的低电压治理方案

的低电压治理方案（精选6篇）

篇1：的低电压治理方案

“低电压”专项治理工作方案

依据国家、省市公司关于低电压治理的相关文件规定，结合分公司低电压实际情况，特制定XXX供电分公司低电压专项治理工作方案。

一、工作目标

1．2015年年底，解决分公司285个台区的低电压问题。本内，解决83个台区的低电压问题，使用户负荷高峰时段最低电压均能达到190伏以上。

二、职责划分和工作要求

XXX供电分公司成立了以主管生产副经理任组长，发建部主任、安全运检部主任任副组长，生产专工、各生产班组长以及各供电所所长任成员的农村“低电压”治理工作小组。

（一）发建部主要职责和工作要求

1.开展县域内负荷预测及电网规划组织编制工作。根据各县市供电公司电源分布、电网状况、用户分布，负荷特性等情况，对县市供电公司低电压治理工作方案的科学性和有效性进行跟踪指导。

2.加强电网规划，改善电网结构，提高供电能力和供电质量。从电网规划设计入手，树立大规划的概念，统筹考虑高低压电网发展，准确预测负荷发展趋势和用电性质，合理进行电网布局。农村电网发展规划要顺应城乡发展的新形势，克服传统思维仅考虑简单照明负荷的束缚，采取系统思维的模式，结合农电特点，统筹做好农网升级改造中电源、网架、无功、电压等中长期规划。制订出上下贯穿、高低压电网兼顾、城乡发展统筹的整体规划，重点解决好农网存在的电网薄弱、供电可靠性不高、电压质量保证能力不强等问题。优先考虑农网一、二期未改造的线路，解决农村“低电压”问题。

（二）安全运检部主要职责和工作要求

1.将XXX地区低电压项目汇总上报分公司发建部，做为工程项目储备。严格按照农网工程管理程序，严把工程质量关、进度关和验收关，建精品工程、优良工程。加强对分公司工程进度和资金完成的统计与监督，及时掌握进展情况，做到“低电压”治理工作“抓严、管好、落实到位”。

2.健全“低电压”监测网络。

一是健全农村电网电压质量监测网络和管理平台，建立健全低电压监测网络，科学合理的选择电压监测点，逐步增加电压监测点数量。二是加强电压监测仪日常维护和检查，发现运行异常的监测仪及时联系相关单位进行维修或更换。三是不定期开展“低电压”情况普查和抽查工作。

3.建立健全“低电压”用户档案，做到“五清楚”。

对存在“低电压”区域，做到“五个清楚”，既清楚地段、清楚时段、清楚数据、清楚手段、清楚内容。以10千伏线路为单元、以配电台区为单位，逐条低压线路、逐个用电客户进行详细摸排，建立低电压用户档案，有针对性地制定整治措施，对于简单的调相或者换几档线就能解决的，明确任务完成责任人。需要台区改造或者高压延伸才能解决的低电压需要列入项目明细表上报分公司。4.加强供电所的管理。

各供电所按着10千伏及以下工程项目可研明细表的格式及时准确上报各自所辖低电压用户明细。

5.高度重视95598投诉系统，提高优质服务水平一直以来都是电力企业的奋斗目标。在低电压专项治理过程中，省市公司高度发生95598投诉事件，拟定对投诉频繁地区的低电压问题要优先解决。生产部门应掌握各乡镇“低电压”投诉情况，以此做为低电压治理项目储备。

6.加大对农网配电设备的巡检力度，开展配变负荷测量和电压测量；加强低压用户报装接电管理，合理确定装接容量。

三、低电压确定途径及资金来源

确定用户低电压状况主要有两种途径：1.生产班组和供电所人员在平时和用电高峰时段对所辖台区进行负荷测量、电压测量，对确实电压低的台区，将实际情况填写工程台区项目明细表，上报发建部作为低电压项目储备。2.通过用户自身反映或“95598”电力服务热线投诉途径。当客服中心接到用户反映和“95598”投诉低电压后，将情况上报运检部，运检部安排生产班组和供电所人员到现场对低电压进行确认，根据低电压的户数和轻重缓急确定资金来源。

资金来源：1.通过大修工程、技改工程、农网升级改造工程解决资金来源。优点：改造低电压规模大。缺点：改造时间不及时，基本都是提前1年以上上报项目计划，到项目批复、资金下达、最后工程竣工最快也要2年时间。2.通过低维费做为资金来源。优点：改造周期短，当年就能解决问题。缺点：改造规模小，不能解决大面积低电压状况。

四、分公司低电压状况

近年来由于XXX县各乡镇特色农业和乡镇经济的快速发展，政府大力扶持保障农民利益，大型畜牧养殖场等农牧业发展也具备了相当的规模，地区农牧业用电负荷增长比较快。导致变压器满负荷甚至过负荷运行，造成部分线路末端电压质量低。

2013年宽供局有配变台数2354台，有285个台区供电半径大，导线截面小，变压器过载运行，现造成线路末端5392户电压低，经常投诉，这些台区低压线路供电半径大，供电半径为1.5公里以上，导线截面小，低压主干线主要为JKLYJ-1-35绝缘线，两线主要为JKLYJ-1-25和JKLYJ-1-16绝缘线，两线为台区主要架线方式，低压四线占比例非常小，个别线路末端电压仅为160V。还存在少数单相变压器。这些台区需要进行改造或采取高压延伸缩短供电半径解决用户电压低问题。

五、解决低电压的具体方法

1.2011年XXX县结余资金农网改造升级工程：解决毛甸子、杨木川、石湖沟、大川头、牛毛坞、青山沟46处台区低电压问题，工程总投资841.35万元。新立及更换水泥杆601根，新架及更换高低压导线亘长42.021千米，新建及改造变压器台46个，接地改造46处，工程预计2014年底完工。

2.2014年XXX县农网升级改造工程：解决灌水镇、长甸、永甸、青椅山、东营分37处台区低电压问题，总投资906.01万元，新立及更换水泥杆777根，更换高压导线亘长48.101千米，新建变压器台37个，工程预计2014年底完工。

3.储备项目：XXX县步达远区域高压延伸及低压台区改造工程，XXX县红石所高压延伸及低压台区改造工程，XXX县硼海区域高压延伸及低压台区改造工程，XXX县太平哨区域高压延伸及低压台区改造工程，XXX县振江镇区域高压延伸及低压台区改造工程，XXX县太平干主1#—187#及分歧高压线路改造工程。工程概况：新立及更换水泥杆3043根，新架及更换高低压导线亘长194.61千米，新建及改造变压器台85个。

以上共计168处低压台区，现已完成现场设计，除此之外还有117处低压台区将根据实际情况抓紧安排设计。总计285处低电压项目都将列入今后低电压改造计划，逐年进行改造。

六、流程图

七、检查与考核 低电压专项治理工作纳入XXX供电分公司同业对标管理办法进行考核管理。

附件：XXX县10千伏及以下工程项目可研明细表1、2、3

篇2：的低电压治理方案

为深入贯彻落实公司六届一次职代会暨2011年工作会议精神，根据《省电力公2011年专项行动工作方案》要求，结合我省实际，特制定农村低电压专项治理行动工作方案。

一、编制依据

1．国家电网公司《关于综合治理农村“低电压”问题的工作意见》（国家电网农〔2010〕543号）

2．国家电网公司《关于印发<孙吉昌主任和李强副主任在国家电网公司农村“低电压”综合治理现场推进会上的讲话（摘要）>的通知》（农安〔2010〕60号）

3．国家电网公司《关于印发<农村“低电压”治理典型方法>的通知》（农安〔2010〕64号）

4．2011年1月19日公司党政联席会议要求 5．省农村低电压治理三年工作方案

二、工作目标

1．2012年8月前，解决全省全部27528个低电压台区的低电压问题。本内，解决全省农村15600个台区的低电压问题，使用户最低电压均能达到198伏以上；滚动修订2012年工作目标。

2．2011年底前，完成**电网**110千伏供电区无功优化项目建设。着手开展**电网无功优化项目评估工作。

三、建立组织

（一）建立农村低电压治理领导小组 组 长： 副组长： 成 员：

（二）主要职责

1．负责宣传落实国家电网公司下达的农村“低电压”综合治理工作有关政策和要求。

2．负责组织协调全省农电系统开展农村“低电压”综合治理工作。3．审批全省农村“低电压”综合治理实施方案。协调有关方面，落实工程资金投入。

4．总结树立农村“低电压”综合治理先进典型，并及时在全省范围内交流经验。

（三）建立农村低电压治理工作小组

成立工作小组，具体落实“低电压”综合治理领导小组安排的各项工作。组 长： 副组长：

成 员：

四、实施步骤

第一阶段：组织发动（1—2月）

1．组织学习上级和公司党政联席会议对低电压治理工作的各项要求和治理措施，编制行动计划。

2．成立省、市、县低电压治理组织机构。第二阶段：全面实施（3—10月）

1．农电部、发展部、财务部负责对各单位低电压治理项目方案进行审查、审批。其中3月底前完成利用2011年升级改造资金项目储备，4月底前，完成利用2010年结余资金项目审批

