许永

摘要：近年来，农村电网负荷持续攀升，用户在用电高峰期用电时出现的“马力不足”“低电压”问题日益凸显。为适应新时代供电企业优化营商环境的工作要求，以电压质量、优质服务、供电可靠性为抓手，抓牢“三基”、全面推进“低电压”常态化综合治理，逐步解决“低电压”问题，实现提升用户电压合格率、公变出口电压合格率的目标，公司员工通过反复推敲，提出“低电压”治理五步工作法，率先赢得了客户赞誉，提高了企业效益。基于此，本篇文章对基于增强鲁棒性的农网低电压解决措施进行研究，以供参考。

关键词：增强鲁棒性;农网;低电压;解决措施

配电网络尤其是农村低压配电网络长期存在“低电压”问题。各地供电企业都在通过各种措施查找原因，再采取有针对性的对策提升配电网末端电压。电压是衡量电能质量的关键指标之一。根据《电能质量供电电压偏差》（GB/T12325-2008）相关规定：20kV及以下三相供电电压允许偏差范围为-7%～7%，220V单相供电电压允许偏差范围为-10%～7%，当电压值的偏差超出这个范围，则表示电能质量出现问题，其中以“低电压”问题尤为突出。

一、研究背景

农网低电压的鲁棒性衡量了网络对外界干扰（如蓄意攻击或随机故障）的响应能力，在这种变化下（移除部分节点或边）保持其功能的网络被认为比不能保持其功能的网络更加鲁棒。大量的研究已经证实，重连机制是一种简单且有效的方式，常用于调整网络的拓扑结构以提高网络的鲁棒性。重连机制，即受影响的节点与故障节点断开连接，并以特定的概率连接到另外一个非故障节点。大量重连机制用于提高网络的鲁棒性。基于0阶零模型的重连机制，通过对边随机删除和创建操作，提高网络的鲁棒性。尽管基于0阶零模型的重连机制保持了网络的边数，但会引起节点的度值发生变化，如基于香农熵的重连算法。基于1阶零模型的重连机制通过随机选择两条边进行重连操作，以提高网络的鲁棒性。尽管保持了网络的分布不变，但随機选边难以准确找到合适的节点，增加了算法的时间复杂度，如基于最大连通分支的重连算法。

二、低电压成因分析

（一）低压供电半径过长

低压供电半径过长是引起配电网低电压问题的主要原因之一。由于农村配电网分布范围广且较为分散，低电压问题在配电网中并不具有整体性，只是配电网中一个或几个较远分支用户出现低电压，且随着供电距离的增加，线路损耗问题也越来越严重，电压降明显，低电压问题就越突出。

（二）10kV线路末端电压低

在农村配电网系统中，受上级电源点配置不足的影响，不仅增加了10kV线路供电半径，同时还会引起10kV线路末端电压低。据该局相关数据统计，10kV中压线路共347条，所涉线路的平均长度为6.02km，比中压线路的规定供电半径还要长1.02km，直接引起的后果就是，线路末端或分支上的配变电压过低，影响供电质量。

三、基于增强鲁棒性的农网低电压解决措施研究

（一）开展“低电压”治理

回头看常态管理，虽然通过运维加工程治理的策略，消除了“低电压”，但是随着线路负荷、运行年限、环境的变化，季节性“低电压”问题依然突出，随着居民生活水平不断提高，农村地区大功率用电设备逐年猛增，每年的夏、冬两季短时“低电压”问题依然存在。精准立项，保证项目的准确性、针对性和可实施性。通过对“低电压”问题成因进行分析，结合“小容量、密布点、短半径”原则，建立“低电压”治理项目储备，剖析中低压结构问题、针对配变户均容量、供电半径等重点数据，从根本上解决“低电压”问题。闭环管理，针对所有用户、台区出现“低电压”的情况，严格执行问题闭环管理机制，根据PDCA循环法则，做到发现一处，治理一处，归档一处，确保治理过程中不遗漏问题用户或台区。

（二）限制圆特性及控制策略

综合电流限制圆特性和电压限制圆特性的分析，可以得出农网末端的电网模型运行在限制因素下的几何特性为：

由（1）式所描述的电流限制圆特性区域与由 （2）式所描述的电压限制圆特性区域的交集（如图1所示），即该区域为电网正常运行的可运行区域，而其他区域则为非正常区域。显然，可运行区域的大小影响着低电压解决措施应对电网波动的能力，直接决定着解决措施鲁棒性的强弱。

