《电能质量管理案例》163-173

实践一、基本情况（一）公司基本情况国网内江供电公司隶属于国网四川省电力公司，担负内江辖区内5个区县的供电任务，供电面积4845km2，营业户数168.67万户。内江电网经过多年发展建设，现管辖35kV及以上变电站86座，35kV及以上输电线路194条，10kV配网线路531台，城农网配变16405台。（二）案例背景随着乡村振兴战略的深入实施，农村电网在安全可靠供电、电能质量提升等方面面临更高要求。当前农村低压配电网普遍存在基础网架薄弱、供电半径过长、低电压问题突出等结构性矛盾。与此同时，农网台区低压越限、电压波动等供电质量问题频发。叠加“双碳”目标下新型源荷规模化接入趋势，农网台区供电品质问题已成为制约农村经济发展与能源转型的关键瓶颈。以四川省内江市东兴区“中棚村4#公变”台区为例，该台区覆盖97户居民及1个家禽养殖场，因台区低压供电半径过大，配电线路长达1.20km，线型为AC1kV-JKLYK-50，线径为50mm2，用电高峰时段，供电能力下降，致使该台区末端到户电压出现明显下降，从218V骤降至170V以下，导致电饭煲、空调、磨面机等设备无法正常运行，严重影响居民生活与农业生产。面对该用户低电压的顽疾，公司深入基层调研，创新应用柔性直流调压技术，在出线及用户侧安装FVR主从机装置，通过动态补偿电压波动、精准调节无功功率，彻底解决低电压问题。一是深入一线，分析成因经现场勘察和系统数据查询，“中棚村4#公变”台区变压器容量为200kVA，变压器出口侧电压（台区考核表电压）为220~235V，末端用户距离变压器的配电距离约为1.20km，线制为三相四线，配电线径为50mm2铝线，按照高峰时段末端负载50kW、变压器输出电压220V计算，末端用户电压将下降约50V。由模拟计算分析可知，该台区末端低电压主要因为配电距离长、线路压降大导致。二是深挖技术，采用柔直针对山区农网长线路输电导致的台区电压越限问题，公司遵循“稳定、可靠、绿色、智能”的核心理念，细致分析“中棚村4#公变”电压偏低的根源，并对柔性直流调压方案进行系统的调查研究。该方案采用交直流混合的配电方式，在变压器端安装整流设备将380V交流转为±375V直流输电，低电压区域范围中心安装逆变设备，将±375V直流电转为380/220V交流电，解决范围性长线路低电压问题。三是严谨施工，确保成效在变压器侧3#杆整流升压，将380V交流转为±375V直流输电，中间加设两条650m的70mm2绝缘线进行直流输电，在靠近末端低电压用户的11#杆逆变稳压，将±375V直流电转为380V交流电输出电压合格的三相交流电并联到末端主线路设备安装就绪后，监测数据显示，最末端用户的电压长期维持在198V以上，低电压问题已得到有效缓解，显著提升了客户用电体验。二、主要做法与实践四川省内江市东兴区“中棚村4#公变”台区大约1天完成设备的安装和调试，各项工作开展实施顺利。完工后，营销用户采集系统中选取台区低电压两位用户，查看不同用电时段电压曲线，可明显看出，治理前后用户1、用户2的监测电压分别从189.7V提升至208.1V、202.8V提升至220.1V，电压提升效果显著。1.经济效益分析物资明细投资金额（万元）传统台区改造1.油浸式变压器及辅材。2.10kV架空线路。3.低压架空线。4.工程施工用料。柔性直流综合调压改造1.柔性直流综合调压装置。2.低压架空线及含辅材。该方案可在不改变原有网架结构的情况下，运用柔性直流综合调压系统，提升了输电功率和输电距离，且施工成本相对较低，给电网建设带来可观的经济效益。在农村山区台区低电压改造治理方案过程中，相较于新增布点，柔性直流综合调压系统合计投资金额为传统投资方案的60%左右，周期仅需要1.0天即可完成，极大降低了公司的建设成本。2.社会效益分析该方案解决台区用户侧电能质量不佳，供电能力不足等用电难题，改善民生，提升人民生活幸福感，为国家乡村振兴提供坚强有力的技术保障。同时，可提高新型电力系统对新能源的接纳度，有效助力国家光伏扶贫的建设任务。三、成效与创新遵循“投资最省、方案最优、建设最快、成效最好”的原则，柔性直流技术能够有效应对当前低压台区面临的低电压问题，切实提升低压台区供电品质，降低配电网建设投资。一是一改多效，高低电压同步治理通过控制逆变模块的输出电流的大小以及方向来调节整条线路的电压。能量可进行双向流动，可实现对山区低压配电网网架薄弱、供电线路长造成的低电压及高比例新能源接入造成的过电压进行治理。二是并联安装，成片治理装置通过并联入网，不影响线路本身可靠性，可带电施工，不会拉低前端电压，并且逆变接入点前后范围内低电压均可治理。负荷轻载时可采用休眠模式降低自身损耗。三是直流配电，降低损耗交直流混合配电，降低线路损耗。采用±375V直流输电，相比于220V交流电,电压提高3倍，电流降为1/3，线路损耗降为1/9。同时，直流线路允许压降超过150V，为交流的7倍，相同功率下，供电半径可提高20倍以上。四、总结与建议（一）典型应用场景本案例所采用的柔性直流技术尤其适用于以下典型场景：山区及偏远农村长线路供电：针对供电半径超过常规标准、线路阻抗大、传统改造方式成本高的台区，可通过直流输电有效延长供电距离，解决末端低电压问题。分布式光伏高渗透接入区域：在光伏安装比例较高的农村地区，柔性直流系统能够双向快速调节电压，有效抑制因光伏反送电引起的过电压问题，同时解决传统负荷时期的低电压问传统网架改造困难区域：在通道受限、地理环境复杂、投资有限的区域，该技术可作为传统台区新建或改造的有效替代和补充方案。对供电质量要求较高的敏感负荷用户：如养殖场、农产品加工点等，柔性直流技术可提供更稳定、合格的电压，保障生产设备的可靠运行。（二）技术局限性分析尽管柔性直流技术在上述场景中优势明显，但也存在一定的局限性：初始设备投资相对较高：核心电力电子变流设备成本目前仍高于常规交流配电设备。对运维技术能力要求高：系统的稳定运行依赖于成熟的控制保护策略，对运维人员的专业技能提出了更高要求。适用规模的经济性：在当前成本下，更适用于特定疑难台区的治理，在大范围全域改造中与传统方式相比，经济性优势需根据具体条件详细评估。（三）总结与展望综上所述，柔性直流技术是解决特定配电网疑难电能质量问题的一种高效、创新的技术手段。它在长线路、高阻抗、新能源渗透率高以及网架改造受限的典型场景下，展现出传统方案所不具备的技术独特性和经济性。随着电力电子技术成本的进一步下降和设备可靠性的持续提升，电压综合治理能力符合新型配电系统的发展方向。建议以四川内江等典型地区为试点