2．物资部、农电部、监察部在有关项目批复后，一个月内，完成低电压治理项目物资招标工作。

3．农电部对各市进行督导，采取管理措施，在9月底前，解决12900个台区低电压治理问题。

4．农电部、发展部、物资部、审计部、监察部负责在9月底前完成新建、改造配变台区2700个，并准备相关农网升级改造工程的审计、验收工作。

5．农电部、发展部、物资部、审计部、监察部、周口公司在9月底前，完成**供电区无功优化项目建设、验收工作，并完成对**电网无功优化项目实施评估。

第三阶段：总结提升（11—12月）

1．农电部组织各市公司，查漏补缺，针对专项行动实施过程中出现的问题与困难，集中力量破解难题。

2．农电部、发展部、物资部、审计部、监察部联合对公司专项行动完成情况进行统一考评，提出相关的奖惩意见，提交专项行动领导小组。3．农电部全面总结本专项工作经验，结合公司发展实际，联系相关部门，提前筹划2012年专项行动。

五、保障措施

（一）成立市、县公司低电压综合治理领导小组，认真组织开展相关工作，确保各阶段资金、物资、人员到位，督促县公司按时完成各项工作。

（二）严格按照农网工程管理程序，严把工程质量关、进度关和验收关，建精品工程、优良工程。

（三）加强对各县公司工程进度和资金完成的统计与监督，及时掌握进展情况，确保2011低电压治理工作计划的完成。

（四）为保障本专项行动的进度和质量，由农电部牵头、发展策划部、财务资产部、物资部、审计部、监察部在专项行动领导小组统一指挥下开展工作，具体分工如下：

1．农电部负责编制农村低电压治理行动方案；督促市、县公司编制低电压治理实施方案；配合发展部进行低电压治理工程项目的立项、审批；协助物资部、物资公司开展有关物资招标；负责对各地低电压治理项目的实施进行督导；组织发展、财务、审计、物资、监察等部门对低电压治理工程项目的验收和评估。督导各地采取各种管理措施解决低电压问题；联系协作部门对全年低电压治理工作进行总结，确定奖惩方案；实施节点控制，每月向领导小组汇报低电压治理专项行动进展情况。

2．发展策划部负责，农电工作部、财务资产部配合，开展低电压治理工程项目资金计划编制、立项和审批。其中，利用2011年计划资金的低电压治理项目要在3月以前完成项目储备，利用2010年结余资金实施的低电压治理项目，要在4月底前完成审批；参与低电压治理工程项目的验收；参与确定奖惩方案。

3．财务资产部负责项目资金在项目审批后迅速到位；配合发展策划部开展低电压治理工程项目资金计划编制、立项和审批；参与低电压治理工程项目的验收；参与确定奖惩方案。

4．物资部负责，农电工作部、监察部配合，开展低电压治理项目所需物资的招标工作；参与低电压治理工程项目的验收；参与确定奖惩方案。

篇3：的低电压治理方案

在目前的变速恒频风电系统中,永磁同步发电机(PMSG)的直驱式系统正在得到越来越多的关注。使用双馈感应发电机(DFIG)的双馈式风电系统,需要增速齿轮箱,大量的应用表明,齿轮箱是最容易发生故障的组件之一,维护复杂,噪声较大[1]。而直驱式风电系统结构简单,不需要齿轮箱,机械损耗小、效率高、便于维护,低风速时也可以高效率发电,并且易于实现电网电压故障条件下风电系统的不间断并网运行,因此具有良好的应用前景。

目前国内外对双馈式系统在电网故障时的保护措施已经有较多研究,但是对直驱式系统的保护措施研究则相对较少。而随着直驱式风电系统市场容量的不断增大,对其在电网电压跌落等常见故障时保护措施的研究,已势在必行。因此本文通过增加硬件和改进控制策略的方案来提高直驱式风电机组的低电压穿越能力,对其工作原理和实现方法进行了说明,并比较了各自的优缺点,以期对直驱式风电系统的低电压保护方案的选择和实现做进一步的探索和研究。

1 增加硬件的方案

图1是一种直驱风电系统变流器拓扑,当电网电压跌落时,输出电压下降,此时必须增大输出电流,以保持变流器从风力机吸收的功率与输送到电网功率间的平衡。变流器主电路通常由绝缘栅双极晶体管(IGBT)等功率半导体器件构成,热容量有限,必须对电流进行限制,当电网电压跌落幅度较大时,变流器输入功率和输出功率发生不平衡,造成直流侧电压上升,对电容和IGBT的安全运行造成威胁。可见采用硬件保护电路来解决低电压穿越问题实际上就是解决变流器两侧功率的不平衡问题。在这里从定子侧、直流侧、电网侧三个角度来分别讨论。

1.1 发电机定子侧Crowbar保护方案

在发电机定子侧增加卸荷负载也可以实现Crowbar保护功能,图2是定子侧Crowbar电路结构图,卸荷电阻通过功率开关与发电机定子侧相连。传统的直驱风电系统,当风速过大时,为限制发电机输出的功率,可以在定子侧投入卸荷负载消耗掉多余的能量。电压跌落时的情况与此类似,同样是变流器输入的功率发生了过剩,通过静态开关投入定子侧卸荷电阻消耗掉多余的能量,使变流器输入和输出功率保持平衡,实现故障状态风电系统的正常运行,当故障恢复后,快速切除卸荷负载,使风电系统迅速恢复对电网的正常供电。

图2中功率开关采用晶闸管构成的静态开关,具有较大的通流能力和较快的切换速度。发电机定子侧Crowbar电路的具体形式可以借鉴双馈式风电系统转子侧Crowbar电路的某些结构[2]。这种方式的Crowbar保护实现简单,缺点是对发电机输出有较大影响,因此适用于如图2所示变流器结构较简单的情况,变流器对发电机变速恒频运行的控制能力有限,采用图2电路既可以作为风速过大时发电机输出功率的限制单元,也可以作为提高故障穿越能力的Crowbar电路。

1.2 直流侧Crowbar保护方案

在直流侧增加Crowbar电路是目前最常用的一种方式。图3是直流侧增加卸荷负载的Crowbar电路结构,a)中卸荷电阻通过功率器件与直流侧相连,b)中卸荷电阻通过Buck电路与直流侧相连。系统正常工作时,Crowbar电路不起作用,当电压跌落发生时,如果没有Crowbar电路,直流侧电压将会上升,可能会损坏电容,进一步造成变流器的损坏,此时投入卸荷电阻,消耗直流侧多余的能量,保持电容电压稳定在一定范围内。图3 a)中卸荷电阻投入时,直接并入高压直流母线,因此需要高压负载;图3 b)中通过Buck电路降压,可以使用低压直流负载,但是增加了电感等器件。增加卸荷负载的缺点是多余的能量纯粹被消耗,需要使用大的负载并提供散热;优点是可靠性较高,目前在实际系统中有应用。

图4是直流侧增加储能装置的Crowbar电路结构图,采用能量可以双向流动的电力电子变换器,把直流侧电容和储能设备连接在一起,储能设备ESS可以选用蓄电池或者超级电容。

当电网电压跌落时,为避免直流侧电压过高,通过变换器把多余的能量存储在储能设备中。当直流侧电压不足时,可以把存储的能量释放出来,为电容充电,同时可以利用储能设备的能量为电网提供有功功率。相对于增加卸荷负载,这种方式的优点是能量可以再利用,可以较好地保持直流侧电压的稳定,并且能用存储的能量为电网提供一定的有功功率。缺点是需要额外的储能设备,增大了结构的复杂程度,增加了系统的成本。

图5是采用辅助变换器构成Crowbar保护的电路图,并联辅助变换器在电网正常时不参与工作,发生电压跌落等故障时,网侧变换器采用的IGBT、集成门极换流晶闸管(IGCT)等功率器件所能承受的过电流有限,而辅助变换器采用可关断晶闸管(GTO)等通流能力较强、成本相对较低的器件,可以承受较大的有功电流,因而在电网电压较低时,变换器可以输出较大的电流,使输出功率与故障前保持一致,保证直流侧的功率平衡[3]。电网电压恢复正常后,关闭辅助变换器,使网侧变换器恢复正常输出。这种方式必须根据电网电压允许跌落的深度,确定辅助变换器的电流等级,当电压跌落较多时,需要辅助变换器的容量也较大,另外,由于GTO等器件开关速度较慢,因而在故障期间会产生一定的谐波注入电网。

