孙雪成 孙道昕
国网和县供电公司 安徽省马鞍山市 243000
摘要：农业是国民经济的基础，国家对发展农业历来十分重视，完成新一轮农村电网升级改造，是实现新农村建设的关键。国家能源局在印发《新一轮农村电网改造升级技术原则》的通知中指出:“贯彻供电可靠性和资产全寿命周期理念，推进智能化升级，推行标准化建设，满足农村经济中长期发展要求。农网改造升级应适应智能化发展趋势，推进配电自动化，智能配电台区，农村用电信息采集建设，满足新能源分散接入需求，服务新型城镇化和美丽乡村建设”本文针对低压农网中配网的现状及其存在的问题及解决办法进行论述。
关键词：农网改造；低压配电；智能化
1 农网的现状
1.1 电源型式多样
水电、光伏、风电、生物质发电等，通过互联网（或物联网）加以综合应用。
（1）水电是常见农村电源，多数是由小型水电站产生，属于可再生能源。但电能质量受丰、枯水量限制及目前由于设备和管理不佳的原因，出现过电压和欠电压故障的频率较高。
（2）光伏是节能环保的再生能源，是国家大力支持和发展的项目。光伏电压波形需经整流再逆变为交流电压才能经变压器输进电网，但有时因逆变所导致电压波形畸变，产生非正弦波的情况时有发生，产生谐波，干扰负载的正常运行。
（3）风电也是节能环保的再生能源，同时也是国家大力支持和发展的项目，但受风速的变化和风力大小的不同导致发电量不稳定。而且风电发电产生的电压波形也需经整流再逆变为交流电压后才能并入电网；电能质量也会因电源逆变所导致电压波形畸变产生非正弦波，造成谐波和损耗，也会干扰负载的正常运行。
（4）生物质发电利用树枝、落叶及垃圾与其他腐植质混合发酵产生沼气燃烧生热发电，或通过树枝、落叶及垃圾焚烧发电，虽不属可再生能源，但也算是节能环保的有效措施。
1.2 存在问题
（1）负载分布不均匀县城较集中，区、乡较分散。存在过载运行情况较多、输电线路不规范、用户端电压偏低等各种现象，导致线损增加。
（2）三相负载不平衡现象严重，功率因数偏低，造成损耗过大。
（3）继电保护及配电自动化水平较低。
2 农网改造智能化的要求
新建或改造农网的智能化的要求应符合《新一轮农村电网改造升级技术原则》:
（1）具备电网运行监控基本功能及遥控安全约束，运行设备在线状态监测等功能；
（2）统筹多种自动化系统的需求，统一规划数据采集平台；
（3）配电自动化建设与改造应根据区域供电可靠性需求、一次网架、配电设备等情况选择相应的建设模式，乡村线路更宜选取远传型故障指示器，以便实现故障的快速判断和定位；
（4）农网改造升级应同步建设通信网络，确保信息带宽容量裕度，注意冗余通道备份；
（5）农网通信系统应满足电网自动化系统、管理信息系统及其他业务所需数据、语音、图相等综合信息传输的需要。中低压电网分散通信点可采用光纤、无线、载波等通信方式。
3 智能化农网改造中的技术问题
3.1 分布式电源联网
分布式电源包括小水电、光伏、风电等电源。众所周知2个或2个以上电源并联运行，需满足电压相等、频率相同及相位相符3个条件，但过去光伏、风电由于整流器及逆变器技术不佳引起电压波形畸变，导致与上述并网条件不符，很难实现与正常电源并网。而新型电力电子器件IGBT（Insulated Gete Bipolar Transistor）绝缘双极型晶体管，具有驱动功率小而饱和压降低的特点，非常适用于直流电压为600 V及以上的变流系统应用。
目前由于光伏、风电的整流器及逆变器的核心元件采用IGBT模块使得光伏、风电发电逆变后的电源能较好地满足上述条件，使得光伏、风电与正常电源并网成为可能。
3.2 进线柜和联络柜的智能化配置
