面建設無功補償能力主要有以下五個方面：第一，全面提升全網的無功優化計算以及補償工作建設，保證無功分層、分壓以及動態就地三方的穩定性；第二，在時代飛速發展的今天，配置更加智能的無功補償裝置；第三，全面提升線路的無功補償能力，對無功補償能力不足的線路安裝線路分散無功自動跟蹤補償裝置，提高線路的供電能力，確保電網的穩定運行；第四，針對農村用電負荷波動較大的特點，優化公用配電變壓器無功補償裝置；第五，督促所有用戶安裝無功補償裝置，保證整體無功補償裝置都達到100kV·A及以上的標準。

4 結語

通過研究農村用電現狀以及“低電壓”出現的成因與覆蓋面，利用合理的技術進行整治，穩定與改善當地農村用電的現狀，對改善后的用電情況進行進行檢測與管理，并進行統計，為日后持續利用“大數據挖掘”作為主要工具給予數據支撐，并針對農村“低電壓”的情況創建監控模型，加大監測力度，全面提升農村的用電穩定，保證農村電網用電能夠健康快速地發展。