1.3 电网侧Crowbar保护方案

电网侧Crowbar电路结构如图6所示。

风力发电输出直接给负载供电,负载功率与风电系统功率相匹配,可以独立构成一个微网供电系统,在电网和负载之间,接入三相静态换向开关,负载可以选择对电网电压跌落等故障敏感的设备。静态换向开关一般由晶闸管反并联构成,可以实现并网运行和微网运行之间的平滑转换。当电网电压正常时,负载所需的功率基本由风力发电供给,多余的功率可以送入电网,风力发电功率不足时可以由电网补充。电网电压跌落发生时,静态开关开路,断开敏感负载与电网的连接,负载与电网隔离期间,风电系统负责负载的电压调节,即处于微网运行状态,使敏感负载不会受到电压跌落的影响。微网运行时,风力发电提供负载需要的全部功率,一旦电网电压恢复正常,静态开关重新闭合,风电系统从微网运行转换回并网运行。这种系统要求既能并网运行又能独立运行,并网运行时网侧变换器是电流控制方式,微网运行时为电压控制方式[4]。

这种方案提供了一种新的Crowbar保护策略,增加的硬件电路很少,具有较低的成本,缺点是必须选择负载,使其能与风电设备构成微网系统,控制策略要兼顾并网和微网两种运行状态,并能平滑切换。

2 改进控制策略的方案

2.1 静止无功补偿运行模式

当电网发生电压跌落等故障时,通过使直驱风电系统电网侧变流器运行在静止无功补偿(STATCOM)模式[5],可以快速向电网提供无功功率支持,稳定电网电压,同时有利于直驱风电机组实现低电压穿越功能。当电网电压正常时,电网电压外环输出为0,亦即电网侧变流器无功电流给定为0,运行在单位功率因数状态,只向电网输送有功功率。当电网电压发生跌落时,电网电压外环开始工作,电网侧变流器STATCOM运行模式控制策略是在原有控制的基础上,对无功电流和有功电流的参考值重新分配来实现的。电网侧变流器运行在STATCOM运行模式下,一个关键问题是需要向电网提供的无功功率与变流器无功参考电流间的关系同电网电压跌落深度、故障点与变流器之间的线路阻抗等都有关系;另一个关键问题是STATCOM运行模式与正常运行模式间的顺利切换,需要对电网电压进行快速精确的检测,当电网电压在正常范围内波动时,不应投入STATCOM运行模式,当电网电压低于正常波动范围的下限时,则要通过STATCOM运行模式向电网快速提供无功支持。

2.2 浆距角控制

在不同的风速、风轮转速的情况下,风力机对风能的吸收都是不同的,风力机风能利用系数CP(λ,β)与桨距角β成反比,调节桨距角β就可调节风能利用系数,进而调整风力机捕获的风能。浆距角控制系统模型如图7所示。

图中:Pge和Pg分别为发电机额定输出功率和实际输出功率;ωge和ωg分别为发电机额定角速度和实际角速度;PI为比例积分控制器;K为比例调节系数;t为延时;max表示取两者中比较大的值;ΔUg为电网电压跌落大小。当发电机转速不等于额定转速或者发电机功率大于额定功率时,控制器才起作用,增大桨距角以减小风能利用系数,将风轮对发电机的输出功率限定在额定值附近。

在发生电网电压跌落故障时,以ΔUg为控制量,经过一定的时延如果故障仍没有排除,则引用紧急变桨控制,使风力机的桨距角迅速增加,从而使风力机所捕获的机械转矩迅速减小,减少风力发电系统机侧变流器的输出功率,缓解直流侧与电网侧的功率不平衡。当电网电压跌落故障持续时间较长时,桨距角调节能够有效的控制风力机的捕获功率,有效地保护风力发电系统的安全。

2.3 叶尖速比控制

叶尖速比λ,即叶片的叶尖线速度与风速之比,与风力机风能利用系数CP(λ,β)之间的关系如图8所示,假如桨距角恒定,存在唯一风能利用系数最大值,此时所对应的叶尖速比为λopt,而风力发电系统正常运行时,常常需要调节发电机的定子电流,使得调整发电机的转速让风力机的叶尖速比能达到最优叶尖速比以获得最大的风能。

当发生电网电压跌落故障时,为了保证风力发电系统直流侧与电网侧的功率平衡,稳定直流母线电压,常常需要减少风力机获得的风能,因此调整发电机的转速让风力机的叶尖速比脱离最佳叶尖速比,减少风力发电系统机侧变流器的输出功率,也能有效缓解风力发电系统在低电压运行时直流侧与电网侧的功率不平衡,实现低电压穿越运行[6]。

3 结语

对直驱式风电机组的低电压穿越方案进行了全面的讨论。硬件方面根据Crowbar电路在风电系统内所处位置的不同,分析了定子侧、直流侧、电网侧不同的Crowbar解决方案;控制方面讨论了网侧的STATCOM控制模式、浆距角控制、叶尖速比的控制。然后对它们的工作原理和实现方法进行了详细说明,并讨论了各自的优缺点。分析表明:采用Crowbar保护电路具有更好的市场竞争力和应用前景;故障时网侧变流器运行在STATCOM模式是直驱电机固有的优势,具有优良的无功补偿性能;而浆距角及叶尖速比的调节也对机组的穿越功能有一定的辅助作用。

摘要：对使用全功率变流器的永磁直驱风电系统的低电压穿越保护方案进行了研究,分析了定子侧、直流侧、电网侧不同的Crowbar保护方案以及静止无功补偿、浆距角、叶尖速比三种控制策略,介绍了工作原理及各自的优缺点。对比结果表明,采用Crowbar保护电路具有更好的市场竞争力和应用前景;故障时网侧变流器运行在静止无功补偿模式是直驱电机固有的优势,具有优良的无功补偿性能,而浆距角及叶尖速比的调节也对机组的穿越功能有一定的辅助作用。

关键词：风力发电,低电压穿越,Crowbar保护方案,控制策略

参考文献

[1]李建林,许鸿雁,梁亮,等.VSCF-DFIG在电压瞬间跌落情况下的应对策略[J].电力系统自动化,2006,30(19):65-68.

[2]李建林,赵栋利,李亚西,等.适合于变速恒频双馈感应发电机的Crowbar对比分析[J].可再生能源,2006(5):57-60.

[3]Abbey C,Joos G.Effect of low voltage ride through(LVRT)characteristic on voltage stability[C]//IEEE Power Engineering Society General Meeting,2005.

[4]纪明伟,张兴,杨淑英.基于电压源逆变器的微电网控制策略[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2009,32(11):1678-1682.

[5]姚俊,廖勇,庄凯.电网故障时永磁直驱风电机组的低电压穿越控制策略[J].电力系统自动化,2009,33(12):91-95.

篇4：的低电压治理方案

现阶段，我国对低电压穿越控制策略的研究，注重集中在风电领域，光电领域还比较少。正是因为如此本文以光伏并网发现系统为研究对象，对低电压穿越控制策略进行了探讨分析。笔者认为可以采取电压定向矢量控制的方法，来提高低电压穿越控制能力，以此达到有功与无功解耦。本文首先对光伏并网发电系统及其低电压穿越要求进行了分析，其次对光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略进行了探讨，仅供参考借鉴。

一、光伏并网发电系统及其低电压穿越要求

光伏发电系统主要应用的物质是光伏电池，该设施最重要的价值就是将太阳能转换成电能，最终完成发电任务。光伏并网主要是指两大系统连接，分别为光伏系统、电力网系统。两大系统连接之后，不必再借助蓄电池，初期成本比较低，而且更容易维护，后期检修成本也比较低，可以说是现阶段最为经济实用的发电系统。光伏并网发电系统形式依据场合差异而不同，现阶段应用最为广泛的应该是逆潮与无逆潮并网系统、地域并网系统等。早期应用的是光伏发电系统，存在着比较多的缺陷，比如逆充电现象、电网电压波动过于明显等现象，因此在应用的过程中比较麻烦。正是基于此，光伏并网发电系统优势更加突出。但是光伏并网发电系统在应用的过程中，则需要满足非常重要的条件，即低电压穿越要得到控制。这主要是因为发电系统运行过程中，会出现并网点电压跌落情况，此时要求光伏设备依然能够实现并网，如果条件允许，还能够为电网提供无功功率，确保电网在短时间内就可以恢复。

现阶段我国针对光伏并网发电系统的低压电压穿越能力要求已经出台了相应的技术规范，该技术规范中对光伏电站的低电压穿越能力标准要求进行了明确的规定，具体标准如图1所示。

