DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 3. 实验结果与分析 3.1. 热循环工质入口温度对于混合污垢的影响 在冷循环流体温度为14℃，流速为0.7 m/s的条件下，对流速为0.2 m/s的人工配置混合溶液F在不同温度(即实验组①②③)下实验，得出三组数据，分别如图3所示。实验发现，经过一定的时间不同热循环入口温度条件下污垢热阻均达到渐近值，并且随着入口温度的不同污垢热阻渐近值与达到污垢热阻渐近值的时间呈一定规律变化。当入口温度为21℃时，污垢热阻渐近值为1.3 × 10 − 3 m 2 ∙K∙w − 1 ，并经过60 h达到污垢热阻渐近值；入口温度为26℃时，经过40 h达到污垢热阻渐近值1.0 × 10 − 3 m 2 ∙K∙w − 1 ；入口温度为31℃时，经过37 h达到污垢热阻渐近值0.8 × 10 −3 m 2 ∙K∙w − 1 ，故随着热循环入口温度增加，污垢热阻渐近值减小，并且达到污垢热阻渐近值的时间缩短，对于结垢速率的影响可以忽略不计。 随着热循环入口温度的增加，一方面增加了人工配制混合溶液中铁细菌的生物活性，使其更易在换热器表面生长繁殖，增加了混合污垢中的微生物污垢成分；另一方面，因为二氧化硅颗粒的存在，有效降低了人工配制混合溶液的粘度，使二氧化硅颗粒不易在换热器表面沉积，减少了混合污垢中的颗粒污垢成分。实验数据表明，增加入口温度使得污垢热阻渐近值降低，所以在污垢热阻上温度的增加对于微生物污垢的影响小于颗粒污垢的作用，总体上使得混合污垢热阻降低，并且由于混合污垢热阻渐近值降低，达到污垢热阻渐近值的时间也缩短。 3.2. 冷循环水浴入口温度对于混合污垢的影响 在热循环入口温度为26℃，流速为0.2 m/s的条件下，对不同冷循环流体入口温度(即实验组②④⑤)下流速为0.7 m/s的冷循环流体进行实验，得出三组实验数据如图4所示。根据实验数据发现，随着冷循环入口温度增加，达到污垢热阻渐近值的时间增加，而对污垢热阻渐近值影响较小，对于初始的污垢热阻值几乎没有影响。 增加冷循环入口温度使冷却侧温度升高，由于微生物对于温度的敏感度高，温度的升高对于微生物生长和依附有较大的影响，铁细菌更易于附着在换热器表面，并且微生物的生长周期增长，故会出现到达污垢热阻渐近值时间延长的现象；然而，只改变冷循环侧温度，对于人工混合溶液中颗粒污垢影响较小，即并未影响混合工质的粘度以及颗粒的运输程度，并且与微生物污垢热阻相比，颗粒污垢热阻较大，所以升高冷循环侧入口温度并没有对混合污垢热阻渐近值表现出明显的规律性影响。 图3. (a) 热循环入口温度为21℃时污垢热阻随时间变化值；(b) 热循环入口温度为26℃时污垢热阻随时间变化值；(c) 热循环入口温度为31℃时污垢热阻随时间变化值；(d) 不同热循环入口温度污垢热阻实验拟合曲线 图4. (a) 冷循环入口温度为14℃时污垢热阻随时间变化值；(b) 冷循环入口温度为16℃时污垢热阻随时间变化值；(c) 冷循环入口温度为18℃时污垢热阻随时间变化值图；(d) 不同冷循环入口温度污垢热阻实验拟合曲线 3.3. 温度对于污垢质量的影响 对人工配制溶液F在不同热循环工质温度条件下实验段的质量m n 进行称量，可以得到实验段不同条件下的污垢增量Δm n ，污垢增量Δm n 随时间变化柱状图如图5(a)所示。由图发现，循环温度越高，达到污垢增量平衡所需时间越短，污垢增量越少，这是因为升高温度增加了混合工质中颗粒成分的流动性，使得混合污垢中颗粒污垢成分减少，微生物成分增加，但是由于颗粒污垢与微生物污垢相比密度较大，从污垢增量即表现出总增量Δm n 减小的趋势。 对人工配制溶液F在不同冷循环温度条件下实验段的质量m x 进行称量，可以得到实验段不同条件下的污垢增量Δm x ，污垢增量Δm x 随时间变化柱状图如图5(b)所示。由图可知，较高的水浴温度可以增加达到污垢增量渐近值的时间，与根据污垢热阻法得出的结论大体一致；并且水浴温度主要通过影响混合 图5. (a) 不同热循环温度下不同时刻混合污垢增量折线图；(b) 不同冷循环水浴温度下不同时刻混合污垢增量折线图 污垢中的微生物成分改变污垢增量，由于微生物污垢含水量高、密度小，所以表现为增加循环水温度，污垢增量的变化量较小。