分布式电源在农村电网低电压治理中的应用

雷岩

【摘  要】相对于城市而言，农村地域更加广阔，因此在用电方面较为分散，用电高峰负荷具有明显的时段性、季节性，峰谷差异较大，符合三相平衡性较差，无功补偿容量不足或不合理等，上述这些问题都是农村电网出现低电压现象的原因。因此有必要对分布式电源在农村电网低电压治理中的应用进行分析研究，对于改善农村供电质量，满足农村用电需求具有重要的现实意义。

【关键词】分布式电源;农村电网;低电压治理

1 农村配电网低电压产生原因

农村配电网供电能力难以满足农村实际用电需求。相对于城市而言，农村用电负荷密度一般较小，一些较为偏远的农村如山区、丘陵等地的农村居民居住地一般较为分散，变电站布点数量不足，覆盖面相对较小，在具体配变布点和线径配置方面多依靠个人经验，缺乏合理规划，电压降落校验缺少必要的落实;还有个别新的或改造的配电台区，设计不够严谨，存在超负荷距离供电现象，配变容量缺乏足够的配置，低压线路供电半径过大，最终致使农村配电网出现低电压。

无功补偿配置数量不足或者配置缺乏有效的合理规划。对于农村用电负荷而言，受当地农业生产活动影响，一般具有季节性和时段性等规律特点，尤其是在高峰时刻，配电变压器几乎接近满载或过载，而在低谷时期时，用电负荷接近空载，基于上述这种现象特点，致使农村配电网各层级在无功补偿配置、调控能力上要求更加严格。然而受种种因素影响，农村电网无功电源建设依然相对较为滞后，无功补偿容量不足或不合理等问题普遍存在。部分地区 10 kV 线路与配变无功补偿配置缺乏必要的科学合理性，装置的投运率和可用率较低，电网末端无功功率较为缺乏，所需无功功率一般由发电厂或上级变电站直接远距离输送到电力终端用户，造成较高的电网损耗和较大幅度的电压降落，最终引发农村低电压问题。

农村中低压配电网电压调控能力有待进一步增强。当前在农村未改造的部分变电站之中，无载调压主变压器依然还占据一定的比例，从而导致在高峰负荷期间，10 kV 馈线出口电压质量难以得到有效的保障;在一些长期存在低电压问题的中低压配电线路中，缺少自动调压装置的安装，配变类型以无载调压型为主，调压范围较小，针对日负荷波动较大的配电台区，难以满足实际的电压调节频度技术需求。

2 分布式电源在农村电网低压治理中的应用

（1）分布式电源在农村电网低压治理中的作用。分布式电源一般是指规模较小，负责向当地负荷供电，并且能够直接在当地配电网上进行接入的一种电源装置，一般包括两种，即分布式发电装置与分布式储能装置。分布式电源在配电系统中进行分散配置，对于配电线路的电压具有重要的影响作用。通过对分布式电源对节点电压和支路载流量的影响进行深入分析，对于电网低压治理具有较为现实的作用与意义。与此同时，分布式电源在推动乡村电网建设发展，实现低碳节能环保上也发挥着重要的作用。通过将储能元件与分布式电源相结合，能够促进电能输出功率更加穩定、更加可控，更有利于削峰填谷，对于促进配电网电压质量提升具有积极作用。

（2）利用分布式电源进行农村配电网低压治理措施。促进农村供电线路优化。对于农村低压配电线路而言，有功功率大小与输电线路本身的长度对于线路末端电压有着较为明显的影响，因此若仅仅依靠无功补偿，则很难达到低压治理要求。因此还需要对线路电阻参数及有功分量对线路末端电压的影响加以充分的考虑，通过对供电线路进行改善优化，即减少线路电抗与电阻。对于低压配网来说，主要是减少线路电阻，需要结合电网实际，促进电网网架优化，缩减供电半径，增加导线的截面。

分布式电源布置原则。配电网功率分布如图 1 所示，其中，? 表示负荷点，△表示电源点，在互相连接的两条线路之中，比较粗的线路为主干线，如图中的 L1，较细的为分支线，如 Pi、Pj。其中主干线L1 的位置会对配电网络损耗与电压降落造成一定影响，因此在主干线位置确定方面，一般会以实际的负荷距为依据加以确定，在具体确定主干线时，应遵循负荷点至主干线的负荷距保持最小原则。因此可以根据这一分布电源布置原则，在实际进行分促进功率分布优化。在电力系统中，由于U2+DU远远比 δU，那么电压降落可由下列公式（1）表示。

式中，R 表示线路电阻，X 表示线路电抗，U2表示负荷点电压，Q2 表示线路无功功率，P2 表示有功功率。从（1）式中可知，线路的电压降与线路无功功率呈正比，尤其是当电压等级比较高时，相应的线路电抗较大，那么无功功率对于电压的影响也就比较大。由此看来，通过进行无功功率优化，可以促使电压的降落有效地减少。在实际配电网无功电源配置过程中，可以采用随机补偿、随器补偿等比较实用的布点配置方法加以配置。另一方面，无论电压等级处于何种等级，有功功率与电压降均呈正比关系，基于此，通过降低有功功率，也可以达到降低电压损耗的目的。

具体来说，优化有功功率的措施如下，一是通过进行合理规划，并应用负荷转移技术，促使三相负荷处于平衡状态;二是加强负荷管理，切实有效的实现削峰填谷;三是采用分布式光伏电源，促进线路有功功率优化，减少电压损耗，也可以达到治理配电网低电压的目的。

3 结语

综上所述，低电压问题对于农村配电网安全平稳运行造成了严重的影响，因此需要相关电力企业重视这一问题，通过全面了解导致农村低电压问题的原因，在农村配电网低电压治理过程中加强对分布式电源的应用，充分发挥分布式电源对促进配电网电压质量提升的作用，使得农村配电网低电压问题得到妥善解决，为农村日常生产生活用电提供有力的保障。

参考文献：

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[2] 吴永浩.分布式电源在农村电网低电压治理中的应用[J].经济管理：全文版：00137-00137.

[3] 王立地，孟晓芳，王俊，谭东明，郭丹，王慧.分布式电源在农村电网低电压治理中的应用[J].供用电，2016，33（07）：23-27.

（作者单位：国网山东省电力公司济南市历城区供电公司）