依据图1中显示可知，如果光伏并网电点电压正好处于在轮廓线或者高于轮廓线，同时处于区域之间，此时光伏电站并网运行必须要保证畅通，但是如果并网点电压处于在轮廓线之下，则可以出现线路送电暂停的情况。世界上很多国家都依据自己国情制定了光伏并网低电压穿越要求，其中比较典型的就是德国制定的E.ON标准。该标准对低电压穿越控制要求更加的详细，其中最为重要的是该标准对低压穿越过程中，无功电流比重与电压跌落深度之间的呈现的关系进行了规定。电压跌落过程中，光伏并网发电站一定要为系统提供无功电流，如果子电压跌落深度超过了50%，但是没有超过90%，则无功电流应该满足线性输出条件，而如果电压跌落深度未能超過50%，此时无功电流必须达到100%。

二、光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

光伏并网系统电压跌落过程中，逆变器既要始终处于并网运行状态，同时还需要对有功与无功功率进行有效的协调，以便此时能够提供无功功率，保证光伏并网发电系统能够有足够的电压恢复正常运行，达到低电压穿越要求。

如果光伏并网发电系统电压处于正常状态，逆变器要遵循有功优先的原则，对最大功率进行始终都进行跟踪控制，换言之，就是最大程度的达到有功电流要求，而有功电流值则需要根据电压外环来取得，同时利用最大功率跟踪算法获得相应的信息数据。该信息数据可以作为参考值，其与直流侧电压会出现一定的误差，但是利用PI进行调节之后，误差信号会及时的得以纠正。如果电网电压处于跌落期间，因为逆变器具有限流功能，不能继续遵循有功优先控制原则，否则逆变器状态会发生变化，呈现出功率现幅状态，不能对光伏并网发电系统提供有效的无功支持，所以此时你逆变器遵循的是无功优先控制原则。

在无功优秀控制期间，有关需要借助相应的公式计算出无功电流给定值，之后再按照国家规定的内容：逆变器输出电流可以高于额定电流，但是不能高于1.1倍。

当电网电压发生跌落时，要根据电网电压跌落的深度来调节逆变器的无功电流给定值，改善电压跌落情况，进而提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力。低电压穿越期间所需的无功电流百分比的表达式如下：

i*q为所需的无功电流；UN、IN分别为电网的额定电压、电流；U为跌落之后测得的电网电压有效值。在电网电压发生跌落时，可以根据上述公式式得出跌落深度和无功电流之间的关系。光伏并网发电系统的控制流程图如图2所示。当电网电压发生跌落时，根据2中所示的步骤光伏逆变器提供无功给电网，让电压恢复，实现低电压穿越。

三、结语

综上所述，可知借助光伏逆变器来实现低电压穿越控制，此种控制策略属于定向矢量控制。通过调查分析，应用逆变器之后，光伏并网发电系统在电压跌落过程中，能够实现并网运行，同时能够为系统提供无功功率，可以使电网在最短实践脱离故障，继续运行。本文所研究的光伏并网发电系统属于大型系统，其他规模类型的光伏并网发电系统，还需要有关学者进一步研究。

（作者单位：廊坊师范学院）

篇5：低电压治理措施

孙正龙 陈跃 魏立勇 张春辉

2010年，天津市电力公司充分发挥技术和管理优势，全面治理低电压。全年，天津公司累计投资10.56亿元，3.77万户农民告别了低电压。其中，宁河、静海两县低电压现象已全面消除。

“电子眼”助阵

在天津农村，低电压现象有两大特点：一是随着农村城市化进程加快，在夏季、冬季，人口密集乡（镇）的低电压现象格外突出；二是在春耕时，电力灌溉导致用电负荷猛增。

天津公司明确提出“民生用电优先，密集地区优先，情况严重的优先”，坚持“管理措施优先，技术措施全面”的原则，根据轻重缓急开展治理。怎么保证低电压问题早发现、早解决？台区配电监测终端和台区及线路电压监测仪两只“电子眼”帮了大忙。“我在电脑上随便点击变台图标，就能立刻掌握电压、电流和功率情况。”静海供电有限公司生技科长魏立勇说，“我们投入专项资金，为全县1307台配电变压器安装了台区配电监测终端，通过客户用电信息管理系统，实时在线监控台区电压情况。此外，技术人员还能通过台区及线路电压监测仪掌握具体线路电压波动情况。”

“电子眼”让低电压无处藏身，农村台区点多面广、人工监测难的问题有效解决。同时，天津公司通过安装“电子眼”，全面建立预警机制，及时掌握各区域电压情况，建立涉及变电站、线路、台区和客户的低电压台账，并制作了示意图，大幅提高了治理效率。

闭环治理重视实效

天津公司采取了一套行之有效的特色管理方法，按照“发现（挂号）—评估—治理—验收（销号）”的闭环管理原则，落实责任到人，把低电压问题作为“事故隐患”进行处理，要求领导分片督导，将治理效果纳入绩效考核，并开展低电压治理“回头看”工作。另外，天津公司建立从市公司到班组的跨部门、跨专业协同联动机构，充分发挥区（县）、镇（乡）和村三级联动体系优势，为全程督导低电压治理工作提供组织保障。

12月中旬，我们跟随武清供电有限公司河西务供电所副所长王磊，到大孟庄镇前幼村开展低电压治理回访。村党支部书记赵克友说：“多亏了低电压治理，村里原来的100千伏安变压器增容到200千伏安，村东头又装了一台80千伏安变压器，电线也粗了。现在，乡亲们敞开买电器，有的人一次买回两台电脑、两台电视。”赵克友还算了一笔账：比起用煤气罐和烧煤球，做饭、取暖每家每月省100多块钱，而且方便、干净。

王磊说：“百姓满意是对我们工作最大的肯定。通过回访，我们不仅能及时了解低电压治理效果和存在的问题，有针对性地开展治理，更能借此机会进一步了解农村用电趋势、负荷特点，为将来农网建设和运行管理提供依据。” 抓好低压负荷错峰管理

葛春华 杨健 杨媛媛

由于受地理环境限制，客户居住分散，架线难度大，管理困难，安徽宁国供电公司在农村低电压综合治理中，将低压负荷错峰管理作为重点课题认真组织实施，选择山核桃主产区南极乡和茶叶主产区青龙乡进行试点；对暂不具备整改条件的低压台区，通过积极引导客户用电方式，改变客户的用电习惯，临时克服农产品加工季节时的高峰用电。

2010年7月，宁国供电公司成立了南极山核桃低压用电需求侧管理领导小组，制定用电工作预案，协调指挥用电调度，确保有序用电。南极乡同期成立相应组织，分管农业的副镇长任组长，供电所所长、农机站站长等专业人员参加，具体负责山核桃加工期间用电协调工作。

龙川茶厂台区变压器型号为S9-50/10，为屋顶式架设，年均用电量6.18万千瓦时，在每年9、10月份山核桃加工季节，台区低电压问题突出。

7月份，供电所人员对龙川茶厂台区的6家动力用电客户进行季节性安全大检查和营业普查，主要检查客户的电能计量、低压线路、负荷运行等情况，查处私拉乱接、擅自超容等违约用电行为3起，查处私增容量48千瓦。

与此同时，供电所为6家低压动力客户统一安装了过电流负荷控制装置。用户负荷电流达到或超过设定值的1.05倍，漏电断路器报警5分钟后跳闸，20秒后自动重合闸，重合闸后负荷电流超过设定值报警5分钟后再次跳闸。以龙川茶厂台区为例，负荷全部上的话，高达110多千瓦，而龙川村台变总容量为80千伏安，如果不实施错避峰管理，农户就没法正常用电。供电所将龙川台区69户用电客户，根据山核桃产量大小，分为7个组，在9月20号到30号执行错峰轮休计划。农户余传高告诉我们：“往年我们加工山核桃的时候，电压不稳总是跳闸。现在好了，在供电所统一安排的时间加工，顺畅极了。”

将线路拉到山上，让果农就地集中脱壳，是宁国供电公司加强错峰管理的第三步。2010年6月至9月，该公司组织技术骨干在山腰安装电表8只，向山上延伸架设线路20千米。

青龙乡有茶园10多万亩。每逢产茶季节，农户白天上山采茶，晚上在家用电动机炒茶，晚上的负荷是白天的3倍。经过调研，宁国供电公司选择离茶园较近的地段设置移动加工点，动员茶农上午采茶，下午制茶，避开晚上的制茶高峰期。为方便茶农取电，青龙移动加工便民取电点还安装了一表多卡式电能表。“这个取电点发挥了大作用，夜间加工负荷明显降低，往年西俞村台区夜间负荷最高达50千瓦，一个月发生跳闸10次。现在，夜间负荷仅25千瓦，过负荷跳闸很少发生了。”青龙供电所负责人介绍道。