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 1) 温度对于以二氧化硅和铁细菌为代表的混合污垢影响明显，并且呈现一定规律，尤其是混合污垢热阻渐近值以及达到渐近值的时间，其中微生物污垢成分在此变化规律中作用明显。虽然热循环温度和冷循环温度对于混合污垢热阻的影响略有不同，但均表现出明显的趋热性。 2) 冷热循环温度对于混合污垢增量影响明显，且与污垢热阻法得出结论大致相同，但是由于微生物含水量高，密度较小等因素，改变冷循环温度对于混合污垢增量影响较小，因此综合考虑混合污垢中各部分的性质对于混合污垢研究有重要作用。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 天津近郊某地区，随着政府对景区的不断开发，当地旅游经济在近年取得飞速发展，供游客旅游住宿的农家院数量及规模逐年扩大，用电需求量大幅增加。该地区除存在传统农村电网共性问题外还存在如农家院用户用电报装信息不实，亦或是经过房屋加盖改造，原有信息未及时得到更新，导致无法准确估算台区负荷增长情况；电力改造无法跟上农家院建设速度，用电高峰期配电变压器过载严重；农家院用电负荷峰谷差较大；用电负荷不均，变压器三相不平衡等诸多问题，本文针对发现问题将开展具体研究。 关键词 :农网，农家院，负荷估算，农网改造 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 绪论 1.1. 研究背景及意义 随着我国经济的整体发展，农村地区百姓生活水平也在不断提高，空调、冰箱、热水器等家用电器保有量逐年增加，用电负荷大幅增长。据2012年9月国家电网公司履行社会责任、服务三农、建设公益品牌新闻发布会上公布消息，国家电网公司服务范围县及县以下年售电量达到1.63万亿千瓦时，占国网公司系统总售电量的53.1%。2006~2011年农村发展、农业生产(含排灌)、农村居民生活用电量年均增长率分别达到18.4%、8.3%和15.1% [ 1 ] 。 天津市近郊某地区，随着政府对辖区景区的不断开发，当地旅游经济在近年来取得飞速发展，逐步形成了借助当地自然条件优势，以重点发展文化、旅游、健康、生态休闲等产业为主的农村旅游产业带。农家院以旅游住宿为主要经营内容，普遍分布在旅游景区周边，用电负荷特征以空调、热水器等家用电器负荷为主。负荷需求主要出现在每年4~10月的节假日，负荷高峰出现在19:00~21:30。高负荷间断性特征明显，大负荷持续时间为2~3个小时。该类地区非节假日负荷为村民正常生活用电，负荷很小。经统计，节假日负荷为非节假日负荷的8~15倍，且季节性特征明显。此类农家院还存在报装随机、报装容量小、报装难以控制等特点，导致无法准确估算台区负荷增长情况，这给供电单位日常运行维护和工程规划带来了很大的困难。 1.2. 研究目的及拟解决问题 由于农网管理体制长期以来相对滞后，整体投资少，造成农网与城网相比存在技术落后，发展迟缓，供电能力不足，整体水平落后的现象。现阶段农家院密集的旅游景区依然采取原有农网改造原则，但用电负荷已远远超过了农网用电范畴。主要存在以下几个方面的问题 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ： 1) 农网设备运行年限长，老化严重，不满足运行要求的中、低压线路仍在坚持运行，配电变压器容量偏小，耗能过大。防外力等配套设施不完善，无法保证供电可靠性。 2) 网架结构不合理，负荷分配不均，中低压线路供电半径长，末端用户供电质量差，供电可靠性低。 3) 农村电网用户数量分散，负荷密度小，负荷高低存在较大差距；线路过长，且线路分支较为分散，功率因数低，受自然环境及外力影响大，使得供电可靠性及供电质量较差 [ 5 ] 。 4) 农家院用户用电报装提供的基本信息不实，亦或是经过房屋加盖改造，原有信息无法及时得到更新。 