电压质量是电能质量的重要指标之一,电压质量对电力系统的安全运行,保护用户安全生产以及电气设备的安全与寿命,有重要的影响。随着经济社会的发展,我国输电网和城市配电网得到了长足的发展,其供电质量和供电可靠性也不断提高,但是受体制、投资等原因的限制,我国农村配电网的发展相对滞后,农村配电网电压质量不合格问题突出,已经严重影响到用户用电设备的正常运行。
本文针对农网电压质量问题,分析了影响农村配电网电压质量的影响因素,介绍了目前我国为改善农网电压质量采取的措施,分析串补技术对改善农网线路电压质量的基本原理,利用PSASP仿真软件建立了宁夏某实际农村配电网线路,仿真分析了串补技术对于改善农村配电网电压质量、线路输送容量的效果。
1 影响农网电压质量的因素
农村配电网主要是10kV和6kV,其网络规模巨大,负荷情况复杂。目前影响农村配电网电压质量的主要因素是:
(1)网架相对薄弱,布局不合理,供电半径长,设备老化,造成线路的电压损耗进一步加大,当负荷较重时,往往线路末端电压严重偏低。
(2)农网配电变压器数量多、地域分散,农网负荷峰谷差大,季节性强,用户负荷小和功率因数低导致农网送电效率低和电能质量差。
(3)农网部分线路带有大容量的电动机,由于其设施不够先进,大量电动机启停造成农网线路电压跌落。除了以上原因外,农网建设资金短缺,改造速度慢,农网管理体制等因素也是造成农网电压质量差的原因。
2 改善农网电压质量的措施
针对农网线路末端电压低的问题,单纯从技术角度考虑,目前可采取的主要措施有改变变压器分接头位置、更换线径更大导线或增加电源点和采用分散式并联无功补偿装置。第一种方法最容易实现,但是该方法调节范围有限,在实际调节中,由于变压器位置分散,现场实际调节困难;第二种方法投资费用高;第三种方法是目前国内改善农网电压问题比较常用的一种方法,在提高功率因数,降低线损等方面起到了明显的作用。但是目前普通开关型并联电容器补偿装置存在开关动作频繁,响应速度慢、维护量大、使用寿命短以及补偿精度差等问题,同时存在线路重载时,无功补偿量低,电压提升效果不明显,线路轻载时线路电压又过高的问题。虽然近几年以电力电子技术为基础的SVC、STATCOM等无功补偿装备发展迅速,但是其设备价格高,维护率高,也未能在农网中大规模应用。
除了上述3种措施外,还有一种措施是在线路中串联电容器,它对改善辐射状配电线路沿线电压分布、减小电压跌落及提高线路输送容量具有明显的作用。目前在线路中串联电容器技术在国内外高压输电线路得到了广泛应用,在国外欧美国家低压配电网也得到了一定的应用,但是该技术在国内农村配电网的应用极少,因此本文研究分析串补技术改善农网电压质量的效果。