摘要：电力是农业生产的基础设施，是保障农业生产稳定、提高农业生产率的关键。然而由于历史原因及地理位置等因素，许多农村地区仍存在电网老化、电压不稳等问题，特别是低压问题，已成为制约农村经济发展与农民生活水平提高的重要因素。因此开展农村电网低压治理技术研究，对推动我国农村电网转型升级，实现农业现代化，具有十分重要的现实意义。笔者本篇文章主要探究基于串联电压补偿控制法的农网低电压治理综合调控技术方法，意在为农网电压的稳定提供助力。

关键词：串联电压补偿控制；农网低电压；综合调控技术

随着科学技术的进步及电力电子技术的不断进步，串行电压补偿控制作为一种有效的电压调节手段，已成为一种极具应用前景的电压稳定控制方法。该技术利用输电线上串接电压补偿装置，可在传输电流时动态调整电压值，有效地解决远端用户电压偏低的问题。与传统变压器调压、分布式发电技术相比，串补控制技术投资少、调节灵活、适用范围广，更适用于农村电网低压治理，所以探究基于串联电压补偿控制法的农网低电压治理综合调控技术为当前相关行业的热议话题[1]。

一、低电压问题产生机理

随着农村经济的发展，农民生活水平的不断提高，农村用电量也在逐年上升，特别是在农忙季节，以及农业灌溉、加工和储存的用电高峰，农村电网负荷急剧上升，当电网的设计容量无法满足实际的用电需求时，就会出现供电不足的现象[2]。

此外我国农村地区幅员辽阔，电网覆盖面广，供电站至用户之间的输送距离也比较长，根据电力系统基本理论，当电流通过输电线时，将会产生压降，而且随着线路长度的增加，压降也会随之增大。当压降超出允许范围时，用户端将产生低压。假定传输线的总长是10千米，线路电阻是每千米0.5欧姆，如果流过线路的电流是100安培，那么由电压降计算公式 V= IR，则总电压降等于100安培×0.5欧姆/千米×10千伏=500伏特。若起始端电压为220 V，则端点电压仅为-280伏，远低于标准电压值，实际运行中需采取措施降低压降，以保证电网的安全稳定运行。另外我国农村电网建设时间较长，线路老化，维修保养不到位，造成了传输效率的下降，电网老旧线路由于电阻增加和接触不良而导致电压下降，出现低压现象。一些农村电网采用的是较为落后的单相或者三相不对称供电方式，当负荷过大或者不对称时，很容易出现电压失稳，从而导致低压的产生，还有电网设计与规划不当，如变压器容量选择不当，亦会造成供电容量不足而引发低压。

二、基于串联电压补偿控制法的农网低电压治理综合调控技术应用

（一）串联补偿装置优化配置数学模型

有必要建立一套能准确反映电网运行状态及电压分布特性的数学模型，然后引入串联补偿装置，构建目标函数，使电网电压偏差最小，进而确定最佳补偿装置位置及补偿能力。串补装置的最优配置问题，其目标函数一般是使电网电压偏差最小、补偿设备投资最小、运行费用最小化，通过对目标函数的求解，可获得包括设备安装位置和容量等关键参数在内的最优串联补偿方案。以一个具体的农村电网为例，假定电网有30个结点、5个变电所、25个负荷结点，在电网优化配置前，电网中出现了许多低压点，其最低电压值为0.85倍，远低于国家规定的0.9倍下限。为改善电网电压品质，利用串补装置优化配置数学模型加以治理，在模型求解过程中，综合考虑各负荷节点电压灵敏度及电网负荷分布特点，确定串联补偿装置安装于2、8、15节点效果最好，经过优化计算，得到2、8、150、200 kV的补偿容量。模拟结果表明，电网各节点电压均达到国家标准，最低电压可提高到0.92倍，提高了电网运行效率，提高了电能质量。另外对串联补偿前后的运行费用进行对比分析，结果表明在增加初投资的情况下，农村电网因电压质量改善而线损降低，从而降低了长期运行时的能源消耗，因此 对串补装置进行优化配置，既可提高电网电能质量，又可获得较好的经济效益[3]。