该公司计划在2011年继续在南极、方塘、青龙等乡镇实施推广低压负荷错峰管理，完成2134户低电压客户的整改，并以新一轮农网改造升级工程为契机，加大农村电网的改造建设，切实提高农村地区的用电质量。

□背景链接

宁国市综合经济实力连续多年位居安徽县（市）首位，农业特色经济发展较好，低电压主要集中在青龙、方塘、南极等茶叶、笋干、山核桃加工基地。全市低电压台区182个，占农村总配电台区的13.97%；低电压户9758户，占总用电客户数8.85%。宁国供电公司2010年完成9项专项研究项目的研究工作，使7624户用电客户的低电压情况得到改善。新建电源点提高电压质量

李蕗 毛雅芳

江西广丰县供电公司结合国家电网公司10项低电压专项研究任务，在进行农村低电压治理过程中，采取了电压联调、配变三项负荷不平衡治理、加强低压负荷需求侧管理、提高10千伏配变调压能力等一系列措施。

应用先进软件

实现低电压治理闭环管理

广丰县供电公司经理程振宇告诉我们，按照“全面普查、综合治理、验收评估”三步走的目标，该公司对所有台区的低电压情况进行了调查摸底、分析梳理，并制定相应的整改方案。

在治理过程中，广丰县供电公司使用了江西省电力公司开发的低电压综合治理管理信息系统软件。这一软件整合了数据分析、报表集报等功能，在自动制图、分析、流程管理控制方面具有创新性。据广丰县供电公司副经理周光满介绍，通过使用该软件，209个台区、9258户的全部普查数据和治理数据能全部录入，还可对这些数据进行分析和统计，低电压整治决策分析提供了依据。同时，还可以跟踪低电压用户的用电情况，了解改造前后的情况。

新建变电站

提高电压质量

近年来，广丰县用电负荷增大，线路压加大，而配变调档能力有限，出口电压低。为此，广丰县供电公司积极开展35千伏变电站配电化应用研究，彻底解决因10千伏线路供电线路半径过长而导致的台区低电压问题。

广丰县吴村镇有3.5万人，但只有一条10千伏吴村线供电，且这条线路属于从排山镇35千伏变电站输出的跨乡镇供电线路。由于供电半径过长且导线截面小，造成前村、仁湖等5个台区的输入电压偏低，低电压客户达185户。

广丰县供电公司根据当地电网现状，确定在10千伏吴村线与35千伏线路交叉跨越处新建35千伏普塘变电站。2010年11月16日，35千伏普塘配电站建成投运，缩短了吴村线供电半径，前村等台区配电变压器的输入电压提高。现在，这一区域由3条10千伏线路供电，供电可靠性和电压合格率大幅度提高，电压质量明显改善。

截至目前，广丰县供电公司已完成低电压治理户数5050户，占总数的54.5%。

加强变压器分接开关管理

杜哲强

按照国家电网公司低电压综合治理工作要求，陕西西安蓝田供电分局在调查分析的基础上，确定了将具有代表性且低电压问题较为严重的10千伏东川线、葛牌线作为治理重点。

2010年9月，陕西省电力公司对东川线、葛牌线低电压治理工作进行批复，蓝田供电分局低电压综合治理工作全面展开。东川线上有88个供电台区，其中存在低电压现象的台区有29个，涉及客户3818户。每年夏冬两季负荷高峰时段，冰箱、空调等大功率家电及大棚蔬菜、温室育苗御寒取暖设备的大量投入使用，造成线路末端电压过低，一些客户的用电设备无法正常使用。此前，蓝田分局对部分线路更换了导线，但并未从根本上解决问题。2010年10月10日，蓝田供电分局在东川线杨李支线出口安装了1台5000千伏安的自动调压器，并将调压器出口电压设置为10.5千伏，同时加装监测装置。通过监测发现，安装了调压器后，东川线末端电压由原来的9.3千伏提高到10.2千伏，线路后段的9个台区末端0.4千伏电压有了显著提升。

与此同时，工程技术人员又结合实际，从加强变压器分接开关管理入手，解决部分用户的低电压问题。经过调查发现，低电压台区0.4千伏输出电压低是由于10千伏高压侧输入电压较低、变压器分接开关位置不正确以及变压器自身调压范围不足造成的。一般情况下，每台变压器的高压侧都设置了分接开关。在安装变压器时，工作人员根据实际通过调节变压器开关档位来改变高压绕组的匝数，使变压器内高低压绕组的匝数比发生变化，从而实现对低压侧电压的调整。

在此次低电压综合治理中，蓝田供电分局重新制定了配电变压器分接开关调整管理制度，并于2010年11月5日冬季负荷高峰到来前，将供电半径超过15千米的30台变压器的分接开关由Ⅱ档调到Ⅲ档，使配变低压侧电压提高了5%，消除了476户客户电压偏低的问题。11月10日，该局又积极联系变压器生产厂家，将普通调压变压器更换为宽幅调压变压器，并在5个台区进行更换安装，使配变调压能力提升了60%，解决了394户客户的低电压问题。

调查发现，在管理层面，综合台区内小户动力负荷控制不到位，三相变压器单相配出负荷偏重，使之三相不平衡，在一定程度上影响了电压质量；居民客户错峰用电及高峰时段均衡用电方法研究不够，对较大负荷客户错峰用电宣传和引导不得力，导致台区配电变压器满载或过载运行。在技术层面，供电半径过长是造成低电压的主要原因，个别变电站地域分布不合理，造成其配出的10千伏线路供电半径过长，有的供电半径达20多千米，低压线路供电半径超标准的比例达53.47%，致使线路损耗大、末端电压低；线路和配电变压器供电能力不足是产生低电压现象的另一个主要原因，随着农村用电负荷的不断增长，线路不断延伸，由于没有及时进行改造，导线截面小、配变容量小、电能损失严重，出现供电瓶颈。

低电压改造的手段及措施

孙英杰

低电压产生的原因

1.在农村电网中，由于部分台区供电半径大，低压线路线径细、下户线设计标准低，且设计电压等级220伏偏多。随着家电下乡和农村经济的发展，农村生产生活用电负荷增加，致使用电高峰期变压器不堪重负，线路过流导致压降增大，形成末端用户的电压偏低。

2.城郊及农村地区，由于平时用电负荷较低，一旦到了冬、夏两季用电高峰期，人口密度大，用电负荷集中，用电量将比平时高2~3倍，直接导致了电压降低。

3.配变超载现象严重，导致电压质量下降、供电范围内的配变负载率大。

4.资金匮乏，大规模的电网建设与改造难度加大。

5.电压、无功监测管理相对较弱，对局部重载地区、偏远地区，电压监测装置安装、监测分析和“低电压”预控不力。

低电压改造采取措施

1.开展摸底排查，全面掌握电网信息情况。根据95598投诉记录，结合负荷实测对电压质量差的台区进行低电压普查，并利用电压监测装置，对各配电台区低电压数据记录和分析，查找原因。对客户投诉比较集中、情况特别严重的台区及时进行整改解决落实，对当前各级电网运行情况进行认真分析，详细掌握低电压形成的原因和特点。

2.科学制定、合理安排电网建设改造规划。通过电网运行分析、梳理电网薄弱环节，积极筹措资金，分轻重缓急统筹安排项目实施。

3.加强电网运行分析。在运行分析的基础上，建立保障电压质量的常态机制，每个季度要对配网的用户电压质量问题进行专题分析，完善配网电压质量监测，提出有效的整改措施，并在夏季用电高峰来临之前，超前预控，确保不发生大面积停电。

4.加大对农网配电设备的巡检力度，开展配变负荷测量和电压测量，对重载的配电设备，故障率高的设备以及三相负荷不平衡的台区，及时采取有效措施予以整治。

5.加强电压、无功监测管理。对局部重载地区、偏远地区，安装电压监测装置，重点开展监测分析和“低电压”预控。对无功容量不足或补偿方式不合理的“低电压”用户，通过合理配置和优化无功装置，动态补偿予以改善。

6.完善重要时段的供电方案。针对迎峰度夏期间用电需求较大，或是春节期间外出务工人员集中返乡，局部区域用电需求激增的现象。一方面要指导居民用户合理开展错峰、避峰

篇6：配网低电压治理技术最新版

配网低电压治理技术

6.1 配网低电压产生原因 6.1.1 低电压特征分类

依据低电压发生和持续的时间特点,大致可分为3类：长期性、季节性和短时性。①长期性低电压指用户低电压情况持续3个月或日负荷高峰低电压持续6个月以上的低电压现象；②季节性低电压是指度夏度冬、春灌秋收、逢年过节、烤茶制烟等时段出现的具有周期规律的低电压现象；③短时性低电压主要是指由农村居民临时性挂接负荷或建筑用电负荷引起的不具有长期性和季节性特点的阶段性不规律低电压现象。

