富含小水电的山区配电网电压调控策略研究.docx

小水电2012年第6期(总第168期)技术交流

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富含小水电的山区配电网电压调控策略研究

陈小明1黄春艳2黄慧1李劲

(1.广东电网公司韶关供电局广东韶关512028;2.广州市奔流电力科技有限公司广东广州510640)

【摘要】由于农村配电网网架薄弱，小水电开发近乎无序，加上无功电压调控策略的不适应，山区电网的电压调控面临着很大的困难；特别是在丰水季节，配电网电压普遍偏高，严重威胁着电网及用户的安全。就山区电网电压调控困难的原因进行机理分析，提出几种解决思路和对策，并探讨各种对策的可行性。图2幅。

【关键词】南方山区配电网电压调控分析

0引言

我国南方山区的配电网由于富含分布式小水电资源，其送端与受端交替运行的特性与城市配电网纯受端运行的情况有很大的不同，从而形成了无功电压调控方面特有的现象——季节性的电压整体偏高。电压质量是电力系统电能质量的重要指标之一，电力系统的电压如果波动过大，不但会直接影响电气设备的性能，而且还将给系统稳定、安全运行带来困难，甚至引起系统电压崩溃，造成大面积停电。长期以来，人们对电压问题的关注往往集中于由于无功缺乏而造成的受端电压偏低和有功损耗偏高的方面[1];但广泛的山区配电网受地区小水电等分布式电源的大量接入以及负荷峰谷差异大等运行特性的影响，电压普遍高于允许范围上限值，对电气设备的安全运行造成很大的威胁。这些问题近两年开始引起越来越多的关注[1-3]。

尽管山区供电部门在电压调控方面做了大量的努力，然而由于配电网网架参数和功率经常呈现倒流的特点，决定了富含小水电的配电网经常出现末端电压高于变电站母线电压的情况。

1山区电网的典型电压分布状况

以广东省韶关地区配电网为例，典型的电压分

收稿日期：2012-08-27

作者简介：陈小明(1981-),男，工程师，主要从事电力系统规划研究工作。Email:sggdj2006@126.com

布趋势如下：

1)夏大方式，全网电压基本正常，或者部分末端用户电压偏低。

2)夏小方式，全网电压略微偏高。

3)夏枯大方式，全网电压偏低。

4)夏枯小方式，全网电压正常。

5)夏丰大和夏丰小方式，均有大量电力倒流，全网电压高。

6)冬大方式，全网电压基本正常。

7)冬小方式，全网电压高。

某县44条配电线路2011年1月份和7月份电压合格率统计的分布结果如下(见图1)。

线路条数

图1馈线电压质量统计分布

显然，无论夏天还是冬天，电压偏高的问题都远比电压偏低的问题突出。7月份是夏大季节，与1月份冬小季节相比，偏高率超过80%的极端偏高

技术交流SMALLHYDROPOWER2012No6,TotalNo168

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现象更严重，这与7月份丰水季节大量小水电倒送功率到变电站有非常密切的关系。

电压偏低通常可以结合各种容性无功补偿而得到改善，但是配电网负荷电压偏高如果采用低压感性无功补偿来解决，会遇到设备防盗等管理问题。为此，一般通过加强水电机组力率考核，将功率因数提高至0.98的手段，以严格控制机组上网无功，减少无功长距离输送，在源头上削弱无功输出。同时，考虑在变电站投入适量并联电抗器以维持母线正常电压水平。但是这些手段对解决电压高的问题效果仍然不明显。

2配电网电压偏高的机理分析

对于电网元件，其电压损耗是

△V=(PR+QX)/V(1)

Vs=Ve+△V(2)

式中，P和Q分别是元件上流过的有功功率和无功功率，V是施加在元件上的电压幅值，R和X分别是元件的阻抗值，Vs和VE分别为首端电压和末端电压。

对于受端型配电网，功率是由变电站送出到各负荷点的，则电压降落的方向是由变电站指向线路，因此负荷点电压VE比变电站端电压Vs要低，越远的越低，负荷越重也越低。但当配电线路末端存在电源时，P和Q将出现倒流(负值),假如小电源的功率一直倒送到变电站，则由式(1)和式(2)可知，线路末端将比变电站端高出一个电压差△V,P或者Q越大，则△V负值越大，因此越靠近小电源的负荷点电压越高，变电站母线反而电压越低。

一般来说，山区配