分布式電源在農村電網低電壓治理中的應用

雷巖

【摘 ?要】相對于城市而言，農村地域更加廣闊，因此在用電方面較為分散，用電高峰負荷具有明顯的時段性、季節性，峰谷差異較大，符合三相平衡性較差，無功補償容量不足或不合理等，上述這些問題都是農村電網出現低電壓現象的原因。因此有必要對分布式電源在農村電網低電壓治理中的應用進行分析研究，對于改善農村供電質量，滿足農村用電需求具有重要的現實意義。

【關鍵詞】分布式電源;農村電網;低電壓治理

1 農村配電網低電壓產生原因

農村配電網供電能力難以滿足農村實際用電需求。相對于城市而言，農村用電負荷密度一般較小，一些較為偏遠的農村如山區、丘陵等地的農村居民居住地一般較為分散，變電站布點數量不足，覆蓋面相對較小，在具體配變布點和線徑配置方面多依靠個人經驗，缺乏合理規劃，電壓降落校驗缺少必要的落實;還有個別新的或改造的配電臺區，設計不夠嚴謹，存在超負荷距離供電現象，配變容量缺乏足夠的配置，低壓線路供電半徑過大，最終致使農村配電網出現低電壓。

無功補償配置數量不足或者配置缺乏有效的合理規劃。對于農村用電負荷而言，受當地農業生產活動影響，一般具有季節性和時段性等規律特點，尤其是在高峰時刻，配電變壓器幾乎接近滿載或過載，而在低谷時期時，用電負荷接近空載，基于上述這種現象特點，致使農村配電網各層級在無功補償配置、調控能力上要求更加嚴格。然而受種種因素影響，農村電網無功電源建設依然相對較為滯后，無功補償容量不足或不合理等問題普遍存在。部分地區 10 kV 線路與配變無功補償配置缺乏必要的科學合理性，裝置的投運率和可用率較低，電網末端無功功率較為缺乏，所需無功功率一般由發電廠或上級變電站直接遠距離輸送到電力終端用戶，造成較高的電網損耗和較大幅度的電壓降落，最終引發農村低電壓問題。

農村中低壓配電網電壓調控能力有待進一步增強。當前在農村未改造的部分變電站之中，無載調壓主變壓器依然還占據一定的比例，從而導致在高峰負荷期間，10 kV 饋線出口電壓質量難以得到有效的保障;在一些長期存在低電壓問題的中低壓配電線路中，缺少自動調壓裝置的安裝，配變類型以無載調壓型為主，調壓范圍較小，針對日負荷波動較大的配電臺區，難以滿足實際的電壓調節頻度技術需求。

2 分布式電源在農村電網低壓治理中的應用

（1）分布式電源在農村電網低壓治理中的作用。分布式電源一般是指規模較小，負責向當地負荷供電，并且能夠直接在當地配電網上進行接入的一種電源裝置，一般包括兩種，即分布式發電裝置與分布式儲能裝置。分布式電源在配電系統中進行分散配置，對于配電線路的電壓具有重要的影響作用。通過對分布式電源對節點電壓和支路載流量的影響進行深入分析，對于電網低壓治理具有較為現實的作用與意義。與此同時，分布式電源在推動鄉村電網建設發展，實現低碳節能環保上也發揮著重要的作用。通過將儲能元件與分布式電源相結合，能夠促進電能輸出功率更加穩定、更加可控，更有利于削峰填谷，對于促進配電網電壓質量提升具有積極作用。

（2）利用分布式電源進行農村配電網低壓治理措施。促進農村供電線路優化。對于農村低壓配電線路而言，有功功率大小與輸電線路本身的長度對于線路末端電壓有著較為明顯的影響，因此若僅僅依靠無功補償，則很難達到低壓治理要求。因此還需要對線路電阻參數及有功分量對線路末端電壓的影響加以充分的考慮，通過對供電線路進行改善優化，即減少線路電抗與電阻。對于低壓配網來說，主要是減少線路電阻，需要結合電網實際，促進電網網架優化，縮減供電半徑，增加導線的截面。

分布式電源布置原則。配電網功率分布如圖 1 所示，其中，? 表示負荷點，△表示電源點，在互相連接的兩條線路之中，比較粗的線路為主干線，如圖中的 L1，較細的為分支線，如 Pi、Pj。其中主干線L1 的位置會對配電網絡損耗與電壓降落造成一定影響，因此在主干線位置確定方面，一般會以實際的負荷距為依據加以確定，在具體確定主干線時，應遵循負荷點至主干線的負荷距保持最小原則。因此可以根據這一分布電源布置原則，在實際進行分促進功率分布優化。在電力系統中，由于U2+DU遠遠比 δU，那么電壓降落可由下列公式（1）表示。

式中，R 表示線路電阻，X 表示線路電抗，U2表示負荷點電壓，Q2 表示線路無功功率，P2 表示有功功率。從（1）式中可知，線路的電壓降與線路無功功率呈正比，尤其是當電壓等級比較高時，相應的線路電抗較大，那么無功功率對于電壓的影響也就比較大。由此看來，通過進行無功功率優化，可以促使電壓的降落有效地減少。在實際配電網無功電源配置過程中，可以采用隨機補償、隨器補償等比較實用的布點配置方法加以配置。另一方面，無論電壓等級處于何種等級，有功功率與電壓降均呈正比關系，基于此，通過降低有功功率，也可以達到降低電壓損耗的目的。

具體來說，優化有功功率的措施如下，一是通過進行合理規劃，并應用負荷轉移技術，促使三相負荷處于平衡狀態;二是加強負荷管理，切實有效的實現削峰填谷;三是采用分布式光伏電源，促進線路有功功率優化，減少電壓損耗，也可以達到治理配電網低電壓的目的。

3 結語

綜上所述，低電壓問題對于農村配電網安全平穩運行造成了嚴重的影響，因此需要相關電力企業重視這一問題，通過全面了解導致農村低電壓問題的原因，在農村配電網低電壓治理過程中加強對分布式電源的應用，充分發揮分布式電源對促進配電網電壓質量提升的作用，使得農村配電網低電壓問題得到妥善解決，為農村日常生產生活用電提供有力的保障。

參考文獻：

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（作者單位：國網山東省電力公司濟南市歷城區供電公司）