6.1.2 低电压发生时段分布

1）农村集中排灌期间。每年1～3月份、6～9月份和11～12月份，农业排灌负荷较为集中，用电量较大，部分带有排灌负荷的公用配电变压器短时间出现满载、过载现象，造成处于低压线路末端负荷的供电电压较低。

2）日用电高峰时段。由于农村经济发展迅速，农户生活水平逐步提高，家用电器保有量快速增加，农村配电台区用电负荷快速增长，农村日用电高峰时段相对集中，具体情况见表1。表1 日用电高峰时段

Tab.1 Daily peak load time 季节 月份 时段 备注

夏季 7，8 中午：11:00～15:00 晚上：19:00～22:00 地方特色经济作物加 工季节，如南方春季 采茶期等

冬季 12，1 晚上：19:00～22:00

6.1.3 低电压产生的管理层面原因

1）供配电设施运维管理粗放。中低压供电设备台账不健全或更新不及时，网架和设备的基础性资料不完善。营销、配电、调度数据资源信息不能充分共享，变电站、线路、配电变压器（简称配变）和低压用户之间没有建立有效的联调管理机制，未依照季节性负荷情况和用电峰谷状况及时调整配变分接头位置和投切无功补偿设备，设备管理人员对设备运行状态和补偿效果不清楚、不了解、不掌握，对损坏或缺陷设备发现、处理、更换不及时。2）部分地区营销管理不精细。个别地区农村用户

报装接电管理较为松散，存在较大集中负荷接于公用配变用电或农村居民用户生产负荷报小用大的现象，造成配变过负荷低电压情况；配电台区管理人员对台区单相用户未均衡分配接入A、B、C相，大量农村用电负荷集中在农忙时节，如春耕秋收和排灌期间，用电负荷分布不均，造成配变低压侧用电负荷三相严重不平衡，导致重载相中后段用户低电压。

3）中低压配电网电压监测不全面。按照电压监测点一般配置要求，农村电网每百台配变设置1个电压监测点配置，城市电网每百台配变设置2个电压监测点进行配置。农村居民用户点多面广，客户端电压监测不全面；个别电压监测点代表性不强，依据监测数据难以准确掌握农村电压质量真实情况；配电台区监测、用户用电信息采集的运行和状态数据质量参差不齐、可用率低，通过系统性关联分析定位低电压问题原因难度大。

4）低压需求侧管理工作不到位。对用户用电性质

掌握不全面，对台区负荷发展的预见性不够，高峰负荷时造成台区配变过负荷运行，未得到有效监测和及时处理；对用户用电知识宣传不够，部分用户的户内线未根据实际用电负荷增长情况同步进行增容改造，超年限超负荷使用，线路老化严重，电压过低致使家用电器无法正常使用；对类似农产品加工的季节性负荷缺乏有效的调峰措施；对大负荷用户错峰用电宣传和引导不力，负荷过于集中，未能及时转移负荷，造成用户低电压问题。

6.1.4 低电压产生的技术层面原因）农村配电网供电能力不足。农村用电负荷相对城市负荷密度小，部分农村特别是丘陵、山区等地居民居住比较分散，变电站布点不足，缺乏合理规划，配变布点和线径配置凭经验，缺少必要的电压降落校验；个别新上或改造的配电台区设计时超合理负荷距供电，配变容量配置不足，低压线路供电半径大。2）中低压配电网电压调控能力弱。农村未改造的部分变电站中的无载调压主变压器还占据一定比例，高峰负荷期间无法保证10kV馈线出口电压质量；对长期存在低电压问题的中低压配电线路未加装自动调压装置。配变主要为无载调压型，调压范围基本为±2.5%或±5%，无载调压型配变因需要停电进行调压操作，一般只做季节性调整或不做调整，对于日负荷波动较大的配电台区无法满足电压调节频度技术需求。

3）无功补偿配置不足或不合理。农村用电负荷具有季节性和时段性波动特性，高峰负荷时几近满载或过载，低谷负荷时接近空载，对农村配电网各层级的无功补偿配置、调控能力提出较高的要求。农村电网无功电源建设严重滞后，普遍存在无功补偿容量不足或不合理等问题。部分地区对变电站无功补偿配置较为重视，10kV线路与配变无功补偿配置不科学，一般按照标准容量配置，装置的投运率和可用率较低，电网末端无功缺乏，所需无功功率由发电厂或上级变电站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。

4）农村配电网自动化和信息化程度低。农村电网电压无功在线监测与可控、能控和在控设备相对较少，通信网络建设也相对滞后，自动化和信息化基础薄弱，已有的监测和可控设备多为分散型和就地型，无法及时了解和掌握低电压问题情况、发生原因，无法实现电压无功多级联调和全局性优化控制，依靠运维人员的巡视、抽测等方式查找与解决处理问题的准确性和实时性差，中低压配电网规划、建设、改造方案的形成往往缺乏电网各层级的运行数据支撑和科学决策依据。

6.2 现有的治理措施介绍 6.2.1 综合治理管理措施）提升低压用户负荷需求管理。通过加强低压用户报装接电管理和强化营销数据分析，合理确定用户负荷装接容量，在营销业务系统中标注单相用户所接相别，统计分析分相用电量，辅之以现场测量，及时调整单相用户所接相别，控制低压配电网三相负荷不平衡度。结合用户用电信息采集或集抄系统建设，全面收集配变和低压用户用电负荷数据，并进行负荷特性分析，为中低压配电网规划、建设、改造及运行管理提供依据。对无法及时改造的低电压配电台区，实施用户错峰用电管理，引导和鼓励小型加工等较大负荷用户错峰用电。2）加强中低压供配电设施运维管理。建立健全中

低压供配电设备台账信息，严格遵照电压无功设备运行维护管理制度，及时处理电压无功设备存在缺陷，提高设备完好率和可用率；结合不同季节、不同时段负荷曲线和电压曲线，制定电压无功协调控制策略，确定配变分接位置，及时投退电压无功设备。

3）建立健全配电网低电压监测网络。构建城乡配

电网电压质量监测网络和管理平台，在还未普及智能配电台区和用户用电信息采集系统建设的区域，增加电压监测点数量，加强电压监测仪日常维护和检查，发现运行异常的监测仪及时进行维修或更换；依据低压用户典型日电压波动规律，不定期开展“低电压”情况普查和抽查，跟踪低电压事件处理过程，及时有效解决低电压问题。

6.2.2 综合治理技术措施

3方面问题，即电网运维管控问题、设备配置问题和电网结构问题。可采取的技术手段主要包括优化控制、建设模式和评估决策等，具体分析见图1。随着大数据时代 的来临，数据、信息成为电力

图1 低电压产生原因分类及综合治理技术手段

Fig.1 Classification of causes of low voltage problem and its

comprehensive treatment measures 行业创新发展的最重要构成元素，数据将成为电网规划、设计、建设、改造、运维管理相关科学决策的重要基础。国家电网公司企业级大数据平台建设已初见成效，依据颁布的《关于应用用电信息采集系统开展用户电压数据采集的指导意见》，正加快推进用电信息采集系统建设和配变、典型低压用户的电压数据采集，推进营配贯通和信息化建设，实现信息资源共享，为中低压配电网建设、改造、运维控制提供了基础条件［8-10］。

6.2.1 优化控制技术

1）配电网电压无功优化控制。结合变电站、中压线路、配电台区中可控设备的运行状态，综合利用现代通信技术、计算机技术、自动控制技术以及短期负荷或超短期负荷预测技术，实现同层的多项和不同层的多级电压无功协调控制。配电网电压无功优化控制对降低网络综合损耗、提高电压合格率、提升经济运行水平以及为用户提供优质电能的意义重大。

2）自适应负荷有载调压。配电网有载调压包括变

电站层级的有载调压主变压器、中压馈线层级的线路自动调压器、配电台区层级的有载调压配变以及低电压补偿装置等，可通过智能控制部分判断输出电压值与基准电压值的偏差，如大于允许范围并延续一定时间后，控制有载分接开关调节输出电压；低电压补偿装置可直接串联在低压线路中，通过自动跟踪电网电压调节升压幅度，保障低压用户电压质量。

3）低压负荷在线换相。在配电台区合理配置适量 的低压负荷在线自动换相装置，通过综合控制终端实时监测配变低压侧三相电流不平衡情况，进行分析、判断、优化计算，发出最优换相控制指令，按照设定的换相流程执行换相操作，实现带载情况下用电负荷的相序调整，A、B、C 三相负荷平衡分配，解决三相负荷严重 不平衡造成的重载相低电压问题。

