农村电网电压降落的影响因素分析

2022-09-12

随着农村经济快速发展, 农村电力需求迅速增长, 上升到供电质量的要求。针对当前农村“低电压”问题, 根据线路和变压器电压降模型, 从负载大小、载荷分布、线路类型、线路长度, 类型的配电变压器, 功率因数和三相不平衡等, 在农村低压电网电压降的影响因素进行了定量分析。相关结论将有助于分析低电压的原因, 提出了治理低电压的有效措施。

1 配电网电压降落及其影响因素

1.1 电压降落原因计算

图1为单电源集中负荷供电线路, 其中:为线路首段和末端母线电压;为线路末端负荷功率;Z=R+j X为线路阻抗。

线路首末端电压降落为:

设上式改写为:

线路首端电压为

和的关系可以利用电压相量图分析, 见图2。

一般电力系统中, U2+DU远远大于δU, 即:

电压降落可写为:

若考虑分布式电源, 单电源系统会成为双端电源系统或多电源系统, 对于供电线路的电压水平会有较大影响。

1.2 电压降落影响因素

由式 (5) 可知, 电压降落影响因素包括负荷有功功率P、无功功率Q、线路电阻R、线路电抗X以及负荷点电压U2, 即接入负荷点电压、负荷功率以及供电线路参数。

不同的网格, 通常不符合XR的分销网络。配电线路的R/X较大, 水平的降低电压和线部分, 每个阶段线导体电阻R增加很多, 低压配电网中的R>X使用绝缘线包, RX, X的影响可以忽略的分销网络, 线路电阻的电压降的重要影响因素。设φ为配电网中功率因数角, 则:

式中:S为视在功率, k VA。

由式 (6) 可知, 当时, P>Q, 此时P对电压降落的影响较大。

式 (6) 代入 (5) 中有:

低压绝缘导线束的截面一般在50mm2及以下, 由于低压绝缘导线束的电气特征, 故电压降落为:

可见, 考虑分布式电源的有功支撑能力, 存在分布式电源的有功就地平衡, 可以减小由于有功功率传输造成的电压跌落。

2 ETAP仿真模型

2.1 模型建立

为了分析农村低电压电源低电压问题, 影响因素和影响程度的发育阶段采用软件建立电路模型。每个元素的模型参数设置如下。等效网络:U1 10 kv平衡节点短路容量是2 mva, X/R=10。T1:双绕组变压器额定容量100 kva, 一侧的额定电压10 KV额定电压0.4 KV, 二次侧短路阻抗百分比=4, X/R=1.5, 水龙头自动调压功能。CB1和CB2低压断路器。BUS1 10KV母线, BUS2电力供应方面0.4 KV母线, BUS101, BUS102BUS103, BUS104, BUS105横向负载0.4 KV母线。L101, , , L103、L104 L105载重线, 线参数是:单位电阻Ω (温度20℃) 2.742/公里, 3.35Ω/公里 (温度75℃) , 单位电抗值0.382Ω/公里, 为铝导体, 导体材料线横截面积是16.8。LUMP105LUMP101~等效负载, 负载视在功率10 kva, 80%的功率因数。

2.2 有功功率变化模型

分析影响线路的有功功率电压水平, 系统运行在每一行的长度0.20公里, 每一行负载有功负载, 负载大小2千瓦, 4千瓦, 6千瓦分别8 kw, 10千瓦, 100%的功率因数。当线路有功功率变化在2~10千瓦, 年底和线电压的范围99.55%~99.09%。

2.3 无功功率变化模型

为了分析线路无功电压水平, 仿真实验的影响分为两个部分。第一部分, 系统运行关系图线长0.20公里, 支线有功负载设置为0千瓦, 无功负载大小2千乏, 4千乏, 6千伏分别8千伏, 10千乏。当分支线路有功功率 (0) 千瓦, 线条之间的无功功率2~10千伏变化, 线电压的99.75%~100.16%的范围。

3 应用实例及建议

3.1 应用实例

2012年~2015年, 该省已实施了35建设农村家庭光伏发电系统。20乡村别墅门、家用光伏5.25千瓦;普通住宅15单元, 家庭光伏3.43千瓦, 个人家庭光伏6.86千瓦。所有实现并行操作在2015年6月, 在一段时间可以发挥积极作用的农村电网和低电压问题。不仅有电网电压调节的功能, 家用光伏分布式电网功率可以实现电源加热在冬天和夏天, 实现热电联产的目标。

3.2 建议

根据农村电网的分布式电源低电压控制的作用的分析, 可以采用的方法访问分布式电网的电压调整。主要问题是分布式电源, 特别是可再生能源分布式发电系统受到环境的影响敏感, 不容易控制, 将对电网的稳定性产生负面影响。因此, 为了有效利用分布式电源有利的因素, 建议采取以下措施。

3.2.1 采用多种互补能源的混合供电系统

根据农村电网地区的资源, 采取各种形式的分布式发电的技术和经济性能指标更好的供电方案, 形成各种各样的补充能源的地区特征混合供电系统。

3.2.2 建设实现协调控制的微电网技术体系

在当地农村电网, 实现可靠的控制电压, 需要建立一个微电网的运行机制和控制策略集成控制在当地力量平衡的问题。

4 结束语

持续改进的电力用户对电能质量的要求, 农村“低电压”问题已经影响到供电企业的操作, 本文分析和研究分布式电源在农村低压电网的控制的作用。1) 分布式电源接入位置不同, 不同的低电压治理效果。访问点附近的线, 线越长, 低电压控制, 更明显的效果。2) 通过三相电源功率调节和控制, 有助于消除三相不平衡的力量, 能够解决低由于三相电压不平衡的问题。

摘要：我国随着经济的快速发展, 建设农村发展非常迅速, 能源消耗越来越大。农村电力负载分散和远离源, 明显的季节性, 峰谷负荷差大, 长长的队伍, 线部分, 无功补偿主要集中在高、中压配电网, 低压配电网补偿是少, 缺少0.4 kV线路调压措施, 当负载变化较大, 很难保证最终低压用户电压水平。在此基础上, 分析了农村电网电压降的影响因素, 并提出相应的解决措施。

关键词：农村电网,电压降落,影响因素