国网湖北省电力公司通过建设信息平台强化“低电压”管控，通过典型案例展示了治理效果。
引言
配电网“低电压”是指20kV及以下三相供电电压小于标称电压7%，220V单相供电电压小于标称电压10%的电能质量问题。配电网“低电压”治理是电力企业履行社会责任和践行服务宗旨的基本要求，是电力企业迈向精益化管理的重要标志。
湖北农村配电网占比较大，截至2015年底，农村电网供电面积占全省面积的91.87%，供电人口数占全省总人口数的81.03%，供电用户数占湖北电网总用户数的84.24%，农村配电网直接服务的县域经济占全省生产总值的比重达到60%以上。“十二五”期间，湖北省农村用电量增长了2.25倍，但农民人均年用电量只有全国平均水平的2/3左右，用电需求的高增长和相对滞后的农村电网，造成湖北农村配电网“低电压”问题突出。
“低电压“成因较复杂，治理手段众多。依据国家电网公司“低电压”治理技术原则，国网湖北省电力公司在深入分析湖北农村配电网“低电压”成因和特点的基础上，采用有针对性的治理方案和技术手段，取得了良好的阶段性治理成效，在服务民生和经济社会发展发面发挥了重要作用。
1.湖北农村配电网低电压情况
湖北农村“低电压”问题主要出现在2006年以后，当时以“解决农村照明问题”为标准的一、二期农网改造刚刚结束，在缺乏大规模持续投入的情况下，农村电网支撑了全省县域经济“十一五”的高速发展阶段，同期电量平均增速达到15%以上，积累效应造成大量“低电压”现象的集中出现，呈现以下特点。
1）与负荷增长关联性突出。湖北农村“低电压”问题与网架薄弱、供电能力不足有直接关系，在高温大负荷和春节务工人员返乡期间尤为突出。2013年迎峰度夏和2014年春节期间，湖北农村出现不同程度“低电压”现象的台区有33 197个，占全省台区总数的25.17%，是全国“低电压”最严重的区域之一。此外，较多地区用户不仅存在大功率电器使用需求，同时配置有小型动力设备，部分区域户均用电容量需求达到10kW以上。
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2）山区和偏远地区问题突出。在湖北省恩施、十堰等山区和地广人稀的偏远地带，由于高压电源点布点不足、供电半径过长、设备老旧等原因，“低电压”问题突出，“低电压”台区占比远高于其配电网规模占比。
3）排灌用电问题突出。湖北省是我国南方重要产粮区，耕地中水田占比约53.5%，为全国平均水平的2.4倍，江汉平原、鄂东丘陵地带比例更高达75%以上。大量农田抽水灌溉用电，加重了“低电压”问题，尤其在随州、荆州、荆门等主要水稻产区，“低电压”问题更为突出。
2.湖北农村配电网低电压治理的主要做法
针对湖北农村“低电压”特点和核心成因，国网湖北省电力公司以强化网架建设、服务县域经济发展为核心，通过工程建设改造，在治理“低电压”问题的同时，释放广大农村地区用电潜能；依托信息手段，实现动态“低电压”问题的监控和处理。
2.1组织架构
湖北省农村配电网“低电压”治理和建设改造工作的突出特点是政策引领、政企合作。湖北省政府与国家电网公司签订战略合作框架协议，明确双方投资建设资金。地方政府的高度重视和大力支持，为配电网建设投资、立项、管理和外部环境提供了有力保障。
国网湖北省电力公司成立省、地、县三级配电网“低电压”治理领导小组和工作小组，完善组织保障体系，抽调技术骨干组建专班，为“低电压”治理的全过程管控提供专业技术支撑，其管理组织结构图见图1。
图1管理组织结构图
2015年，湖北省共下达配电网建设投资195亿元，相当于过去4年的投资总和，投资总额位居全国之首。整改“低电压”台区1.3万个，解决34万“低电压”客户，惠及近120万用电客户。国网湖北省电力公司农村配电网售电量为745.6亿kWh，同比增长9.32%，比城市配电网售电量增幅（-8.4%）高17.72个百分点，使全省县域经济用电潜力得到有效释放。
2.2建设信息平台强化运维管控
为强化“低电压”治理成效评估和动态“低电压”问题跟踪治理，综合利用生产管理系统（PMS）、用电信息采集系统等现有信息系统，在信息融合基础上，研究和建设了配电变压器运行数据管理平台（简称平台），及时掌握配电变压器（简称配变）运行情况，有效提高“低电压”管控成效。
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2.2.1平台设计及构架
平台以信息融合为基础，通过开发与生产管理系统（PMS）、用电信息采集系统之间信息交互的数据接口，实现配变的额定参数、运行电压、电流、功率因数等信息的综合接入，以及配变出口电压质量、负载信息的有效监测。同时，通过预设阈值，实现配变出口低电压告警功能。平台功能框架见图2。
图2平台功能框架
平台由应用服务器和数据库服务器组成，应用服务器用于服务发布，数据服务器用于数据存储。平台基本构架见图3。
图3平台基本架构
2.2.2平台接口开发
1）PMS系统接口：根据设备业务ID通过WebService服务实时查询PMS系统中设备台账信息，接口信息主要包括设备ID、设备名称、电压等级、设备类型、设备额定值、设备之间的关系等。WebService接口程序使用XFire框架编写，便于后期WebLogic环境的部署。
2）用电信息采集系统接口：平台通过省级数据中心（ODS）和中间库，实现与用电信息采集系统的数据集成。用电信息采集系统终端每15min采集配变低压侧电压、电流等信息，存储于地市级用电信息采集系统，省级用电信息采集系统定期抽取数据主动发送至ODS。
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平台根据ODS提供的数据库连接信息（数据库类型、地址、用户、密码、SID等）和数据表的读取权限，实现数据的抽取。具体接口数据流见图4。
