農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃探析

Summary：電力系統(tǒng)的末端是配電網(wǎng)，配電網(wǎng)可以有效保證供電質(zhì)量和供電能力電力系統(tǒng)的末端是配電網(wǎng)，配電網(wǎng)可以有效保證供電質(zhì)量和供電能力。當(dāng)前，我國(guó)的農(nóng)村得到了很大的發(fā)展空間，但正是因?yàn)檗r(nóng)村發(fā)展空間較大，導(dǎo)致農(nóng)村的用電量得到了非常大的提升，對(duì)于農(nóng)村的配電網(wǎng)也提出了更高的要求。本文主要對(duì)農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃進(jìn)行探析。Keys：農(nóng)網(wǎng)改造；低壓配電線路；設(shè)計(jì)；規(guī)劃引言一般來(lái)說(shuō)，在農(nóng)村的配電網(wǎng)中，是由配電臺(tái)區(qū)直接進(jìn)行供電，由于供電數(shù)量比較龐大，可能會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)，造成一定的安全隱患。1農(nóng)網(wǎng)改造應(yīng)遵循的原則農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)納入到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體規(guī)劃中，而且農(nóng)村電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，為避免受一定因素限制導(dǎo)致問(wèn)題的產(chǎn)生，應(yīng)做好協(xié)調(diào)規(guī)劃處理工作，更為準(zhǔn)確地進(jìn)行控制，提升電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性。對(duì)此，在電網(wǎng)規(guī)劃工作開(kāi)展階段，應(yīng)樹(shù)立全局觀念，采取多種舉措對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行合理化控制，提升整體規(guī)劃的效果，支撐后續(xù)工作的順利進(jìn)行。2農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃2.1輸配電線路節(jié)能降耗改造農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃之一是輸配電線路節(jié)能降耗改造。（1）線路架構(gòu)優(yōu)化。從輸配電線路長(zhǎng)期發(fā)展角度出發(fā)，線路的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)的更新與優(yōu)化正是降低電能損耗的關(guān)鍵。雖然對(duì)線路架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化能夠在一定程度上提高成本投資，但是這部分投資卻會(huì)在未來(lái)節(jié)約大量帶能耐損耗，這對(duì)電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性都是極為重要的保障。在優(yōu)化線路結(jié)構(gòu)時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)增加導(dǎo)線截面，使用大截面導(dǎo)線替換原有的小截面導(dǎo)線，截面的提高將會(huì)降低電阻，進(jìn)而達(dá)到降低能耗的效果。除此之外，在梳理線路的過(guò)程中，應(yīng)該盡量減少迂回供電的情況，迂回供電往往會(huì)大幅提高供電距離，因此要重新規(guī)劃現(xiàn)有的線路結(jié)構(gòu)，降低胡會(huì)供電所造成的影響。（2）節(jié)能變壓器的使用。變壓器電能損耗非常嚴(yán)重，其電能損耗大致可以分為兩類，一類是變壓器鐵芯磁滯與渦流損耗，因?yàn)殡妷鹤兓鄬?duì)較小，所以這部分電能損耗可以概括為不變損耗，即很難通過(guò)調(diào)整來(lái)降低損耗。第二類則是與設(shè)備電能負(fù)荷相關(guān)的電能損耗，這部分損耗將會(huì)因?yàn)樽儔浩髫?fù)荷的改變而出現(xiàn)變化，所以作為可變損耗，通過(guò)對(duì)變壓器負(fù)荷進(jìn)行控制，并優(yōu)化鐵心材料，便可以在降低鐵芯損耗的同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的根本性目的。（3）電網(wǎng)升壓改造。在整體負(fù)荷功率不發(fā)生改變的先決條件下，通過(guò)提高電網(wǎng)電壓的方式可以讓經(jīng)過(guò)電網(wǎng)元件的電流隨之下降。輸配電線路的電能損失與電壓有直接關(guān)系，電壓的提高將會(huì)促使線損率降低。因此在條件允許的情況下，可以重點(diǎn)關(guān)注高等級(jí)電壓電網(wǎng)的發(fā)展與優(yōu)化。特別是特高壓電網(wǎng)，更是能夠在減少線損的同時(shí)提高送電距離，節(jié)約投資。若能夠在電網(wǎng)架設(shè)中完善，便可以更好地發(fā)揮出大電網(wǎng)時(shí)空錯(cuò)峰調(diào)劑效益。國(guó)外電力行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，1000km的1000kV高壓線路的容量基本等同于同距離5條500kV的輸電線路。因此特高壓電網(wǎng)不僅可以節(jié)約土地資源，還能夠大幅降低電力企業(yè)的輸電成本，這對(duì)輸配電線路節(jié)能降耗有著非常重要的作用。2.2電能質(zhì)量數(shù)據(jù)壓縮農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃之二是電能質(zhì)量數(shù)據(jù)壓縮。為了監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量，達(dá)到防止出現(xiàn)重大電力故障的目的，許多大型輸配電系統(tǒng)都裝有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。但在實(shí)時(shí)采集的情況下，有效數(shù)據(jù)的信號(hào)采集頻率又很高，造成了數(shù)據(jù)量龐大的問(wèn)題。該問(wèn)題不管是在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)還是數(shù)據(jù)傳輸方面都面臨較大困難，所以對(duì)于數(shù)據(jù)的壓縮處理的研究是十分有必要的，如何在保證數(shù)據(jù)不失真的情況下盡可能地壓縮數(shù)據(jù)成了我們的下一個(gè)研究目標(biāo)。