陳松波，羅偉彬，梁唐杰

(1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠(yuǎn)供電局，廣東 清遠(yuǎn) 511500；2.佛山電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528200)

0 引言

連南瑤族少數(shù)民族自治縣位于中國(guó)廣東省西北部，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，是廣東省主要的貧困縣之一。連南具有豐富的水電、光伏發(fā)電資源。境內(nèi)溪河縱橫，水電站星羅棋布；年日照天數(shù)達(dá)234 d，年平均日照時(shí)數(shù)1 549.6 h，天然光照條件充足、光熱資源豐富，是建設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)的理想?yún)^(qū)域。

南方電網(wǎng)公司印發(fā)《南方電網(wǎng)公司關(guān)于學(xué)習(xí)貫徹落實(shí)黨的十九大精神推進(jìn)2018年全面深化改革的實(shí)施意見》，要求深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，著力解決發(fā)展不平衡、不充分問題，大力推進(jìn)清潔能源消納，大力補(bǔ)齊農(nóng)村電網(wǎng)短板。這就要求電網(wǎng)企業(yè)必須把握新時(shí)代特點(diǎn)，深刻認(rèn)識(shí)我國(guó)社會(huì)主要矛盾的變化，把滿足人民追求美好生活的電力需要作為一切工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，著力解決好電網(wǎng)發(fā)展不平衡、不充分的問題，讓廣大人民群眾從“用上電”到“用好電”，持續(xù)提升電能質(zhì)量、供電可靠性和供電能力。

落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，協(xié)同政府做好電力行業(yè)扶貧和定點(diǎn)扶貧工作，并結(jié)合美麗鄉(xiāng)村、光伏扶貧等國(guó)家政策[1-2]，本文對(duì)連南試點(diǎn)區(qū)域提出光儲(chǔ)微電網(wǎng)升級(jí)改造方案，并對(duì)試點(diǎn)方案進(jìn)行投資估算及效果分析。實(shí)踐應(yīng)用結(jié)果表明：所提出的改造方案對(duì)改善農(nóng)村電能質(zhì)量和供電可靠性，使用戶從“用上電”到“用好電”，具有重大的參考價(jià)值及推廣意義。

1 連南電網(wǎng)概況

1.1 電源方面

1) 主網(wǎng)電源單線單變。連南地區(qū)大量10 kV線路電源存在單線單變現(xiàn)象，其電源站點(diǎn)主網(wǎng)不滿足N-1校驗(yàn)，一旦電源主網(wǎng)受災(zāi)斷電將需要較長(zhǎng)的復(fù)電時(shí)間。

2) 分布式電源成分單一。分布式電源以小水電為主，主要由小水電組成的分布式電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊和影響均較大。

3) 負(fù)荷需求不匹配。小水電數(shù)量多、布點(diǎn)散，難控制；部分區(qū)域存在小水電過于集中，豐水期危及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)和用戶設(shè)備安全運(yùn)行問題；小水電分布與負(fù)荷需求不匹配，不利于小水電自身的安全可靠消納；部分水電接入線路存在發(fā)供混用情況，不利于電網(wǎng)安全運(yùn)行。

1.2 電網(wǎng)方面

1) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)薄弱。連南縣內(nèi)大片地區(qū)只由單一110 kV變電站或35 kV變電站供電，而且35 kV站點(diǎn)少，導(dǎo)致供電區(qū)域過大，配電網(wǎng)以10 kV為主，35 kV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)薄弱。

2) 單輻射線路多。10 kV線路采用單輻射型接線模式比例較高，單輻射型線路在線路故障時(shí)，將造成大規(guī)模停電，供電可靠性較低。

3) 供電半徑較長(zhǎng)。部分輻射型線路供電半徑大于相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在用電高峰期由于線路壓降容易造成線路末端電壓偏低。