5) 电力改造无法跟上农家院建设的速度，通常是今年上报计划新增布点，明年依然变压器过载运行。 6) 农家院用电本身有季节性，时间性的分布特点，在用电高峰时变压器负载率往往很高，而在用电低谷时，则变压器大部分为空载运行，对供电设备的安全稳定运行产生很大影响。 7) 低压台区内农家院用电不均造成变压器三相负载不平衡，对配电变压器使用寿命影响大。 8) 部分农家院由于低压线路所供房间数多，负荷较大，或是导线截面偏小导致不能满足供电质量需求。 基于目前农家院旅游景区存在的以上主要问题，在对农家院旅游景区用电情况进行详细分析的基础上，通过对负荷情况的估算，结合农家院用户用电特性，总结出解决目前供电存在问题的方法，指导日后农家院旅游景区配电网的建设与改造工作。
system: [SYSTEM]

user: 2. 负荷严重低估问题分析 2.1. 典型地区变压器负载情况 为掌握不同时间周期内农家院地区变压器负载情况，选取农家院密集地区一台400 kVA变压器作为对象，通过实时数据统计分析，选取用电负荷高峰和低谷两个特征月份，结果如图1，图2所示。 图1和图2显示为该变压器8月份旅游旺季和2月份旅游淡季负载情况对比，可以明显看出负荷随季节和时间的不同，峰谷差及三相负荷不平衡情况。 图1. 8月份负荷情况 图2. 2月份负荷情况 2.2. 农家院电器情况分析 为便于对农家院旅游景区负荷情况进行分析，从三个地区中选取部分农家院，针对各农家院电器情况进行调研，如表1所示。 通过调研，可以总结出农家院中通用电器情况如表2所示。 2.3. 农家院负荷估算指标 从单位面积负荷值和单位房间负荷值两个方面进行分析，根据分析结果，确定农家院负荷估算采用的指标。 1) 为得到农家院达到饱和时的单位面积负荷值，选取三个地区中至2015年农家院覆盖率在90%以上的农家院进行分析，结果如表3所示。 由表2~表3可知，由于各地区农家院规模及所处地域的不同，导致农家院接近饱和时，不同地区单位面积负荷值相差较大，因此，采用单位面积负荷值作为农家院地区负荷估算的指标，是不适合的。 2) 为得到农家院达到饱和时的单位房间负荷值，选取三个地区中至2015年农家院覆盖率在90%以上的农家院进行分析，结果如表4所示。 由表4可知，至2015年农家院规模接近饱和时，不同地区农家院的单位房间负荷值大约均为3.2 kW，这个数值与调研数据也是一致的，因此农家院地区负荷估算的指标选取单位房间负荷值3.2 kW作为指标。 2.4. 饱和地区农家院负荷同时率的确定。 同时率(%) = 电力系统综合最大负荷/∑电力系统各组成单位的最大负荷的代数和 × 100% 《农村水电供电区电力发展规划导则》提出全国部分县级电网的同时率为0.25~0.45区间 [ 6 ] ，为准确计算饱和农家院地区负荷同时率，选取毛家峪和常州两个村。2015年毛家峪村各农家院最大用电负荷之和(理论值)为3861 kW，常州村各农家院最大用电负荷之和(理论值)为3915 kW。毛家峪村截止2015年装接配电变压器容量2115 kVA，用电信息采集系统显示该村5台配电变压器2015年最大总负荷为1322 kVA，如图3所示，套用同时率计算公式，经计算该村同时率约为0.34；常州村截止2015年装接配电变压器容量2690 kVA，用电信息采集系统显示该村7台配电变压器2015年最大总负荷为1485 kVA，如图4所示，套用同时率计算公式，经计算该村同时率约为0.379，结合《农村水电供电区电力发展规划导则》中所提出的同时率系数，综合考虑地区实际情况，确定饱和地区农家院同时率取0.37。 2.5. 小节 本章根据实际调研结果，总结出农家院负荷估算的指标，即单位房间负荷值，根据得到的指标值，进行相关地区负荷估算。此项指标值也可以作为其他地区农家院进行负荷估算时的指标。