由于小波變換在時(shí)域和頻域都具有較好的分辨率，很多研究人員都采取小波變換的方法解決電能質(zhì)量數(shù)據(jù)壓縮的問(wèn)題。對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行周期間分析，有效地去除了周期間循環(huán)的冗余性，利用二維小波變換進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮，較好的滿足了數(shù)據(jù)壓縮的要求。數(shù)據(jù)壓縮就是對(duì)采集的未經(jīng)分析的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行諸如時(shí)間、空間以及信息熵之間冗余性的去除，在保留信號(hào)數(shù)據(jù)的有效特征的前提下，盡量減小數(shù)據(jù)大小的過(guò)程。目前大多數(shù)研究方法面向的都是對(duì)所采集的單相數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，而實(shí)際投入應(yīng)用的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是同時(shí)采集三相數(shù)據(jù)信息，且各項(xiàng)之間存在較大的相關(guān)性。現(xiàn)階段，有學(xué)者提出了基于圖像壓縮算法的三相電能質(zhì)量數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)能有效地解決三相數(shù)據(jù)壓縮問(wèn)題，但仍有待提高。2.3充放電控制器的實(shí)現(xiàn)策略農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃之三是充放電控制器的實(shí)現(xiàn)策略。充放電控制器采用離散滑模算法(DSMC)和魯棒算法(ＲSC)的聯(lián)合矢量控制算法，充放電控制器中使用DSMC模塊和ＲSC模塊。其中，DSMC重點(diǎn)針對(duì)自動(dòng)化控制過(guò)程中的過(guò)調(diào)阻尼控制，以增加自動(dòng)化控制的可靠性和穩(wěn)定性;ＲSC用于跟蹤處理相關(guān)調(diào)控?cái)?shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)的可用性和可信度。本文由于篇幅限制并不詳細(xì)探討兩種算法的實(shí)際數(shù)學(xué)原理。充放電控制器通過(guò)一個(gè)AＲM31開(kāi)發(fā)板實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的整合，接入嵌入式DSMC和ＲSC模塊加強(qiáng)系統(tǒng)的計(jì)算功能，以太網(wǎng)接入模塊與IDC核心交換機(jī)連接，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用T－FLASH模塊實(shí)現(xiàn)。其數(shù)據(jù)采集模塊主要采集所有光伏板的運(yùn)行狀態(tài)和所有儲(chǔ)能設(shè)施的儲(chǔ)能狀態(tài)相關(guān)信息，同時(shí)獲得直流網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的開(kāi)關(guān)位置信息，這些信息可以通過(guò)FDDI模塊與IDC分享，提高網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用率，也可通過(guò)FDDI模塊配合數(shù)據(jù)采集模塊輸入到該充放電控制器內(nèi)。2.4農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)電能質(zhì)量規(guī)劃農(nóng)網(wǎng)改造中低壓配電線路的設(shè)計(jì)及其規(guī)劃之四是農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)電能質(zhì)量規(guī)劃。①諧波源清除原理。系統(tǒng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并且會(huì)將諧波電流進(jìn)行分離，通過(guò)IGBT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，輸出與諧波電流相互抵消的補(bǔ)償電流，以此來(lái)達(dá)到清除諧波電流的目的。②無(wú)功補(bǔ)償原理。系統(tǒng)可以對(duì)外部的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的感應(yīng)和監(jiān)測(cè)，根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況計(jì)算出功率因數(shù)，如果功率因數(shù)低于額定值時(shí)，可以計(jì)算出所缺少的無(wú)功電流，形成IGBT的PWM控制信號(hào)，從而通過(guò)感性電流和容性電流，對(duì)系統(tǒng)形成補(bǔ)償?shù)哪康?，?duì)系統(tǒng)的功率因數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。③三相電流不平衡原理。對(duì)于三相電流不平衡來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)可以對(duì)外部的CT系統(tǒng)電流進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)信息傳遞給內(nèi)部的控制器，對(duì)不平衡狀態(tài)的原因進(jìn)行具體的分析，如果不平衡狀態(tài)是因?yàn)殡娏鬓D(zhuǎn)換問(wèn)題，內(nèi)部的IGBT就可以將電流大小進(jìn)行合理的分配，以此來(lái)達(dá)到三相電流平衡的目的。結(jié)語(yǔ)總之，農(nóng)網(wǎng)改造中對(duì)配電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)科學(xué)合理地選擇配電設(shè)備，需保證其運(yùn)行質(zhì)量，提高供電可靠性，做好全面的保護(hù)工作，展現(xiàn)地下配電線路設(shè)計(jì)的效果。Reference[1]薛文景,楊志杰,靳開(kāi)元,郭潤(rùn)生,凌剛,王敏正,楊建華.含氣田負(fù)荷的農(nóng)村配電網(wǎng)電壓治理及饋線自動(dòng)化規(guī)劃[J].農(nóng)村電氣化,2021(03):19-22.[2]張瑋,丁孝華,趙景濤.新形勢(shì)下農(nóng)村配電網(wǎng)智能化發(fā)展方向[J].農(nóng)村電氣化,2021(01):5-8.[3]劉柏江,鄭智天,蒙理平,唐忠康.基于臺(tái)區(qū)負(fù)荷矩的農(nóng)村配電線路電壓質(zhì)量評(píng)