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摘要：我国农村配电网一般存在网架薄弱、供电半径大、电力设备陈旧、低压线路线径偏小以及户用负荷小且呈季节性变化等特点，由此引发的低电压问题成为农村用户正常用电的瓶颈。基于此，本文以固定串联补偿技术为研究对象，分析其调压节能原理并提出针对串联补偿的选址和定容方法，最后以实际线路为基础，建立涵盖串联无功补偿的线路仿真模型，通过仿真分析以探讨串联无功补偿对农网中低电压问题治理以及节能降损效果。结果表明，补偿后的线路低电压问题得到缓解。
关键词：
导言
因为低压配电线路无功赔偿的经济效益远远大于高压配电体系和中压配电体系的无功赔偿，故配电网的无功赔偿实用化研究一向遭到国际的广泛重视。现在，在国内配电网中广泛选用并联无功赔偿技能以到达进步配电网电能质量，下降线损的意图。可是，并联赔偿自身存在着对节点电压和潮流控制能力较弱，以及发作赔偿作用后一般只使节点邻近的区域收益的限制。因而，并联赔偿并不是配电网处理电能质量疑问的惟一挑选。串联赔偿在电力体系中的高、中压体系中使用前史较长，取得了丰厚的实践经验。据不完全统计，现在国际上已装置的串联赔偿电容总容量已超越95GVar。20世纪90年代，随着电力电子技能的开展，在惯例串联电容赔偿技能的基础上又开展出可控串补技能。从1996年开始，在国家电网公司和国家自然科学基金委员会的支持下，中国电力科学院等单位对高压电力体系具有可控串补(TCSC)功用的串联赔偿的关键技能及工程使用进行研究，取得了突破性发展，并在南方电网中已有实践使用。可是，因为过多担心体系发作次同步谐振疑问，因而在实践中一般拒绝在低压配电体系中选用串联赔偿。本来，次同步谐振一般不是配电网的首要疑问，且存在低出资的对策和保护措施。串联赔偿和并联赔偿比较，一般具有更高的性价比，可以较完美处理电压疑问，在配电网中可对于特定用户，完成潮流和电压调理。本文对串联无功赔偿原理进行理论剖析，得出的定论可纠正传统上对串联无功赔偿的一些偏差知道，为其在配电网中的实践工程使用提出参阅。
2串联补偿调压节能原理与模型
在国外，串联补偿技术已应用于10kV及以下的中低压配电线路中，以解决配电网的电压问题。
2.1串联补偿技术基本原理
本文以固定串联补偿技术（fixedseriescapaci-tor，FSC）作为研究对象，该技术是随着高电压、长距离输电技术的发展而发展的一种新兴技术，可以改善线路的电压质量、加长送电距离和增大输送能力。在图1辐射型配电线路的等效电路基础上加入固定串联补偿设备，补偿后的等效电路如图2所示。
ΔVC为补偿后的首末端电压降；V22为补偿后的末端电压；XL为线路电抗；XC为串联电容器的等效电抗。可见，串联电容器补偿了配电线路的感抗，即减少了线路总电抗，因此降低了线路的电压降。在线路中加装固定串联补偿设备，还可避免并联电容器中因为线路电压偏低而导致其出力变小的不良效应，原因在于：串联电容器的补偿电压与流经他的电流成正比关系，当用户负荷需求较大时，负荷电流增大，补偿电压也随着增大；相反，当用户负荷需求较小时，负荷电流减小，补偿电压也随着减小。因此，串联电容器补偿量可自适应负荷情况而进行修正，符合农村配电网的实际需求。
2.2串联补偿选址与定容方法
在配网中加装串联补偿可提高电压水平，起到节能降损效果，然而补偿点位置以及补偿容量的差异对补偿效果影响较大，以下将分析其影响机理。
2.2.1选址方法
在主网里，特别是超高压电网，考虑潜供电流和重合闸因素时，串联补偿应安装在高压电抗器的近母线侧；考虑优化沿线的电压分布时，串联补偿应安装在线路中间或者电压偏低的一侧。在配电网，特别是农网，情况与主网相比有所不同。农网由于其网架与负荷分布的特点，容易出现低电压问题，因此串联补偿的安装位置应从方便维护、方便线路重合以及解决末端低电压方面考虑。考虑前2个因素可选择将串联补偿安装在线路首端靠近变电站母线侧，解决末端低电压问题也可将补偿点设在线路首端。图3所示为串联补偿在不同位置的线路图。
2.2.2定容方法
一般地，适当选取补偿度K=XC/XL，可减少线路电流，间接降低线路的损耗，公式（7）为：
偶联系标明电流源型的并联赔偿设备具有对偶的串联赔偿设备。正是因为串联赔偿与并联赔偿的这种对偶性，使得很多对于并联赔偿的概念、电路以及操控手段可经过简单的变换而适用于串联赔偿。
串联赔偿在欧美发达国家使用较多，现在在国内配电网中使用还很少。国外常用的串补设备主要有GTO操控串联电容器(GCSC);晶闸管投切串联电容器(TSSC);晶闸管操控串联电容器(TCSC);停止同步串联赔偿器(SSSC)等。它们别离属于阻抗型停止串联赔偿和根据变换器的可控型有源串联赔偿两大类。2005年，由中国电6.52%，谐波电流值为设置值。5、7次谐波电流含量2.33%、2.19%，显着降低，滤波设备有极好的作用。别的，3、4、6次谐波含量2.78%、1.60%、1.38%，这类非特征谐波电流产生的因素主要为体系阻抗与滤波器阻抗匹配，设备晶闸管触发角度影响。经过仿真波形的分析可知，TCR-TSF型滤波设备在电压动摇、谐波和无功赔偿方面具有好的特性。
结语
农村配电网由于网架结构薄弱、供电半径过长、配电线路线径偏小以及负荷呈季节性变化等原因，导致末端用户侧出现低电压现象，严重影响低压用户正常用电，已成为供电部门亟待解决的问题。本文分析了农村配电网的特点以及低电压问题的成因，研究了固定串联补偿技术的调压原理，并提出串联补偿的选址以及定容方法，最后探讨了串联补偿在改善农网低电压问题及节能降损方面的效果。以广东电网某10kV农村线路为例，对其进行串联补偿前后建模仿真分析。结果表明，串联补偿能用以解决农网低电压问题，并能起到节能降损的效果，具有较强的实际应用价值。
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论文作者:李星帆,张晓辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：线路论文; 电压论文; 电容器论文; 电流论文; 负荷论文; 低电压论文; 配电网论文; 《电力设备》2017年第20期论文;