1.3 供用電方面

1) 電能質(zhì)量問題。部分低壓臺(tái)區(qū)存在電壓質(zhì)量不合格、三相不平衡、電壓波動(dòng)等電能質(zhì)量問題，部分臺(tái)區(qū)存在線損率高、負(fù)荷季節(jié)性、節(jié)日性變化較大的特點(diǎn)，配電變壓器未處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

2) 供電可靠性低。由于部分區(qū)域單線單變問題，不能滿足N-1，供電可靠性較差。

1.4 設(shè)備運(yùn)維方面

1) 線路故障率高。連南地形以山地為主，10 kV公用線路48回，總長(zhǎng)度約為567.21 km，多數(shù)架空線路長(zhǎng)度長(zhǎng)，運(yùn)行條件復(fù)雜，影響線路安全運(yùn)行的因素多。

2) 故障定位困難、復(fù)電時(shí)間長(zhǎng)。連南地區(qū)線路處于山區(qū)，地形條件復(fù)雜、受環(huán)境氣候影響明顯，電力走廊內(nèi)自然環(huán)境(地形、地質(zhì)、植被)、人類活動(dòng)(魚塘、農(nóng)田、施工等)復(fù)雜多變，不可避免地受到自然環(huán)境及人為因素的雙重影響，發(fā)生故障時(shí)難以定位、導(dǎo)航到故障點(diǎn)，復(fù)電時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)維難度大。

1.5 通信方面

1) 通信制式落后。配網(wǎng)線路目前通信方式以無線公網(wǎng)為主，租用設(shè)備通信制式落后，對(duì)無公網(wǎng)信號(hào)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，光纜無法鋪設(shè)，通道及設(shè)備巡檢受到限制，不能滿足配網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

2) 通信可靠性低。連南山區(qū)無線公網(wǎng)覆蓋率低，電力通信專網(wǎng)通信覆蓋亦不足，通信可靠性低。

2 解決思路

針對(duì)上述問題，圍繞“用上電、用好電”的核心要求，提出以下解決思路：

1) 連南地區(qū)分布式電源數(shù)量眾多，發(fā)供電線路共用，電源分布與負(fù)荷需求不匹配，不利于電能的安全可靠消納。建立微網(wǎng)系統(tǒng)并對(duì)分布式電源配置適當(dāng)容量的儲(chǔ)能及控制系統(tǒng)[3-4]，在改善電壓質(zhì)量、提高供電可靠性的同時(shí)，建設(shè)低碳節(jié)能智能電網(wǎng)。

2) 目前連南地區(qū)分布光伏發(fā)電快速增長(zhǎng)，可考慮將這些清潔能源對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充，使用虛擬同步電機(jī)技術(shù)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，主動(dòng)支撐電網(wǎng)頻率、電壓波動(dòng)，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3)連南地區(qū)多山地區(qū)無線通信可靠性差，地廣人稀、負(fù)荷小，現(xiàn)狀采用光纖通信成本高，安裝施工不方便，投資效益不理想。使用通用分組無線業(yè)務(wù)(general packet radio service，GPRS)的同時(shí)試點(diǎn)使用中壓載波通信技術(shù)，以電力線本身作為通信媒介，無需另設(shè)通信通道，具有實(shí)施方便、投資效益高等優(yōu)勢(shì)。

3 光儲(chǔ)微電網(wǎng)升級(jí)改造實(shí)際案例

選取典型10 kV線路進(jìn)行光儲(chǔ)微電網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)，消納分布式電源，同時(shí)在線路上選取臺(tái)架變進(jìn)行低壓三相不平衡及低電壓綜合治理。

3.1 試點(diǎn)線路現(xiàn)狀分析及存在問題

3.1.1 線路現(xiàn)狀

試點(diǎn)10 kV線路位于連南北部山區(qū)，全線均為架空線。線路裝接容量較小，變壓器容量總計(jì)795 kV·A，最大容量變壓器為315 kV·A鎮(zhèn)府公變，另有200 kV·A坑口公變1臺(tái)，其余均為100 kV·A以下變壓器，最小變壓器容量為10 kV·A。鎮(zhèn)府公變共接入用戶180戶，坑口公變接入用戶73戶，合計(jì)占線路用戶總數(shù)約60%，用戶相對(duì)集中。線路負(fù)載較低，2017年線路最大電流11 A，各公用變壓器年平均負(fù)載率均值約為20%。距離10 kV出線端最遠(yuǎn)的獅頸公變8 224 m。用戶計(jì)劃建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目250 kW(p)。

