李强 宋宏雄
国网山西省电力公司朔州供电公司
摘要：伴随着光伏扶贫的全面落实，光伏发电得到了重视，对配电网运行、稳定电压等具有重要作用。结合光伏扶贫农网及其电网运行特征尝试基于协同自治的电能质量的综合控制技术，解决了电能质量问题，确保配电网的电能质量稳定运行。鉴于此，笔者结合实践研究，对光伏扶贫农网电能质量控制技术展开分析。
关键词：协同自治；光伏扶贫；农网电能质量；综合控制技术
现如今，农村地区电网负荷分散、电网分布不均、台区布点少，尤其是光伏扶贫项目的实施，给农网的电能质量带来威胁。由于农网电能质量问题影响因素众多，使得对农网电能质量控制效果较差，仅局限于增加供电线路线径或缩短供电半径，经济效益受到影响。因此，怎样有效的进行农网电能质量控制成为重要研究内容。
一、光伏扶贫农网电能质量控制现状
第一，农网架构与用电负荷分析。农村电网配电线路为三相四线制供电，负荷不稳定用电产生的零序电流需经过中性线形成回路，中性线内的零序电流为相线零序电流的3倍。所以，中性线的等效零序阻抗严重影响供电尾端零序电压。结合农网配电线路等效阻抗特点，配电线路的压降多集中于有功功率。此外，农网负荷类型较多，单相、三相用电负荷沿线分布，随机接入，用电负荷电流呈现变化性特点。家用电器电源作为一种非线性负荷，电机等则是典型的组感性负荷，在运行时对农网电能质量产生影响。第二，扶贫光伏农网电网电能质量。首先，尾端电压偏差，因为农村低压配电距离远、线路等效阻抗多以电阻为核心，因而压降多为因为有功功率造成。其次，引起三相电压不稳定的主要问题为：三相四线制配电形式与三相负荷不稳定用电。并且三相不平衡电压分量多为中性线的零序电压，零序电压加剧了供电尾端低电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再次，尽管农网电压降受有功功率在低压配电线路影响，不过无功功率也能够产生压降从而增加供电尾端低电压问题。最后，较多非线性负荷。低压配电线路与系统阻抗导致电压波形变化，低压配电网的主导谐波分为3次、5次、7次。将扶贫光伏项目应用在农网中将使配网功率潮流发生变化，供电末端电压过高；加之，户用光伏为单相接入将增加三相电网用电问题。因此，农网电能质量存在的影响因素较多，想要进行电能质量控制还应立足于多方面、全过程。第三，电能质量治理技术不足。现阶段，农网工程应用电能质量治理装置功能单一、安装困难、使用效果较差，例如：低压线路调压器，尽管末端电压效果有所提高，不过调压器串联与系统连接后将提高接入点后端的系统阻抗，恶化接入点后端的谐波电压、三相不平衡电压、电压变化、闪变等电压质量问题；SVG应用在三相不平衡治理中多安装在低压台区配变的供电首端，多局限于优化低压台注入10kV系统的三相不平衡电流，但对供电末端三相电压不平衡问题提高效果不明显。有载调压器的调压能力且供电尾端的线路压降是在低压线路的产生，对尾端的电压提高效果较小。因此，电能质量治理装置在低压配电网应用仍然存在不足。
二、基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量综合控制技术
造成电力设备无法正常工作的电压、电力，用电设备故障或误动等都是电能质量问题。伴随着非线性负荷的提高使得电网电压、电流波形发生变化。此外，冲击性负载与无功补偿容易导致电网电压变化与闪变。光伏接入低压配电网导致过电压且减小光伏的消纳能力。基于光伏扶贫区域低压配电系统的电能质量检验信息，通过对光伏扶贫区域低压配电网电压偏差、三相不平衡低与谐波的检测展开分析。
（一）电能质量综合控制装置结构与作用
基于协同自治的电能质量综合控制，这种方法进行电能质量协调控制器、电能质量问题的综合治理，电能质量治理系统主要作用是低压台不平衡电流、无功电流、谐波电流控制。而想要达到控制技术，电能质量治理系统需应用IGBT全控型开关器件达到整流与逆变，在直流安装储能设备。单相电能质量还具备对接入点电能质量检测作用，接入点电压与谐波电流的检验，计算且控制单相电能质量治理系统达到有功与谐波输出。另一方面，单相电能质量治理装置接收电能质量协调控制器传输控制命令展开三相不平衡与无功电流控制。电能质量协调控制器达到总进线三相不平衡电流与无功电流的检验、控制命令输送。因为单向电能质量治理系统安装于低压配电线路中不具有三相不平衡检验作用，利用安装在配电变压器低压出线侧的电能质量协调控制器检验，计算低压台区的三相不平衡电流与无功电流，传输命令至单相电能质量治理系统达到三相不平衡与无功补偿作用。
（二）电能质量综合控制系统安装位置与容量
单相电能质量控制系统的安装关系着电能质量控制效果，接近配电变压器侧有助于谐波电流的滤波效果控制，但在末端电压偏差控制效果方面较小。接近供电末端有助于电压偏差控制，但对谐波电流的滤波效果控制不理想。所以，单相电能质量控制安装要求达到各项功能的控制。应用在工程建设中可以把单相电能质量治理装置安装于农网低压配电线路距离配电变压器二分之一至三分之二位置。单相电能质量控制系统容量要求结合电能质量治理装置控制作用与农网补偿要求。
（三）电能质量协同自治控制方法
想要达到扶贫光伏农网的电能质量综合治理则需要利用电能质量协调控制器进行单相电能质量治理系统统筹控制。首先，单相电能质量治理系统检验接入点的基波电压与谐波电流，达到有功功率与谐波电流控制。其次，电能质量协调控制器检验配电变压器低压总进线的不平衡电流与无功电流，传输命令至单相电能质量治理系统，展开三相不平衡电流与无功电流的补偿。
结语：
综合分析，低压配电网电能质量综合治理装置对低压配电网谐波、电压变化控制具有积极作用。基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量综合控制技术在各相配电线路中，安装在具有谐波滤波、无功补偿、三相不平衡、有功控制功能单元的单相电能质量治理系统，利用三相电能质量控制与协调控制器的协同自治控制，达到低压配电网谐波、无功、电压、三相不平衡控制，解决电能质量治理系统单一问题，实现电能质量治理装置多电能质量指标综合控制效果，提高电能质量运行效果。
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论文作者:李强,宋宏雄
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/29
标签：电能论文; 质量论文; 电压论文; 电流论文; 农网论文; 单相论文; 谐波论文; 《防护工程》2018年第25期论文;