配电网低电压的有效治理措施探究

配电网低电压的有效治理措施探究

刘校聪

广东电网有限责任公司惠州龙门供电局 516800

摘要：针对配电网低电压问题，主要与配电网发展滞后、网架结构薄弱、上级电源点支撑不足三方面因素有关。对此，围绕配电网低电压治理的三个研究对象，即变电站、中压配网线路和配变台区，详细分析对于配电网低电压问题的解决措施。同时，提出一种用于监测配电网电压数据的电压越限监测系统，并建立针对低电压问题治理方案的评估体系，以期能够有效解决配电网低电压问题，保证配电网供电可靠性与安全性，提高电网设备使用寿命，推动电力行业的可持续创新发展。

关键词：配电网；低电压；有效治理；电压越限监测系统；效果评估

引言：现阶段，我国电网建设事业发展迅速，但配电网低电压问题仍较为普遍。在此背景下，如何进一步推进配电网结构转型与升级，改善配电网电能质量，满足城市及农村供电需求，仍是当前电力企业发展面临的核心问题。对此，通过建立配电网电压越限监测系统，能够有效控制配电网低电压问题，在根据不同配电网低电压成因采取相应治理方案的基础上保障配电网的稳定运行，最终确保我国电网建设事业的持续发展。

1 配电网低电压问题的成因分析

1.1管理因素

管理方面，配电网设备运维管理质量直接关系到配电网的运行稳定性，但由于部分地区设备运维管理不到位，导致容易产生配电网低电压问题，影响当地居民的正常用电。其中，调查发现，部分地区的配电网补偿装置较为落后，长期处于无人维护状态，且配电网线路老化现象较为常见，使得配电网事故风险较大，容易出现配电网系统故障。此外，一些地区存有用户私自用电、报装负荷比实际偏小的现象，这一方面增加了配电网电压监测的难度，另一方面也导致了一定的配电网供电不平衡问题。

1.2技术因素

1.2.1配电网发展滞后

近年来，我国市场经济发展迅速，人们的生活质量与生活水平有了显著提高，对于电器设备的使用频率也越来越高，这使得多地区的用电负荷呈直线上升，给配电网系统提出了更高要求。然而，我国现有配电网发展建设速度仍无法满足用户对于电力提高的要求，部分地区仍存有明显的设备落后、线路老化、网架结构不合理问题，这导致配电网供电能力不足，容易出现地区性低电压问题。

1.2.2网架结构薄弱

理论指出，电压损耗与线路阻抗成正比关系，即在其他影响条件固定时，配电网的电压损耗会随着线路阻抗的增加而增加，而由于影响线路阻抗的因素一般以线径和供电半径为主，使得线路导线型号及长度的合理选择设计是控制低电压问题的主要手段。但是，就目前来看，我国多数地区均存有网架结构薄弱的问题。一方面，在设计配电网线路时，一些工作人员凭借过往经验确定配变布点、选择线径，导致容易出现变电站位置不合理、偏离负荷中心的问题，继而徒增供电损耗，同时，对于低压配网的接户线、进户线、表后线，线径过小问题严重，使得用户端电压偏低问题普遍，容易对用户正常工作与生活造成影响；另一方面，一些地区配变容量过小，增大了对于线路和变压器的负载，使得变压器压降增大，导致线路末端电压降低，这同样是造成低电压问题的原因之一。

1.2.3上级电源点支撑不足

在早期配电网建设过程中，部分地区缺少对于220kV及以上变电站的建设重视，使得无功补偿容量严重不足，影响了配电网的整体供电能力。此外，一些地区缺乏对于无载调压变压器、上级母线等调压手段的利用，使得上级电源点支撑不足，最终造成了用户端的低电压问题。

2 配电网低电压治理的主要技术措施

2.1基于配电网发展滞后的技术措施

目前，我国配电网发展滞后，但配电网负荷却持续增加，针对此问题，除了加快技术与资金投入，优化配电网系统，提升系统供电质量外，还可采用自适应负荷有载调压等设施来控制低电压问题。其中，常见自适应负荷有载调压设备以SVR馈线自动调压器为主，其能够在配电网输出端电压不在基准电压安全范围时根据具体情况调节变压器的分接头位置，进而可以改善用电高峰期的短时过负荷问题，有效就低电压现象进行规避。