3.1.2 存在問題分析

10 kV存在問題包括：

1) 電源方面。上級(jí)電源屬于單線單變供電，無可環(huán)網(wǎng)電源和線路，供電可靠性較差，加上線路處于山區(qū)及重冰區(qū)，主網(wǎng)一旦失電復(fù)電時(shí)間長(zhǎng)。此外，試點(diǎn)線路目前已有用戶計(jì)劃投資光伏項(xiàng)目250 kW(p)，可為光儲(chǔ)微電網(wǎng)提供電源。

2) 供電質(zhì)量方面。試點(diǎn)線路屬于輻射型接線，無可轉(zhuǎn)供環(huán)網(wǎng)線路、不滿足N-1校驗(yàn)，供電可靠性差；線路偏長(zhǎng)，末端存在壓降，影響供電質(zhì)量。

3) 運(yùn)維搶修方面。試點(diǎn)線路地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，線路距最近的運(yùn)維班組超過30 km，線路故障多由于氣象災(zāi)害造成，一旦停電發(fā)電車無法及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行臨時(shí)供電，客戶停電投訴長(zhǎng)期存在。

4) 饋線自動(dòng)化方面。試點(diǎn)線路未配置饋線自動(dòng)化設(shè)備，自動(dòng)化程度低。

綜合以上特點(diǎn)，試點(diǎn)線路具備連南地區(qū)中壓電網(wǎng)的典型問題，適合進(jìn)行微電網(wǎng)建設(shè)試點(diǎn)，在改善該線路供電可靠性和電能質(zhì)量的同時(shí)，該試點(diǎn)改造工程能為未來偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)改造和規(guī)劃建設(shè)積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

低壓臺(tái)區(qū)存在問題包括：

1) 電能質(zhì)量。低壓線路末端電壓偏低。

2) 三相不平衡。配變負(fù)載率較低，線路臺(tái)區(qū)三相不平衡現(xiàn)象普遍。所有公用變壓器三相不平衡度均超過15%，三相不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重。三相不平衡會(huì)造成變壓器和線路損耗增加，有功功率降低，使變壓器局部發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀變壓器和用戶設(shè)備。

3) 檢修維護(hù)。試點(diǎn)線路為輻射型線路，無可轉(zhuǎn)供環(huán)網(wǎng)線路、不滿足N-1校驗(yàn)，供電可靠性低。位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，線路故障后檢修難度高，復(fù)電時(shí)間長(zhǎng)，缺乏備用電源作為支撐，用戶用電體驗(yàn)差。

3.2 升級(jí)改造方案

3.2.1 總體思路

開展光儲(chǔ)微電網(wǎng)建設(shè)，配合用戶計(jì)劃建設(shè)的光伏發(fā)電項(xiàng)目，建設(shè)由分布式光伏虛擬同步電機(jī)、儲(chǔ)能調(diào)控系統(tǒng)、微電網(wǎng)綜合控制器組成分層級(jí)的分布式電源微網(wǎng)綜合控制系統(tǒng)。

微網(wǎng)堅(jiān)持“指標(biāo)最優(yōu)、儲(chǔ)能容量最小、成本最小”3個(gè)基本原則，根據(jù)微電網(wǎng)系統(tǒng)分布式電源的裝機(jī)容量及接入負(fù)荷大小和性質(zhì)，確定孤島模式或并網(wǎng)模式下的邊界約束、仿真預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算分布式電源孤島模式或并網(wǎng)模式下同一時(shí)段發(fā)電功率和負(fù)荷需求的電量差，從而得到多種運(yùn)行模式下微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量及相應(yīng)的集成設(shè)計(jì)方案。根據(jù)微電網(wǎng)需求合理配置儲(chǔ)能裝置的容量與布點(diǎn)，使儲(chǔ)能系統(tǒng)具備一定程度和范圍的功率調(diào)節(jié)能力；儲(chǔ)能系統(tǒng)接入到各分布式電源出口處，根據(jù)分布式電源發(fā)電功率、負(fù)荷用電功率及電能調(diào)節(jié)的要求，實(shí)時(shí)改變輸入和輸出功率。