6.2.2 建设模式应用技术

1）单三相混合供电模式。针对不同用电性质、负荷大小、用户/区块分布情况，在一个供电区域内采用单相配变与三相变压器混合进行供电的配电方式，使中压线路深入负荷中心减少低压线路的综合损耗。

2）3 5 k V 配 电 模 式。包 括 3 5 k V 线 路 轻 型 化 和35～0.4kV变配电集成化设计2部分。按照10kV电压等级线路的标准优化设计35kV线路，降低线路造价，提高远距离供电能力；按照10/0.4kV配电台区模式集成化设计35/10/0.4kV配电变电站、35/0.4kV直配台区，大幅度降 低变配电环节造价，保障用户供电可靠性和供电质量。

3）智能配电台区建设模式。从配变到用户的供电区域，应用智能配变终端、智能电能表等设备，以及通信、信息等技术手段，实现供用电的综合监控、管理与双向互动功能，并具有“信息化、自动化、互动化”的智能化特征。

6.2.3 评估决策技术

1）配电网优化规划技术。在配电网网架参数和运行数据分析及负荷增长预测的基础上，以满足未来用户容量和电能质量要求为目标，寻求一个最优或次优的设备选型、容量配置、接线模式、馈线回路数量方案作为规划、建设与改造方案，使建设投资、运行维护、综合损耗及可靠性损失费用之和最小。2）供电能力在线评估技术。针对中低压配电网设

备拓扑关系和运行数据进行潮流分析，分析当前电网供电的健康程度和供电能力水平，修改相应设备属性、调节相应负荷，仿真分析在不同负荷特性下的供电能力变化情况，仿真评估电网运行指标情况。

3）低电压在线治理仿真和辅助决策支持技术。依据各监测点的电能质量指标进行判断与决策，其顺序为：用户层监测点电压—配电台区低压侧监测点电压—中压线路监测点电压—变电站母线监测点电压，针对低电压改变电网设备参数实施仿真治理并给出效果分析对比，为实际低电压治理工作提供决策支持。

6.3 含储能装置的低电压治理方法

(1)电池模型

电池储能系统主要由电池组和变流器两部分组成，首先介绍电池模型的研究 现状。电池模型是用来描述电池工作时的电压特性与电池工作电流、荷电状态等 参数间的数学关系，为电池内部状态与外部特性之间架起一座桥梁。目前国内外 的学者已经建立了多种单体电池模型，并逐步开展对串并联电池组模型的研究。比较常见的电池动态模型有电气模型、电化学模型和神经网络模型【21。

1)电气模型

电气模型(即等效电路模型)是指电池的等效电路由电气元件组成，包括电

容、电感、电阻、电压源和电流源等。电气模型使用了电气元件，可以结合电路

进行仿真分析，模拟电池的动态工作特性，计算结果也可以通过数学关系式来表 示，因此多用于电池特性的仿真与分析。此外，电气模型还可以根据模型的精确

度要求选择电气模型的复杂程度。2)电化学模型

电化学模型是根据电池内部的电化学反应机理，采用数学方法描述这一复杂 过程，可以较全面的反应电池的动态工况。该模型多用于电池结构的优化，最经 典的模型是Peukert方程，反应电池的可用电量与放电电流的关系。不过这类模型 往往结构复杂，并且模型参数与电池的材料、重量、形状等关联，不易计算，在 电池储能系统模型中很少见到。Peukert方程如公式(1．1)所示：

Ip×t=constant 理单元相互连接而形成复杂的网络系统，在系统辨别、模式辨别和智能控制领域 应用较多。由于电池工作过程中的物理和化学变化难以准确描述，一些学者提出 了用于研究电池动态性能的神经网络方法。文献【3】建立的电池神经网络模型，利 用神经元代替状态变量，从而可以更好的估算电池的放电终止状态，具有较高的 精度。文献【4】利用电池神经网络模型来预测电池在充放电过程中的表面温度变化，并通过设定的算法进行训练，最终实现对锂电池表面温度的预测。神经网络模型 的不足是模型准确性与样本电池的训练数据与训练方法密切相关，选择不当会造 成很大的误差，因此适用范围比较窄，很少应用于电池储能系统模型之中。(2)整流器模型

由于电池组的电压等级经常与配电网交流电压等级不匹配，因此需要变流器 来连接电池组与电网侧，进行电压匹配、充放电功率控制以及电压隔离。根据当 下储能技术的发展现状和要求，电池储能的变流器需要实现功率的双向流动、低 谐波污染和高功率因数，并且可以控制电池组的充放电。本文进行的是仿真实验 研究，忽略了变流器实际工作中对配电网电能质量的影响，选择电池组与PWM整 流器配合组成电池储能系统，目的是简化变流器模型，提高仿真速度。

1．2．2电池储能系统对配电网电压的影响

配电网系统的主要职能是进行电能输送时的分配工作，主要由架空线与电缆、配电变压器、隔离开关以及接入用户的设备组成，一般根据电压等缘分为高压／中

压／f氐压配电网三种。配电网按照接线方式进行分类的话，主要有树干式／放射式和 环网式三种，根据对供电可靠性的不同要求选择不同的接线方式。在储能系统接入配电网的仿真研究中，常见的低压配电网模型有以下3种

图1．1所示配电网结构比较简洁，馈线上的节点也比较少，系统的具体参数容 易得到，因此适合用于不太复杂的电力系统研究与仿真。

图1—2所示配电网共有33个节点，配电网结构较为复杂，在储能系统优化配 置研究领域经常选择该配电网进行仿真研究，本文在最优化模型的仿真环节采用 的便是IEEE33节点的配电网结构图。

图1．3所示为欧洲标准低压配电网模型(A benchmarklow voltage microgrid network)，该模型最大的优点是适用于分布式配电网的仿真分析和研究，因为配电 网络包含实际工程的主要技术特征，并合理的省掉了其中繁琐的部分，可以保证 配电网的建模与仿真过程顺利和有效进行。

电池储能系统接入配电网后改变了配电网的潮流分布，对配电网的电压分布 带来重大影响，国内外的学者对该方面的研究有很多，例如：

文献【5】以双母线模型为例，讨论了储能系统接入配电网后对电压分布的影响，不过由于没有进行含多个节点的放射状配电网电压分布表达式研究，文章讨论内 容仅适用于只含单个储能系统的配电网。

文献[6】从电网的短路比和刚性率两方面入手，分析了储能系统对配电网电压 质量的影响，同时提出了在短路容量大、用户负荷集中的城市应该重点考虑逆变 型的储能系统和分布式电源。

文献[7]研究了储能系统不同的接入位置和接入容量对配电网系统电压和线路 损耗的不同影响，同时采用前推回代的潮流计算方法展开配电网电压和网损的计 算，从而评估储能系统的使用效果。

通过文献的查阅可以得出，电池储能系统接入配电网会对配电网的电压分布造成 较大影响。接入容量和接入位置合适时，改善了配电网的电压分布；接入不 合适时，会引起某些节点的电压越限，对系统的安全稳定运行造成影响。因此在 讨论储能系统优化配置时，应该重点考虑配电网电压分布的变化，因此本文将电 压偏移作为优化配置研究的目标之一。

6.3.4储能系统接入对配电网的影响

配电网作为电力系统的末端直接与用户相连，对系统供电的可靠性、电能的 质量和成本有很大影响，因此保证配电环节的安全稳定运行是重中之重。我国的 传统配电网都是指向负荷的单向潮流模式，但随着对分布式发电技术的深入研究，越来越多的电池储能系统接入到配电网之中，传统配电网逐渐升级为主动配电网，渐升级为主动配电网，馈线中电流的流动方向和节点的电压分布都会随之发生变化。但是如果电池储能的接入位置不合理，或者配置的电池容量过大，可能会引 起逆向潮流，功率发生逆向传输，造成配电网中个别节点的电压抬升效果过大而 引起电压越限现象，对配电网的安全稳定运行造成影响。因此，为了保证配电网 系统电压质量的可靠性，需要研究电池储能系统对配电网电压分布的影响。本章 首先罗列电池储能系统对配电网的主要影响，然后选择电池储能对配电网电压分 布的影响为研究内容，理论理论计算电池储能系统对的影响，然后选择具体的配 电网模型进行仿真分析，并得到电池储能系统接入位置的选择方法

(1)储能系统对配电网的主要影响

储能系统即可以作为各种分布式发电单元的储能模块，也可以作为电源直接 接入配电网之中。随着储能技术的提高，各种类型储能的成本均开始不断降低，同时主动配电网的研究也逐渐成熟，电力市场的公平竞争也慢慢得到完善，因此将有越来越多的储能系统接入到配电网。储能系统可以降低配电端用户的负载峰 值，改善电网的电压水平，减少电路损耗等，但储能系统的接入同时也改变了电 网中的潮流分布，这会对传统配电网结构带来冲击。这里介绍一下储能系统带给 配电网的主要影响【23】：