（二）考虑补偿影响及负荷特性的线路潮流计算

要应用该技术，首先要对已有电网进行全面的负荷特性分析，这就要求对农村电网各节点进行电压、电流、功率因素等关键参数的采集与分析，找出导致低电压的根源，如当输电线的终端电压低于标准值（一般为额定电压的90%）时，可考虑采用串联电压补偿控制方法。实践中，长距离乡村输电线长度可达几十公里，在输电过程中，由于电阻、电抗等因素的影响，电压沿线路方向逐渐减小，为了对电压降进行补偿，可在线路的某一节点上加装串联电压补偿器，当线路额定电压为10千伏时，补偿器必须提供1千伏的电压增益。在电力系统潮流计算中，必须对经过补偿器的各节点电压、电流进行重新计算，需要考虑补偿效应和负载的特点，保证计算结果的准确。利用潮流计算软件，把补偿器看作是一个特殊的电源，经过迭代运算，最后确定了各节点的电压、电流。例如，将串联补偿器安装在输电线路中点，两端负荷分别为500千瓦、300千瓦，功率因数为0.9，若不计补偿装置，经潮流计算后，可得出导线端电压降至8.5 kV以下，低于标准值。通过对补偿装置的重新计算，发现经补偿后的接线端电压可提高至9.5千伏，电压等级得到有效改善。同时指出，采用串联电压补偿控制并不是一劳永逸的，随着农村电网负荷的改变，补偿器可能要根据不同的运行工况进行调整，因此该技术的应用必须与电网实时监测与动态调整机制相结合，才能保证电网的灵活稳定运行[4]。

（三）补偿装置安装位置、容量优化配置算法

农村电网结构复杂，负荷分布不均匀，经常出现电压不足的情况，为了准确地确定补偿装置的安装位置，通常将潮流分析与灵敏度分析结合起来。可采用基于潮流分析的电力系统优化设计方法，或结合采用灵敏度分析方法，评估各节点处的电压提升效果，并最终确定最佳安装位置。如对100个结点的农村电网，经过分析，发现第45个结点由于距离变电站较远，负荷较大等原因，电压下降幅度最大。电力系统容量最优分配算法是根据电网实际运行数据，通过数学优化模型确定的，在此过程中，需要兼顾补偿设备的造价、电网的安全运行和电压质量的提高。遗传算法是一种有效的方法，它模拟自然选择与遗传机制，以求最佳解，例如，将补偿装置安装在上述45节点上，利用遗传算法进行优化，可得到500 kVA的最佳容量，该容量既可以有效地解决节点电压不足的问题，又能兼顾设备投资及运行费用，保证经济效益。以典型农村电网为例，假定网格内有150个节点，各种农业用电、生活用电负荷分布，通过对电力系统潮流的分析，发现第75、120节点的电压下降情况最为严重。通过灵敏度分析，进一步证实了在这两个节点设置串联电压补偿器，可以有效地提高电网整体电压质量。将遗传算法应用于电力系统容量优化，结果表明在第75节点装设400千伏安的补偿装置，在第120节点装设600 kVA的补偿装置，可取得最好的经济效益与电压改善效果[5]。

结束语

综上所述，采用串联电压补偿控制的农村电网低压综合调控技术，不仅具有实用价值，而且具有较好的应用前景。该技术不仅能提高电力利用率，降低能耗，而且能促进农村经济发展，提高农民生活水平。随着技术的不断进步与完善，串联型电压补偿控制技术必将在农村电网的改造与升级中发挥更大的作用，为我国农村电网的现代化建设做出自己的贡献。

参考文献

[1]周毅. 基于数据可视化低电压综合治理体系的构建及应用[J]. 电工技术，2024，（02）：124-126+129.

[2]王连辉，黄超艺，王呈杰. 农村配变台区低电压成因与治理方案[J]. 电力安全技术，2023，25（12）：41-45.

[3]刘文松，李煜，彭中山，皇甫晨晨，顾鑫. 配电网台区低电压治理策略研究[J]. 电气应用，2023，42（11）：43-49.

[4]夏辉. 基于一致性算法的用户末端低电压串联补偿控制方法[J]. 信息与电脑（理论版），2023，35（22）：23-25.

[5]何炬. 低电压全流程治理机制探讨[J]. 电工技术，2023，（11）：91-93+96