因此，为了有效解决农网低电压问题，就应借助电流电压限制圆特性，确定针对解决农网低电压问题且符合电网限制要求的电网运行电压Ug的大小，使得电网的可运行范围增大，应对电网波动的性能得到改善，最终达到增大解决措施应用范围的目的，切实增强解决措施的鲁棒性。首先分析Ug的变化对外圆的影响，三种不同Ug情况下的对比示意图（如图2所示）。结合图形分析不难得出，Ug逐渐增大，外圆的圆心将在纵轴的负半轴向下移动，如图中所示3种情况的a，b，c点，三种情况下所对应的外圆为圆1，2，3，在仅考虑外圆和电流限制圆的情况下，电网可运行区域为外圆内部区域与电流限制圆内部区域的交集，显然，从图2中可以看出Ug的变化对该交集区域的变化并不是很大。

接下来分析Ug的变化对内圆的影响，电网最终的可运行区域是在上面仅考虑外圆和电流限制圆的情况下，再结合考虑内圆的限制，即外圆和电流圆交集区域再与内圆外部的交集区域。同理，三种不Ug情况下的对比示意图（如图3所示）。

同样，Ug逐渐增大，内圆的圆心将在纵轴的负半轴向下移动，如图中所示三种情况的a，b，c点，所对应的圆分别为圆1，2，3，随着圆心的下移，内圆也整体随着下移，那么将会导致最终的可运行区域增大。但是当内圆继续下移至其不再与电流限制圆有交集区域时，可运行区域也将不会再增大。因此，所求得的最佳网侧运行电压Ugbest可使得系统正常运行范围为最大，切实增强了解决农网低电压问题措施的鲁棒性。

（三）增加并联补偿装置仿真验证

电流通过配电网线路传输时，会在线路阻抗上产生有功和无功损耗，进而引起负荷电压降低，增加并联补偿装置，对配电变压器进行集中补偿，负荷自然功率因数为0.9，补偿采用动态补偿法，将负荷功率因数提升至0.95，补偿容量由配电变压器最大负荷确定。采用并联补偿装置后，有效提高了线路末端负荷电压，针对功率因数较低类型“低电压”台区，可以采用并联无功补偿装置对“低电压”问题进行治理。

（四）配电自动化规划

①就地型馈线自动化不依赖于主站和通信，动作可靠、处理迅速，能适应较为恶劣的环境，自适应综合型是就地型的一种，具有定值自适应，方式调整不需重设的优点，是通过“无压分闸、来电延时合闸”方式，结合短路/接地故障检测技术与故障路径优先处理控制策略，配合变电站出线开关二次合闸，实现多分支多联络配电网架的故障定位与隔离自适应，一次合闸隔离故障区间，二次合闸恢复非故障段供电。目前线路上用型号为ZW20B-12的柱上断路器做分段开关，该型号断路器为三相共箱式全密封结构，弹簧操作机构，真空灭弧，SF6气体作为外绝缘。产品通过航空插头连接，具备自动化接口。外配PT和重合闸控制器后，可以实现重合器功能。线路上现有需要進行改造的断路器有4个，另外在支线上需新增一个断路器，改造时需要对5台断路器加装电源侧的PT和具备单相接地故障暂态特征量检出功能的新型配电终端。②故障自动定位装置。变电所出口处安装一组指示器，以便于发现故障发生在所内还是所外。无分支的主干线，根据地形条件和周围环境等综合条件来考虑安装间隔，可以每20至40根电杆安装一组指示器;有分支线路的，每条分支线和干线“T”接点的负荷侧，各安装一组指示器;分支线路较长的，可以在分支线1/2处安装一组。③主站功能选择。根据规划以及实际项目安排，气田主站只需实现运行监视、拓扑分析、告警分析、馈线自动化等基本分析应用。

（五）合理配置电网负荷

确保配电网络的电源。供电不仅是电网运行的基本功能，也是电网负荷转移的根本原因。在中压配电网故障的过程中，仍然可以通过双回路，三回路和环网供电等方式来保证电网的连续性。考虑到电网运行过程中双回路和三回路的不稳定性，并且供电过程容易不足，因此尽量采用环网供电方式，将功耗降低到最小。同时需要注意的是，当环网外的开环用户遇到故障时，应设置2分钟内恢复供电的上限时间，以确保电网能够在短时间内恢复运行。

四、结束语

电压质量直接影响着供电水平，解决低电压对于提高用电质量、减少损耗有着十分重要的作用。在治理过程中应结合具体问题对症下药，采取相应的治理措施才能更好地解决问题，有效控制“低电压”所造成的影响，进一步提升末端用户电能质量和用电体验。

参考文献：

[1]黄长军.农网“低电压”治理措施探析[J].农村电工，2019，27（10）：41-42.