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分布式电源在农村电网低电压治理中的应用刘竹梅

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：刘竹梅

[导读] 摘要：农村地域广阔、线路供电半径长，低压配电网存在三相线路阻抗不对称、负荷三相不平衡、阻抗比较大等因素，容易出现低电压问题。

        宿迁三新供电服务有限公司泗阳分公司江苏宿迁市 223700
        摘要：农村地域广阔、线路供电半径长，低压配电网存在三相线路阻抗不对称、负荷三相不平衡、阻抗比较大等因素，容易出现低电压问题。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，对于改善农村供电质量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分布式电源的概述
        分布式电源指的是小型、向当地负荷供电、直接接入配电网的电源装置，一般包括分布式储能装置与分布式发电装置。配电系统中分散配置分布式电源，后者直接影响到配电网的电压质量。分布式电源是一种安排电源位置的发电技术方式，按照一定的标准分散排列电源，相比传统的集中式模式，分布式电源实现高效率低能耗。同时，农村地区大规模使用分布式电源，在实现节能环保的基础上推进美丽乡村建设。
        2低电压问题产生原因
        2.1供电能力不足
        与城市用电负荷相比，农村地区负荷密度较小，一些居住在山区与丘陵地带的居民居住点十分分散，变电站建设时规划不合理，造成变电站补点不足，配置线路与配变布点依靠经验进行，缺乏电压降落校验环节；一些新建或改造的配电台区设计超合理负荷距供电，造成配变容量配置不足，低压线路供电半径过大。
        2.2电压调控较弱
        农村地区中部分变电站的无载调压主变压器未进行改造，用电高峰期10vV馈线出口电压质量难以保证；某些长期存在低电压问题的中低压配电线路没有增加自动调压装置。一般情况下配变为无载调压型，通常调压范围只有±5%~±2.5%，但是无载调压时需要断电进行，因此通常不进行调整或只进行季节调整，对一些负荷波动较大的地区无法满足需求。
        2.3无功补偿配置问题
        农村用电负荷分布不均衡，存在季节性与时段性的波动，用电高峰时负荷满载或过载，低谷时出现空载运行，这就对农村电网各层级的无功补偿配置与调控能力提出更高的要求。农村电网无功电源建设相对落后，普遍存在无功补偿容量不足与不合理等情况。
        2.4智能化程度较低
        农村电网电压无功在线监测与可控、能控与在控设备较为缺乏，通信网络建设相对落后，智能化程度较低。智能电网的建设，主要是将各级电网作为网架基础，将特高压电网作为骨干网架，利用各项新型技术建立信息通信平台，实现对电力传输、电网运行以及电力业务等多方面的综合管理。
        3农村电网低电压分类及发生时段分析
        第一类是长期性低电压，所谓长期性低电压是指用户低电压状况持续三个月以上，或者在日用电负荷高峰期内，用户低电压情况持续六个月以上的一种低电压现象。第二类是季节性低电压，这种类电压多发生在农村春灌秋收、烤茶制烟等时期，具有一定的季节规律性、周期性。第三类是短时低电压，这类低电压主要是因为农村居民临时性进行负荷挂接、不规范用电引起的一种短时低电压现象，具有一定的突发性及不确定性。农村电网低电压发生时段分布具有一定规律性，主要体现为两方面：一是在农村集中进行排灌期间，发生时段主要集中在每年的1至3月份、6至9月份、11至12月份，在上述月份中，农村因农业生产需求，一般需要进行集中排灌，用电负荷较为集中，短时间内产生较大的用电量，同时，一些带有排灌负荷的共用配电变压器有可能处于满载、过载问题，最终导致低压线路的末端负荷存在比较低的供电电压。另一方面，随着农村经济的不断发展，农民的生活水平不断提升，农村家用电器的数量增加迅速，使得农村配电台区的用电负荷快速增加，致使农村日用电高峰时相对位集中。