3.2.2 微電網(wǎng)建設(shè)方案

試點(diǎn)線路綜合考慮用戶計(jì)劃建設(shè)光伏項(xiàng)目，其適合采用集中式光儲(chǔ)模式。

1) 容量及接入位置的選取[5-6]。

考慮到試點(diǎn)線路及配變負(fù)載率均較低，2017年線路年最大電流11 A，線路平均負(fù)載率低于10%。說明試點(diǎn)線路峰值負(fù)荷約190 kV·A，年平均負(fù)荷低于80 kV·A，考慮未來負(fù)荷增長(zhǎng)及線路損耗，在試點(diǎn)線路配置250 kW具備虛擬同步發(fā)電機(jī)功能的潮流控制器，儲(chǔ)能DC/DC變流器及光伏DC/DC變流器均接入潮流控制器的直流側(cè)，實(shí)現(xiàn)功率的聯(lián)合調(diào)度。

配合用戶計(jì)劃建設(shè)的光伏發(fā)電項(xiàng)目，綜合考慮用戶計(jì)劃建設(shè)光伏項(xiàng)目適合采用集中式光儲(chǔ)模式。針對(duì)用戶計(jì)劃建設(shè)150 kW光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)以0.3 C放電倍率充放電時(shí)對(duì)儲(chǔ)能電池的壽命最優(yōu)，且放電深度一般為儲(chǔ)能容量的80%左右，因此考慮配置250 kW·h磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)通過一臺(tái)315 kV·A箱式升壓變壓器升壓后接入金獅線。同時(shí)，為避免離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)大功率負(fù)荷通過輸電線路遠(yuǎn)距離傳輸造成損耗，儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)的接入位置選取在圖1所示位置。

圖1 光儲(chǔ)微電網(wǎng)改造方案Fig.1 Reconstruction scheme of microgrid with photovoltaic and stored energy

2) 運(yùn)行方式[7]。

① 正常并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，3處光伏發(fā)電系統(tǒng)均按最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking,MPPT)最大功率發(fā)電控制模式運(yùn)行，所發(fā)電量采用全額上網(wǎng)計(jì)量模式，儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)胤骞入妰r(jià)或用電高峰、低谷期由系統(tǒng)配置的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)能充放電功率控制，采用低谷期有效充電、高峰期有效放電的運(yùn)行模式，滿足就近負(fù)荷所需，減少大功率負(fù)荷的遠(yuǎn)距離傳輸。

② 在上級(jí)變電站35 kV側(cè)失電或10 kV開關(guān)柜故障造成整條線路失電時(shí)，由系統(tǒng)配置的安全并離網(wǎng)接口裝置和交直流潮流控制器進(jìn)行配合，檢測(cè)試點(diǎn)線路10 kV開關(guān)柜網(wǎng)側(cè)電壓及頻率。其發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)跳開出線開關(guān)，將試點(diǎn)線路轉(zhuǎn)換為離網(wǎng)運(yùn)行模式。離網(wǎng)運(yùn)行期間檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)電壓恢復(fù)時(shí)可選擇自動(dòng)恢復(fù)并網(wǎng)和手動(dòng)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行模式，兩種模式均為潮流控制器進(jìn)行準(zhǔn)同期逼近后經(jīng)安全并離網(wǎng)接口裝置準(zhǔn)同期判別滿足條件后同期合閘，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。