2.2基于网架结构薄弱的技术措施

对于网架结构薄弱，考虑到其主要受配电线路供电半径和导线线径影响，应进一步改善供电半径过长及导线线径过小问题。其中，根据标准要求，对于低压线路供电半径的选择，一般城镇应低于250m，乡村应低于500m，且导线截面积则分别应大于20 和50 。在此基础上，一方面应确保线路末端电能质量符合配电网规划要求，根据配电网线路的不同导线截面积确定相应的最大供电半径；另一方面则应依照“小容量、密集点”标准加快电源布点，从而实现对于电网负荷的分担，有效就低电压问题进行解决。此外，对于配变重过载问题，可考虑将负荷转移至负载较小的线路，或选择增加台区布点、加大导线截面等方法，以此最大化提升电网的供电质量，减少电压损耗，保障供电需求。

2.3基于上级电源点支撑不足的技术措施

对于上级电源点支撑不足问题，提高上级电源点电压质量是解决该问题的主要对策。其中，除了可采用重新规划上级电源点来提升电源点布局的合理性外，还可利用无功补偿装置以降低电能损耗。例如，可在上级电网区域内设置有载调压器，或采用增加上级母线方式，其均可有效控制配电网低电压问题。

3 配电网电压越限监测系统的设计

3.1系统架构

除了采用技术手段优化电网结构，提升电能质量外，针对配电网低电压问题在管理方面的产生原因，可借助设计配电网越限监测系统以提升配电网运维管理质量，实现配电网电压监测的自动化、实时化与精确化。该系统总体架构如图3-1所示，涉及终端电压越限监测仪、数据传输、后台数据中心三个组成部分。其中，终端电压越限监测仪能够根据人工调节的电压值上限和下限对电压变化进行实时监测，通过存储电压数据并上传至后台数据中心以帮助运维管理人员实现在线监督；后台数据中心以监测软件为辅助，能够对低电压数据进行长时间存储和精准的分析。

图3-1 电压越限监测系统架构

3.2硬件设计

配电网电压越限监测仪是监测系统的主体部分，其由主控制器CPU、数据存储模块、数据采集单元、时钟模块、通讯单元、工作电源模块等构成。其中，数据采集单元涉及电压变换模块、整流放大模块及ADC模块；通讯单元涉及RS485通讯接口模块及外接远方无线通讯；主控制器CPU主处理器及外部数据交换均采用串行通讯方式，且其监测到的电压数据均存储于数据存储模块的EEPROM存储器中，以此保障电压数据存储的实时性和完整性。

3.2软件设计

针对配电网电压越限监测系统，采用模块化开发方式进行软件设计，涉及数据采集模块、数据计算模块、寄存器定义模块、I/O接口功能配置模块以及主程序。

4 配电网低电压治理方案效果评估

为了确保治理方案能够切实解决配电网低电压问题，采用层次分析法和模糊综合评价法设计效果评估体系。一方面，针对层次分析法，就复杂问题进行层次分解，建立层次结构，通过对比低电压问题的各种影响因素以确定其相对重要性，从而判断不同因素的权重系数，帮助电网运维管理人员进行量化分析；另一方面，针对模糊综合评价法，在模糊数学基础上对评价对象进行分析，将定性评价转化为定量评价，从而保障评估结果的系统性和客观性。在此基础上，配电网低电压治理方案的实施效果应从时间指标、经济指标、综合指标三个方面进行评估。

结束语：借助理论分析，从管理层面和技术层面对配电网低电压问题进行了分析，指出了针对配电网建设滞后、网络结构薄弱、上级电源点支撑不足三方面的解决措施，同时提出一种基于配电网电压越限监测系统的管理手段，能够显著提高配电网电压管理水平，规避配电网低电压问题，促进电网事业的长期发展。

参考文献：

[1]文志林,仝伟.基于分布式光伏发电接入的配电网电压越限监测研究[J].自动化技术与应用,2021,(06):117-121+126.

[2]芮正琦.电力系统中配电网低电压常见问题研究[J].建材与装饰,2020,(17):222+224.

[3]刘志刚,王敏,武艺苑.电力系统中配电网低电压常见的问题研究[J].决策探索(中),2020,(05):77.

[4]赵家莹,王岩.电力系统中配电网低电压常见问题研究[J].科技风,2020,(08):184.

[5]罗旷,王莉,陈超,危国恩,劳永钊,刘有志,王煜晗,薛安成,毕天姝.考虑电压稳定性与越限的配电网电压质量评估指标[J].南方电网技术,2019,(04):48-53+72.