图4用电信息采集系统接口数据流
2.2.3平台应用成效
平台实现了湖北14个地市供电公司公用配变超重载、“低电压”问题的监测，为评估治理成效、定位治理对象提供了重要依据。
2016年春节期间，在湖北全省最大用电负荷同比增长14.61%的情况下，全省“低电压”台区较2015年同期减少46%，重过载变压器较2015年同期减少17%，治理工作初显成效。
此外，通过信息监控，有效发现个别台区因低压下户线改造不到位、10kV中压供电半径过长、10kV线路缺相运行、系统数据录入错误等典型问题导致的重复“低电压”现象，进一步提高了管控水平。
2.3方案对比明确工程治理核心原则
湖北省农村配电网“低电压”是由管理方面及技术方面等多种原因引起的，从技术上看，户均容量、供电半径、三相不平衡和功率因数，是解决“低电压”问题的关键。从湖北省配电网发展全局出发，通过工程建设手段治理“低电压”问题，其重点在于提高户均容量、缩短供电半径。
为深入分析这一问题，针对常见治理方案的误区，选取典型场景，通过仿真计算，对低电压发生过程及改造效果进行理论对比分析，最终明确以“小容量、密布点、短半径”为目标的工程治理核心计算原则。
2.3.1模型建立
设一台区10kV供电线路长度为4km，线路型号为LGJ-240，台区配变型号为S11-250，采用低压三相供电方式，供电半径为550m，线路型号为LGJ-95，低压用户158户，户均负荷1.67kW。为便于比较，对模型做适当简化：不考虑台区配变的分接开关档位调整，负载功率因数取1，负荷同时率取0.5。典型台区模型图见图5。
图5典型台区模型图
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2.3.2改造方案及理论计算
1）方案一：仅增加配变容量。该方案维持原有台区结构不变，仅将原配变型号更换为S11-315/10。
2）方案二：仅改造400V低压线路。该方案将低压线路型号由LGJ-95替换为LGJ-150。
3）方案三：“小容量、密布点、短半径”，新增布点1台，配变型号与原有配变相同。台区1供电用户82户、台区2供电用户76户，两台区低压线路长度均为230m。
3种方案计算结果见表1。
表1低电压治理典型方案治理成效对比
2.3.3方案对比分析
对比上述3个方案可以看出，方案一未有效缩短供电半径，治理效果较差；方案二未有效提升户均容量，改善效果不明显，一旦用户负荷增长，低电压问题仍会出现。因此，方案三“小容量、密布点、短半径”具有明显优势：
1）适应负荷增长趋势。增加10kV台区布点后，低压负荷得以有效分割，供电能力显著提升。同时，通过多布点，优化网架结构，可快速释放用户的用电潜能，增供扩销效果显著。
2）电压调节能力显著增强。10kV台区布点增加后，低压供电半径缩小，低压供电远近两端电压压降小，可在10kV台区集中开展无功补偿和分接档位调节工作，实现低压用户电能质量的灵活、成片治理，有效避免出现低压远端用户电压调节正常，但近端用户电压偏高的问题。
3）建设周期较短，施工难度相对较低。施工内容主要是延伸10kV线路并布设新的配变，避免对原有低压线路的推倒重建，可以在较短的工期内完成施工。
（4）供电可靠性提升。增加10kV台区布点后，低压负荷得以有效分割，有效缩小停电检修时的停电范围。
3.典型案例
3.1治理前台区基本情况
某3#台区供电区域有7个自然湾，分布在2条山岗上，用户63户（其中三相3户、单相60户）。其中，34户（含3户三相用户）在2个自然湾，其余29户分布在5个自然湾内。3#台区配电变压器为SL7-30kVA，380V线路长0.9km，导线为LGJ-25，220V线路长1.3km，导线为LGJ-16，电杆29基。台区最大供电半径1.7km，2015年迎峰度夏期间最大电流达到45.5A，负载率高达105%，线路末端电压仅有129V。治理前台区实景图见图6。
图6治理前台区实景图
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3.2治理方案
3#台区共架设10kV支线4条1.348km，组立Y190-12m电杆10基、Y230-12m电杆21基，新增安装S11-200kVA变压器1台、DH15-10kVA变压器1台、DH15-20kVA变压器2台、DH15-30kVA变压器1台。改造380V线路1.09km，更换Y190-10m电杆10基、Y190-12m电杆6基，安装表计62块，工程总投资36.9万元。
3.3治理后成效
根据3#台区用户分散、负荷不集中的用电情况，设计在2个集中的自然湾负荷中心位置安装1台S11-200kVA变压器，带有34户（含3户三相用户）负荷，供电半径260m，户均容量4.9kW；在其余5个自然湾分别安装1台10kVA、2台20kVA、1台30kVA单相变压器，带有29户负荷，供电半径140m，户均容量在1.5KVA以上。实测用户电压达到合格值，治理后台区实景图见图8。
图8治理后台区实景图
4.结语
“低电压”治理工作可提高电能质量和电网供电能力，进一步释放用电潜能，服务地方社会经济发展，是电网企业的重要职责。湖北省农村“低电压”问题反映出电网投资不足、网架薄弱等突出问题，通过以“小容量、密布点、短半径”为核心的建设改造，有效解决了存量“低电压”问题。伴随着农村经济的高速发展，动态“低电压”问题仍将在局部区域和一定时段出现，需结合实际情况，通过强化运行管理和建设投资两方面措施，从根本上改变三相不平衡、设备超重载和无功补偿等问题，全面提高配电网运行水平。
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原标题：【“低电压”治理】湖北省农村配电网低电压治理实例