一般情况下需要对两种电源系统实时在线运行参数进行测量，并对开关的分、合状态进行监控，目前需要配置智能网络电力仪表，这种仪表能够对实时运行参数进行数据采集与计算；如今断路器已实现一、二次设备融合，将部份替代智能电表。可以实现对元件中各项数据参数的精确测量和显示，并通过数字化技术进行网络通信以便遥控。
3.3 无功补偿柜的智能化配置
现时农网中存在无功补偿不足和谐波待治的状况，需要配置动态无功补偿，以达到提高功率因数、智能化的无功补偿的目的。DSP控制器能对用户的负载情况进行监控，计算分析得到负载的无功电流数据，作为控制器的参考值，并实时驱动IGBT产生满足要求的无功补偿电流，实现动态补偿，将无功功率控制在供电允许范围，同时对三相电压、电流以及无功功率在线监测和显示，并利用通信技术实现上位机对其进行监控和管理。
3.4 对农网电能质量的综合治理配置
由于农网中存在分布式电源，负载分布不均、输电线路及用电设备不规范，导致电能质量不高，需要采取对应措施进行治理。
（1）谐波治理
光伏、风电发电逆变过程中会产生大量谐波，导致输电线路损耗增加，影响用电设备的正常运行，严重时导致谐波于扰影响电子控制系统安全稳定运行；一般情况下，配置无源滤波器滤除谐波，但谐波本身也是一种能源，如果将其从输电线路提取出来，经过整流和逆变即可获得应用，谐波提取装置是一种基于无源LC滤波技术的衍生方案。
（2）三相不平衡补偿治理
配置三相不平衡治理装置，该装置带DSP控剬器和IGBT模块核心元件，以并联的方法接入电网系统中，通过实时检测系统负载电流，DSP控剬器运算得到各相需输出的不平衡电流，实时驱动IGBT模块，使其发出与负序分量和零序分量反向的电流，平衡已存在的三相不平衡电流的负序分量和零序分量电流，最后从电网侧电流达到三相平衡状态。
（3）电压波动和闪变的治理
由于农网中的小水电、光伏、风电等受自然因素（水流量、光通亮、风压和雷击等）和重型动力设备的操作的影响，电压波动和闪变会超标。研究证明，人眼对频率约为10 Hz的电压波动允许值电压波动最为敏感，为此一般采用等效10 Hz波动值作为衡量闪变的指标。此外，“闪变”是照明亮度变化对人的刺激，这种刺激的不适感宜用一段时间的平均值来衡量，因此，电压调幅波中频率为f的正弦波分量1 min均方根平均值，以额定电压的百分数表示为闪变视觉度系数。国家标准GB/T12326-2008规定，电力系统公共供电点在冲击功率负荷产生的10 kV及以下电压波动允许值为2.5%，电压闪变电压推荐值为0.6%，它会造成人的视觉疲劳，用电设备工作不正常。
通常采取治理的技术措施有：
（1）安装带DSP控制器和IGBT快速响应的静止无功补偿器（SVC）对负荷波动进行实时动态补偿，根据以补偿点电压U的上下限数据，IGBT模块判断补偿点越过电压上限Umax或低于电压下限Umin时，输出感性（戓容性）电流，补偿点电压降低（或升高），最终使各相电压稳定在正常范围内；
（2）改进运行操作和工艺，如电动机降压起动等技术措施；
（3）对大容量冲击性负荷用户，宜架设专线接至供电能力较强的供电系统。
4 结束语
农网辽阔，幅员广大，低压配电台区是配网的最小单元和数据源头，是智能配电网的关键，应主动适应国家和电网公司“互联网+”战略及体制变更要求，充分利用“大数据、云平台、物联网、移动通讯、智能化”等新技术，推动设备智能感知、数据贯通、信息共享和业务的移动化，全面深化设备资产全寿命周期管理，构建智能运检管理体系，“以硬件平台化，软件APP化”为原则研发新型配变终端。
参考文献
[1] 国家能源局.《新一轮农村电网改造升级技术原则》的通知[Z]. 2016-03-08.
[2] GB/T22710-2008.低压断路器用电子式控制器[S].