③ 試點(diǎn)線路某點(diǎn)發(fā)生接地或短路故障時(shí)，由系統(tǒng)配置的安全并離網(wǎng)接口裝置和交直流潮流控制器進(jìn)行配合，及時(shí)跳開出線開關(guān)。如果系統(tǒng)判別仍未消除，則交直流潮流控制器停機(jī)。經(jīng)故障判別及有效隔離后，可啟動(dòng)交直流控制器并運(yùn)行在虛擬同步發(fā)電機(jī)模式下，滿足非故障區(qū)域內(nèi)負(fù)荷需求，保證用戶的相對(duì)持續(xù)用電需求。

④ 鎮(zhèn)府公變和獅頸公變處用戶計(jì)劃建設(shè)的光伏發(fā)電系統(tǒng)由逆變器自身保護(hù)功能完成有效的過流、過壓、過頻、欠頻、絕緣異常、三相不平衡及孤島檢測(cè)等功能。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不需要進(jìn)行控制；離網(wǎng)運(yùn)行期間，當(dāng)系統(tǒng)光伏發(fā)電功率之和大于負(fù)荷需求，且儲(chǔ)能系統(tǒng)已充滿時(shí)，由系統(tǒng)配置的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行限功率控制，以保持系統(tǒng)離網(wǎng)能量平衡。

3.2.3 中壓架空線故障精準(zhǔn)定位方案

試點(diǎn)線路主干線路長(zhǎng)達(dá)8 km左右，干線架設(shè)于交通不便的偏遠(yuǎn)山區(qū)，地形復(fù)雜不適合進(jìn)行全線巡查，山區(qū)巡檢往往伴隨各種次生災(zāi)害，威脅巡檢人員的安全?？紤]到試點(diǎn)線路架設(shè)環(huán)境，為快速定位故障位置，降低檢修難度，減少故障檢修造成的停電時(shí)長(zhǎng)并改善用戶用電體驗(yàn)，計(jì)劃在試點(diǎn)線路上安裝故障定位系統(tǒng)。試點(diǎn)線路含有主干線1段，公用短支線2段，專用長(zhǎng)支線2段(已停運(yùn))，計(jì)劃使用故障定位系統(tǒng)主干線和公用短支線，按定位精度分為故障精確定位區(qū)段和故障區(qū)間定位區(qū)段。

1) 故障精確定位區(qū)段：計(jì)劃選取試點(diǎn)線路主干線作為精確定位區(qū)段。在#1桿和#80桿安裝精確故障定位設(shè)備各1套，共2套。由于干線較長(zhǎng)且架設(shè)環(huán)境地形復(fù)雜，檢修難度大，故障精確定位系統(tǒng)可極大地降低檢修定位難度，為復(fù)電爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。

2) 故障區(qū)間定位區(qū)段：由于不存在長(zhǎng)支線的情況，暫不考慮配置區(qū)間定位。

3.2.4 系統(tǒng)通信及主站建設(shè)方案

終端采集的信號(hào)通過4G/加密專網(wǎng)無線傳輸方式將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸給位于縣供電局的后臺(tái)中心站監(jiān)測(cè)軟件，中心站通過終端傳回的監(jiān)測(cè)信號(hào)對(duì)故障進(jìn)行診斷，并將診斷結(jié)果通過Web終端或短信及時(shí)通知運(yùn)維人員，使線路維護(hù)人員隨時(shí)掌握線路的運(yùn)行情況，能及時(shí)定位配電線路精確的故障位置，幫助故障后快速定位故障點(diǎn)和恢復(fù)供電。

3.2.5 電力通道及設(shè)備智能巡檢建設(shè)方案

計(jì)劃對(duì)試點(diǎn)線路周邊環(huán)境及氣候進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)影響線路安全運(yùn)行的自然環(huán)境、人為因素進(jìn)行收集、分類，并結(jié)合連南地區(qū)少數(shù)民族生產(chǎn)、生活習(xí)慣進(jìn)行分析，制定差異化、分區(qū)段運(yùn)維策略。