1)电压分布

配电网中的潮流会在线路上引起电压损耗，传统的树状配电网中潮流由母线 向负载流动，节点上的电压也是依次降低。电池储能系统接到配电网之后，影响 了电网中原来的潮流方向与大小，馈线上各节点的电压也因此发生了变化。储能 系统接入配电网的位置和容量对电压分布的影响是不同的，具体的分析在小节4．3 中详细讨论。

2)电网损耗

低压配电网的电压等级比较低，馈线中的电流比较大，因此会产生比较大的

电网损耗。储能系统接入配电网之后，影响了电网的潮流分布，必然也会对电网损耗带来影响，储能系统不同的接入位置和接入容量带来的网损变化是不同的。

一般来说，在配电网中接入小容量的储能系统(配电网可以完全的“吸收’’)，可 以减小配电网的网络损耗，带来一定的经济效益；但接入的储能容量过大时，有 可能增大配电网的网络损耗。

3)继电保护模块

储能系统接入配电网之前，继电保护模块都是根据传统的单源辐射状结构设 计的，采用的是比较简单的速断和过流方法。接入储能之后，配电网的结构不再

是单电源的辐射结构，对原有的继电保护造成巨大的影响：如果电池组接入在电网故障点与继电保护之间，故障电流在电池组的作用下减小，引起保护拒动；如

果与电池组相邻的支路发生故障，电池组会产生反向的电流，若该电流大于故障 支路的保护动作电流，就会引起继电保护的误动。因此接入储能系统的配电网，一定要对继电保护进行重新设定。

4)电能质量

储能系统接入配电网后，可以一定程度的改善配电网的电能质量，例如抬高

配电网馈线上的节点电压，使它们接近了额定的电压值，同时降低了电网损耗，提高了配电网系统中用电设备的寿命和效率。同时在系统负荷快速增大的时候，可以通过接入电池仓储能系统来降低系统故障的概率，提高了配电网的稳定性。不过由于储能系统需要与变流器连接后接入电网，电力电子器件会带给配电网大 量的高次谐波，从而污染了电网系统。

5)电网系统可靠性

储能系统接入配电网后有可能提高系统的可靠性，也有可能降低电网的可靠 性。储能系统为接入点附近的负荷提供电能，降低输配电线路的负荷压力，增加

系统的输电裕度，提高电网供电的可靠性；当电网系统电源发生故障时储能系统可以继续为客户提供电能，提高电网系统的稳定性。不过储能系统接入配电网后

对原来的继电保护带来影响，如果二者配合不当可能造成电闸的误动或者拒动，降低电网系统的可靠性.6.3.5．理论分析储能系统对配电网电压分布的影响

析储能系统接入配电网后的电压分布时，需要对配电网进行一定的简化处

理。配电网中的负载有多种类型，依次描述每个负载不容易做到，因此将它们简化为静态恒功率模型。文献【24】提出了含储能系统的配电网的节点电压计算方法，以馈线为基本单位进行主动配电网的潮流计算，然后单独进行储能系统作用下的压数值，最后采用叠加原理进行整理，得到配电网中接入储能系统后各节点电压的最终结果。进行配电网各节点的电压计算，可以构建一个如图4．3所示的简单主动配电 网，为了更方便的表示配电网各节点的电压特性，将馈线中的每个集中负载作为一个节点进行编号【251，并假设馈线中有N个节点，各个节点间的线路阻抗均为

州X各个负载的功率均匀分布在线路各点，数值为￡斗j Q，接入配电网的储能系统的功率为只。

以图4—1所示简单配电网为例，在系统电源单独作用时，线路中任意-『点的电 压降为：

以图4—1所示简单配电网为例，在系统电源单独作用时，线路中任意-『点的电 压降为：

其中指的是点J之前的等效负荷带来的电压差，+指的是点j『之后的

等效负荷带来的电压差。由公式(4—1)和(4．2)得到配电网传输线上的电压降为：

在储能系统电源单独作用进行计算时，可以将系统电源进行短路处理【261。由 于配电网的线路阻抗比负载小很多，所以储能系统对配电网各节点电压的影响主

要在储能系统与系统电源之间；对接入点之后的各个节点来说，储能系统的接入可能会造成各点电压的抬高。因此节点J的电压降落为(4—5)与(4-6)，负号表示分布 式电源对节点处的电压降的作用为负。

然后根据叠加定理，计算配电网中任意J点处接入储能系统后出现的电压降 为：

从公式(4—7)和(4．8)可以看出配电网中接入储能系统后，节点7之前支路的电压 损耗均减少，但对节点，之后支路的电压损耗几乎没有影响。不过由于储能系统接 入点处的电压被太高，这点之后的各点电压也有所提高，因此整个电网的节点电

压都会获得提升。设该简单主动配电网的端电压为“，那么线路中任一，点的电压如公式(4．9)和公式H—lo)所示：

由公式(4．9)和公式(4．10)可以看出，储能系统的接入点位置对配电网电压分布 存在一定的的影响。接入电池储能的节点电压首先被抬高，其余节点距离储能接 入点的电气距离越远，线路阻抗越大，节点电压的抬升效果越弱。

由公式件9)和公式件10)还可以得到电池储能配置的容量对配电网电压分布

有很大的影响，电池储能可以抬高配电网各个节点的电压值，改善馈线的电压分 布水平。电池储能配置的容量越大，抬升效果越明显，但如果配置的容量过大的 话，一些节点的电压可能出现越限

文献【27】指出，当储能系统接入接入位置选择不合理时，造成电流的逆向流动，从而在某个节点(位于0．j之间)形成功率分点G。沿着电流逆向流动的方向，由

O节点到G节点上的电压降低，由G节点到节点f的电压提升，而从f节点到配电网最后节点N，各节点电压随电流流动方向降低。因此需要合理的选择电池储能 的接入位置。因此必须限制储能系统的容量，优化接入位置，否则可能出现节点 电压过高的现象，对配电网的安全稳定运行造成影响。6.3.6储能系统接入配电网的优化配置

由第4章的分析得到电池储能不同的配置容量和接入节点对配电网电压分布 的影响效果不同，为了保证电池储能的接入效果，需要进行储能系统的节点选择 和容量优化配置。

（1）储能接入节点的选择

配电网的节点电压分布情况来分布储能节点，接入点的选择思路是将储能接入到馈线节点电压最低处，抬升系统电压的最小值，改善电压分布质量，满足配电网的运行要求。

如果储能的数量比较少，可以利用“穷举法”来选择储能接入的最佳位置，判断的标准根据具体算例来确定

果配电网中含有分布式电源的话，可以按照分布式电源的节点来分布储能

节点，目的是利用储能来缓和分布式电源的随机性和波动性带给配电网的不良影响。（2）储能接入容量优化配置

电池储能的容量优化配置是一个非线性的多目标规划问题，可以选择电压可

靠性、配电网损耗、经济效益等不同角度进行优化配置建模，目的是在约束条件 的范围内使配电网的技术指标和经济效益得到优化，保证配电网的安全、稳定和

经济运行。本文从配电网电压偏移和电网损耗两个角度出发建立电池储能的容量 优化配置模型。

6.4工程示范案例介绍

6.4.1 试点基本情况

某供电公司10kV农用线供电半径为24.594km，配 变 5 4 台。主 要 以 农 村 生 产、生 活 用 电 为 主，呈 现出 季 节 性 高 负 荷（春 节、迎 峰 度 夏）和 日 早、晚 高峰 负 荷 等 明 显 特 征，线 路 末 端 电 压 偏 低，线 路 功 率因 数 偏 低，用 户 低 电 压 现 象 比 较 严 重，具 体 情 况 见表2。

表2 馈线低电压治理前电压情况表

Tab.2 Voltage before the governance of feeder low voltage problem

馈线名称 供电半径/km 配变数量

/台 高峰期末端 电压/kV

10kV农用线 24.594 54 9.51 6.4.2 低电压现状分析

本文采用专门针对低电压综合治理研发的“电能质量监控与辅助管理决策支持平台”系统，主要包括电能质量监测、统计、治理和辅助决策支持等功能模块，实施低电压在线治理仿真和辅助决策支持。10kV农用线低电压问题现状分析与辅助决策支持情况，具体见图2。

图2 低电压问题现状分析与辅助决策支持

Fig.2 Status analysis and decision support of low voltage problem 6.4.3 低电压治理效果

依据低电压综合治理试点区域基本情况和问题现状分析，采用提出的辅助决策支持策略进行低电压治理仿真，治理前后效果分析见图3。

图3 低电压仿真治理效果对比分析

Fig.3 Comparison and analysis of governance effect of low voltage