对于电力系统来说，负荷功率及发电机组出力均是时变的，运行方式不同，网络结构也不同。系统故障、线路参数、负荷功率变化等均会引起电力系统功率的不平衡，这正是引起系统电压偏离标称值的根本原因。不计线路分布电容影响时，供电线路的等值电路如图1所示。

    线路首末端电压损失△U的近似表达式为

    由式（1）可知，供电线路电压损失主要与负荷功率、网络参数等因素有关。
    （1）负荷功率。对于低压线路来说，包括有功功率P和无功功率Q，功率越大，线路电压损失越大。
    （2）网络参数。如配电线路输送距离太长，输送容量太大及导线截面积太小等，这些都会增大线路电阻R和电抗X，导致电压损失增加。

    1 低电压现象分析
    1.1负荷功率引起的低电压
    近年来，低压配电网的负荷种类及容量大大增加，用电负荷对线路电压损失影响较大，且具有较为复杂的特性。①日周期特性，即白天用电低谷时段负荷功率较小，线路电压损失也较小；夜间用电高峰时段负荷功率很大，线路电压损失也较大。②季节特性，即夏、冬两季大量的制冷供暖负荷及过节等大功率用电负荷集中使用的时期，线路电压损失异常严重，台区末端电压过低。
    1.2系统短路容量引起的低电压
    短路容量是表征电力系统特性的一个重要参数，不仅反映了系统带负荷的能力和电压稳定性，也表明了短路点与电力系统电源之间联系的强弱。增大系统的短路容量，可以有效降低线路电压损失。
    1.3线路阻抗引起的低电压
    配电网输电距离过长、导线的截面积过小等都会导致线路阻抗过大。由式（1）可以看出，当系统的输送容量一定时，线路阻抗越大，线路电压损失就越大。在系统短路容量和负荷容量一定时，减小线路阻抗，可以有效降低线路电压损失。

    2 电压补偿装置应用分析
    2.1电压补偿装置原理
    对于城市末端及农村低压配电网来说，整体用电负荷较小，且负荷不稳定，具有日周期特性及季节特性。如果采用增大系统短路容量或者更换线径较大的导线，所需成本较高，而且在多数时间内系统处于低负荷运行状态，会造成资源浪费。另外，考虑到有些农村地区，特别是山区的用电负荷比较分散，供电距离通常较长，所以减小供电距离的方法也不实用。
    综上考虑，宜采用在配电线路上安装电压补偿装置的方法来提升线路末端的电压。电压补偿装置提升线路末端电压的原理如图2所示。

    电压补偿装置由整流电路、储能电容及逆变电路组成。其中整流电路并联接人电网，为储能电容充电；由IGBT组成的桥式电路以串联方式接人电网，作为同步电压源。控制器实时检测线路电压，并与标称电压比对，使得电压补偿装置能够及时将线路末端电压补偿到正常水平。
    2.2补偿效果测试
    某台区供电网络如图3所示，配电变压器容量为50 kVA，供电半径约为1 600 m，用户约50户，其中1号杆到12号杆为三相四线制供电线路，12号杆到17号杆为单相供电线路。1号杆为线路始端，17号杆为线路末端，并有电力用户5户。

    该台区由于供电半径较大，导致线路末端电压跌落严重，在未安装电压补偿装置时，不能保证家用电器正常工作。在该台区12号杆处安装电压补偿装置后，在配电线路始端、电压补偿点及线路末端一天之内的电压监测结果，如图4所示。
    由于台区供电半径过大，导致线路电压损失较大，且在用电高峰时段末端电压跌落严重。从图4可以看出，安装电压补偿装置之后，线路末端电压得到了明显提升，基本达到了标称值。

    3 结论
    由于低压配电网存在供电半径大、阶段性过负荷及导线线径与供电容量不匹配等问题，导致线路末端电压跌落严重，影响到了电力用户的正常用电，给供电公司与用户均造成了较大损失。针对配电网实际，在线路上安装电压补偿装置的方法来开展低电压治理，具有较好的效果。