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        4分布式电源的设立
        4.1能源供应
        我国农网主要通过10kV高压母线配电，用电时间段性和季节时效性强，负荷分散且数量众多，峰谷差值与电压波动较大，所以将DG技术运用在农网建设中意义重大，能有效改善低压地区供电质量，降低电能消耗，达到提升电网运行稳定性和节能减排的目的。适合在农网推广的新能源主要包括风能、太阳能以及微型燃气轮机。通过对目前农网实际情况的调研，太阳能光伏式发电与微型燃气轮机更适和运用在南方农网中。
        4.2分布式电源应用情况
        （1）混合供电能源。基于农网的实地情况，宜选用混合供电系统作为分布电源。混合供电能源具有较高的系统实用性。使用混合供电能源系统能够大幅度降低负载缺电率，改善在独立系统中因为可再生能源收集的不稳定性，混合系统选用技术经济指标性能较好的供电方案，形成多种能源互补形式的混合供电模式，开发了具有普遍适用性的系统。
        （2）微电网技术运用。微电网是指独立于主电网之外，有电源、储能器等一系列电网设备组成的微型局域发配电系统。相比于外部大电网而言，微电网可看成一个个单一的可控单元，管理人员可以通过网络拓扑结构主动管理配网，满足微电网供电范围内用户对电压质量及供电可靠性和安全性的要求。在一级主电网与若干次级微电网并网运行模式下，主电网与微电网均可向负荷提供所需的电能。在主动管理模式下，管理人员可根据两类电网实际运行情况择优向用户供电，有效降低主电网在长距离电力传输时造成的额外能量消耗；微电网作为一个独立电网运行的同时，可以充分促进DG系统和可再生能源的全面深度接入，实现对负荷的多能源混合供电，为保护生态环境做出贡献。
        5分布式电源在农村电网低电压治理中的应用
        5.1应用分布式电源注意问题
        首先采用混合供电系统，结合农村电网所处地区的实际情况，采用分布式发电多种形式与技术经济性能指标较好的供电方案，形成多种形式互补能源的混合供电系统；其次应用交直流混合供电系统，依据特定区域的符合特性，在电源频率变化的基础上建立负荷功率特性，应用交直流混合供电网络，高效利用对可再生分布式电源；再次微电网技术的应用，处于并网运行模式下，微电网可以给负荷提供电能，主电网也可以提供电能，当电网故障或电能质量不符合要求时，微电网可以在主电网运行时主动断开，作为单独电网运行；最后就是综合分析符合特性，依据符合特性完成负荷变换特性分析，依据不同特性实现动态分配电源，提高电网电压质量。
        5.2微电网接入主动配电网的构造
        通过构建完整、独立的微电网介入结构，技术人员可以通过灵活的网络拓扑结构有效管理主动配网，大幅度降低主动配电网电力传输时造成的额外能量消耗量。微电网接入构造为实现两者并行使用，连接主动配电网与微电网时采用相关节点。通常情况下，微电网接入主动配电网的构造极为特殊，这种结构除了可以紧密联系两组配电网外，还可以有效调控不同种类电源与储能装置。
        5.3光伏发电系统设计要点
        太阳能光伏发电系统设计中一个重要环节就是确定电池组件的最佳安装倾角。计算组件最佳倾角过程较为复杂，虽说实际中有不同的计算方式，但都存在一定的误差。目前有专家通过计算机计算出我国部分城市的最佳安装倾角，实际设计过程中设计人员只需要查出最佳安装倾角即可。
        6结语
        总之，提高供电质量，消除低压问题是如今急需解决的一个关键问题。在农村电网低电压治理中应用分布式电源有着良好效果，可以充分结合光伏发电这种节能环保的技术，提高供电质量。
        参考文献
        [1]王崇孝.分布式电源在农村电网低电压治理中的应用[J].军民两用技术与产品,2016.
        [2]肖德富.分布式光伏发电在治理农村低电压中的应用[J].科技创新与应用,2017.
        作者简介：
        刘竹梅（1990.1-），女，江苏泗阳人，扬州大学广陵学院工学学士，研究方向：电力工程。