1) 微氣象監(jiān)控區(qū)段。

對(duì)線路通道經(jīng)埡口區(qū)段，安裝微氣象在線監(jiān)測(cè)裝置，采集溫度、濕度、降雨量、風(fēng)速風(fēng)向等數(shù)據(jù)，終端采集的信號(hào)通過4G/加密專網(wǎng)無線傳輸方式將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸給位于連南供電局的后臺(tái)軟件，為覆冰預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐。

2) 近場(chǎng)檢測(cè)及警示監(jiān)控區(qū)段。

對(duì)線路通道周邊有采石場(chǎng)、建房、魚塘、偷盜、耕作等區(qū)段，安裝進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)及警示監(jiān)控裝置。當(dāng)人員或動(dòng)物靠近時(shí)，發(fā)出聲光告警，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)圖片通過4G/加密專網(wǎng)無線傳輸方式將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸給位于連南供電局的后臺(tái)軟件，后臺(tái)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)視與語(yǔ)音警告，防范人為外力破壞事件的發(fā)生。

3) 影響線路運(yùn)行的自然因素分析。

考慮到線路架設(shè)環(huán)境，需要對(duì)通道周邊的局部地貌、地質(zhì)情況、土地覆蓋等進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取與分析。數(shù)據(jù)獲取的途徑是充分應(yīng)用前期設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)采集和遙感影像，并通過光譜分析的方法進(jìn)行提取。

3.2.6 低壓三相不平衡及電壓綜合治理方案

試點(diǎn)線路配變負(fù)載率較低，線路臺(tái)區(qū)三相不平衡現(xiàn)象普遍。三相不平衡會(huì)造成變壓器和線路損耗增加、有功功率降低，使變壓器局部發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀變壓器和用戶設(shè)備[8]。為治理三相不平衡，保護(hù)電力設(shè)備，提高供電質(zhì)量，選取位于線路最末端公變臺(tái)區(qū)作為低壓三相不平衡治理的試點(diǎn)，選取理由如下：

1) 試點(diǎn)臺(tái)區(qū)由于低壓負(fù)荷不均衡導(dǎo)致三相不平衡度高，具備低壓三相不平衡治理的典型條件；

2) 試點(diǎn)臺(tái)區(qū)位于線路末端，易受末端低電壓現(xiàn)象的影響，適合電壓綜合治理；

3) 用戶計(jì)劃在試點(diǎn)臺(tái)區(qū)公變低壓側(cè)安裝光伏電源，為減小光伏電源對(duì)低壓側(cè)造成的沖擊影響，同時(shí)方便項(xiàng)目同期建設(shè)，適合同步實(shí)施低壓綜合治理措施。

4 投資估算及效果分析

4.1 升級(jí)改造方案

試點(diǎn)線路光儲(chǔ)微電網(wǎng)升級(jí)改造總投資443.6萬元，其中，250 kW(p)光儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)333.3萬元，微網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)69.5萬元，中壓架空線路故障定位系統(tǒng)16.4萬元，電力通道及設(shè)備智能巡檢(硬件部分)16.4萬元，電力通道及設(shè)備智能巡檢(硬件部分)12萬元。

4.2 效果分析

通過在連南偏遠(yuǎn)山區(qū)建設(shè)光儲(chǔ)微電網(wǎng)，并同時(shí)開展中壓線路故障定位系統(tǒng)建設(shè)和低壓三相不平衡治理，預(yù)期可達(dá)到以下效果：

1) 提高供電可靠性，減少故障停電時(shí)間。

在變電站故障或10 kV配電線路故障時(shí)可通過安全并網(wǎng)接口裝置及時(shí)跳開分布式光儲(chǔ)電站的并網(wǎng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)電站帶就地負(fù)荷的離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，提高供電可靠性。

在電網(wǎng)故障停電情況下，通過光儲(chǔ)微電網(wǎng)孤島運(yùn)行方式向客戶提供約24 h應(yīng)急備用電源，為電網(wǎng)故障排除及復(fù)電爭(zhēng)取必要的時(shí)間，由此實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)線路(10 kV金獅線全線)、試點(diǎn)臺(tái)區(qū)(牛頭公用臺(tái)區(qū)、甘白公用臺(tái)區(qū))戶年平均停電時(shí)間大幅減低，減少客戶停電投訴率。

