农村电网“低电压”问题已经成为影响供电企业运营的重要制约因素。与高压输电网不同，农村低压配电线路长度和有功功率对线路末端电压影响较为明显，不能依靠高压输电线路的无功补偿方法达到有效治理低电压的目的，应该充分考虑有功功率、线路电阻参数和分布式电源接入位置的影响。
引言
农村地域广阔、线路供电半径长，低压配电网存在三相线路阻抗不对称、负荷三相不平衡、阻抗比较大等因素，容易出现低电压问题。在负荷集中使用期对于供电半径大、负荷波动较大的中压配电线路，也容易造成负荷端电压偏低现象。农村用电负荷分散且远离电源点、负荷季节性明显、峰谷差大、线路长、导线截面不足，无功补偿主要集中在高、中压配电网，而低压配电网补偿较少，缺少0.4kV线路的调压措施，当负荷变化较大时，很难保证末端低压用户电压水平。
分布式电源指小型、向当地负荷供电、可直接接入配电网上的电源装置，它包括分布式发电装置与分布式储能装置。分布式电源分散配置在配电系统中，对于配电网的电压质量具有双重影响。如何有效消纳分布式电源，深入分析分布式电源对节点电压和支路载流量的影响具有实际意义。同时，分布式电源可以促进节能环保，推进美丽乡村建设。通过多能互补的分布式电源与储能元件相结合，输出功率具有一定的稳定性、可控性，有利于稳定系统发电出力和削峰填谷，对于提高配电网电压质量具有积极作用。
1配电网电压降落及其影响因素（略）
1.1电压降落计算
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
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借助分布式电源的配电网低电压治理措施
从应用分布式电源的角度，要实现低电压治理，除了优化供电线路参数以外，还要重点考虑优化功率分布问题。
2.1优化供电线路参数
根据前文分析，对于农村低压配电线路，线路长度和有功功率大小对线路末端电压影响较为明显，单纯依靠无功补偿方法不能达到有效提高末端电压水平的目标，应该考虑有功分量和线路电阻参数的影响作用。
改善供电线路参数，即减小线路电阻R以及线路电抗X，对于低压配电网主要是减小线路电阻R。改善供电线路参数，需要从电网整体出发，优化配电网网架，选择或者更换导线，减小供电半径、增大导线截面。
2.2分布式电源布置原则
以图3为例描述配电网功率分布问题。图3中△为电源点，●为负荷点，相连接的两条线路中，粗线为主干线，细线为分支线。
图3中L1为主干线，主干线的位置会影响网络的损耗和电压降落，而负荷矩直接影响网络的损耗和电压降落，因此主干线的位置根据负荷矩来确定。
图3分支线引出示意图
参照电源布置原则，分布式电源应该布置在负荷中心，以达到配电网损耗最小、电压降落最小的目标。以变压器代表的电源为例，当电源布置在负荷中心电压降落不能满足要求时，电源两点布置见图5，G1和G2均为电源，电源两侧线路电流I分布均匀。
图5电源两点布置及电流分布
2.3优化功率分布
电压等级较高时，电抗值X较大，Q对电压的影响较大，无功优化可以有效减少电压降落。根据“随电机布点（随机补偿）、随变压器同台布点（随器补偿）、沿线路分散布点、变电站集中补偿”实用布点方法配置配电网无功电源。不论电压等级，P，有功功率降低则电压损耗下降。优化有功分布措施包括：采用规划和负荷转移技术，保证三相负荷平衡；采用负荷管理技术，实现削峰填谷；采用分布式电源实现有功功率优化，减小电压损耗。
3分布式电源对低压电网电压提升作用系统仿真
为了分析分布式电源对低压电网电压的提升作用，基于ETAP电力系统分析软件，搭建了配电网仿真模型单线图，分为3条低压配电线路，每条线路设置2个分布式电源接入点，在此基础上，通过分别接入不同位置的分布式电源，进行了相应的潮流计算，图6表示了第3条支路第2个分布式电源节点接入时的潮流计算结果。综合6个不同节点分布式电源对电网电压的影响，比较不同位置光伏电源并网后的电压影响情况，系统模型仿真数据见表1。
表1不同位置分布式电源低电压治理比较分析
图6分布式电源对农村电网低电压治理的作用
仿真结果表明，分布式光伏电源接入位置会对低电压治理作用有不同的影响。接入点接近电网末端，低电压治理效果比较明显。在线路长度增加的情况下，末端低电压治理比较明显。通过三相供电的调节和控制，可有效解决农村电网中三相电压不平衡带来的低电压问题。
3.1应用实例
2012~2015年，辽宁、吉林等省先后实施了35户农村户用型光伏发电系统建设，见图7。其中农村别墅20户，每户光伏5.25kW；普通住宅15户，每户光伏3.43kW，个别户光伏6.86kW。2015年6月全部实现了并网运行，在部分时段内可以对农村电网低电压问题起到积极作用。除了具有电网电压调节功能外，户用光伏分布式电源可以实现冬季供电采暖、夏季并网发电，达到热电联供的目的。
图7农村户用型光伏发电系统
3.2建议
根据分布式电源对农村电网低电压治理作用的分析，可以采用接入分布式电源的方式实现对电网电压的调节作用。所带来的主要问题在于分布式电源，尤其是可再生能源的分布式发电系统受环境影响较为敏感，不易控制，会对电网稳定性带来负面影响。所以，为了有效利用分布式电源的有利因素，建议采用如下措施。
1）采用多种互补能源的混合供电系统。根据农村电网所处地区的资源状况，采用分布式发电的多种形式以及技术经济性能指标较好的供电方案，形成适应本地区特色的多种互补能源的混合供电系统。
2）交直流混合供电系统。根据特定地区的负荷特性，建立负荷在电源频率变化时的功率特性，采用交直流混合供电网络，实现对可再生分布式电源的高效利用。
3）建设实现协调控制的微电网技术体系。在农村电网的局部区域内，要实现电压的可靠控制，需要建立微电网运行机制和控制策略，对局部地区的功率平衡问题进行综合控制。
4）负荷特性的综合分析。根据相应地区的负荷特性，完成负荷变化随时间、电压、频率的特性分析，根据特性不同，实现电源的动态分配，保证电网电压质量的指标。
4结语
随着电力用户对电能质量要求的不断提高，农村“低电压”问题已影响供电企业的运营，本文分析和研究了分布式电源在农村电网低电压治理中的作用。
1）分布式电源接入位置不同，低电压治理效果不同。接入点靠近线路末端、线路越长，低电压治理效果越明显。
2）通过三相供电功率调节和控制，有助于消除三相功率不平衡，可以解决因三相不平衡带来的低电压问题。
原标题：【“低电压”治理】分布式电源在农村电网低电压治理中的应用