建立配電網(wǎng)通道及設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)，結(jié)合線路健康度、重要度和管控級(jí)別，加強(qiáng)對(duì)走廊內(nèi)線路設(shè)備、外力破壞隱患點(diǎn)和特殊區(qū)域的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，制定特殊時(shí)期、特殊氣候、特殊區(qū)段的線路巡視策略，采用信息化技術(shù)手段確保巡視管控質(zhì)量，降低自然災(zāi)害和人為損壞對(duì)線路運(yùn)行構(gòu)成的威脅，及時(shí)處置隱患，提高供電可靠性。

2) 實(shí)現(xiàn)中壓架空線路故障快速、精準(zhǔn)定位。

實(shí)現(xiàn)10 kV中壓架空線路不同故障類型的判別，故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位，有助于快速定位故障與復(fù)電；解決巡檢困難地區(qū)故障快速定位難題，有效縮短故障排查與恢復(fù)時(shí)間，縮小用戶停電范圍。

3) 治理低壓三相不平衡問題，降低不平衡損耗。

實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)臺(tái)區(qū)低壓三相不平衡電流動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、無功功率補(bǔ)償和諧波電流補(bǔ)償，明顯改善低壓供電質(zhì)量，降低因三相負(fù)荷不平衡造成的附加損耗。

4) 改善電壓質(zhì)量，提高電壓綜合合格率，降低綜合線損率。

一方面，通過微電網(wǎng)潮流控制器控制技術(shù)對(duì)分布式電源有功率、無功功率的出力進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，在用電高峰期分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)可增加出力，以減少輸電線路功率傳輸水平，減少輸電線路末端電壓下降。另一方面，三相不平衡補(bǔ)償裝置在對(duì)臺(tái)區(qū)低壓三相不平衡電流動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，數(shù)字信號(hào)處理(digital signal processing，DSP)控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)補(bǔ)償點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)，并判斷補(bǔ)償點(diǎn)電壓是否超過設(shè)定值：超過電壓上限Umax時(shí)，此裝置輸出感性電流，補(bǔ)償點(diǎn)電壓降低；當(dāng)?shù)陀陔妷合孪轚min時(shí)，此裝置輸出容性電流，補(bǔ)償點(diǎn)電壓提升。最終使各相電壓穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)，發(fā)揮低壓側(cè)電壓支撐作用，提高電壓綜合合格率，降低綜合線損率。

5) 促進(jìn)分布式綠色能源消納，增加線路供電能力。

采用分布式電源的微電網(wǎng)建設(shè)模式，促進(jìn)分布式綠色能源就地消納，效益明顯。經(jīng)測(cè)算，本項(xiàng)目光儲(chǔ)微電網(wǎng)全生命周期預(yù)計(jì)能產(chǎn)生發(fā)電效益約630萬元。同時(shí)由于分布式能源的就地消納，可在不增加配變?nèi)萘亢蛡鬏斁€路容量的情況下，提高線路末端供電能力，滿足更多用戶用電接入需求，減少增容和增加供電點(diǎn)的投資。

5 結(jié)論

針對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)中低壓線路長(zhǎng)、末端電壓低、供電可靠性差的問題，結(jié)合本地豐富的光伏資源，提出了“光儲(chǔ)微電網(wǎng)升級(jí)改造”與“三相不平衡治理”相結(jié)合的綜合升級(jí)改造方案;采用“架空線故障精準(zhǔn)定位”和“電力通道及設(shè)備智能巡檢”后，可顯著改善電能質(zhì)量和供電可靠性，從而使用戶實(shí)現(xiàn)從“用上電”到“用好電”。此外，本文方案還可解決分布式電源無序上網(wǎng)難題，有效提升能源的綜合利用效率，提出的綜合建設(shè)改造方案具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。