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 通过对农家院旅游景区的实地走访及历史信息数据的搜集，结合以往实际运行经验，以数据为基础，针对负荷估算不准确、现有农网改造方法不适用于农家院旅游景区供电区域等问题，本文提出了结合农家院饱和程度，按照单位房间负荷值的方法对农家院旅游景区未来负荷发展情况进行估算；依据现有农网改造方案，结合高过载型变压器的使用，通过高低压同杆并架的方式增加黑号变压器的容量和数量，降低低压供电半径，保证用户达到峰值时的用电需求；对用电负荷不均造成配电变压器三相不平衡的问题区域通过三相不平衡调节装置进行有效调节，改善台区三相负载不平衡率，降低台区的低压线损，保证配电网安全稳定运行；增加低压出线开关，保证低压导线的截面保证用户达到峰值时的用电需求等一系列改造措施。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文主要介绍了复合绝缘子在输电线路中的重要作用，对于国内复合绝缘子在使用中出现的一些主要问题，如芯棒断裂、机械性能、界面击穿及老化性能等缺陷进行简单概括，并列举出各种无损检测方法，重点介绍超声波无损检测方法。 关键词 :复合绝缘子，输电线路，缺陷，无损检测 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 前言 绝缘子在支撑输电线路、隔离输电线路与其它导电物体、维护电力系统安全运行等方面具有极其重要的作用，其性能的优异关乎电力系统的安全稳定运行。自20世纪50年代复合绝缘子研制成功之后，绝缘子的性能得到了一次飞跃式的提高 [ 1 ] 。之后经过不断的运行实践和研究人员的努力，复合绝缘子以其体积小、重量轻、制造维护方便、机械强度高、污秽性能优异、生产快、性能稳定等优点被越来越广泛地应用于电力系统中 [ 2 ] 。 高温硫化硅橡胶复合绝缘子在抗老化、阻燃性、憎水性、耐漏电起痕及电蚀损、耐污性、耐潮湿、耐臭氧性、耐紫外光、耐高低温和抗撕强度等方面更具有突出优点，其应用也更加广泛。另外，复合绝缘子出色的防污闪性能也是瓷绝缘子和玻璃绝缘子无法与之相比的。有研究表明，复合绝缘子的污闪电压可达到瓷和玻璃绝缘子的三倍，加之其体积小、重量轻等优点，使得它在我国的重污秽地区得到广泛应用 [ 3 ] 。此外，在山区等交通不便地区使用复合绝缘子，还可以节省人力和运行维护费用，大大降低了运行成本。复合绝缘子在运行中能够保持较高的耐雷水平，有效遏制了类似瓷绝缘子零值问题和玻璃绝缘子自爆危险的发生。然而，复合绝缘子虽然优势明显，但由于运行环境(特别是高湿重污染环境)的影响以及使用年限的增加，复合绝缘子也会发生界面击穿、闪络和伞裙老化、机械强度降低、芯棒脆断等问题 [ 4 ] ，而出现这些问题的原因主要是复合绝缘子运行环境的复杂性以及制造工艺等问题造成的内部缺陷。常见的内部缺陷包括伞裙护套内部的气孔、断层缺陷、伞裙护套与芯棒界面的粘接不良或存在气泡等等，这些缺陷会对电网的安全运行构成极大威胁 [ 5 ] 。这些缺陷绝缘子的电场分布不均，在缺陷位置产生电场畸变，高场强的长期作用会促使绝缘子护套、芯棒和金具等部位发生局部放电，使绝缘子性能劣化，严重时甚至会引起绝缘子击穿、断裂，影响输电线路安全。对于这些缺陷仅仅通过肉眼是无法识别的，因此需要研究如何更快、更准确地检测出复合绝缘子内部缺陷的方法，从而更有效地保证输电线路的完全 [ 6 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 2. 复合绝缘子使用中的问题 复合绝缘子主要由芯棒、伞裙护套和端部金具组成，其结构如图1所示。内部芯棒由树脂浸渍的几万根玻璃纤维构成，以保证芯棒有足够高的机械强度 [ 7 ] ，但芯棒的耐大气老化性能相对较弱；芯棒外部的护套和伞裙一般由硅橡胶材料制成。护套包覆的芯棒外表面，一方面提供良好的外绝缘性能，另一方面保护芯棒免受大气侵蚀 [ 8 ] 。挂网复合绝缘子工作环境十分恶劣，受大风、雷电、酸雨、覆冰和日晒等外界环境因素的影响，从而使其附加应力增大，机电性能下降，极易产生力学性能故障。另外，由于生产方面的质量问题也会导致复合绝缘子在挂网后出现一系列问题。挂网后的复合绝缘子经常会出现护套与芯棒脱粘、平板硅橡胶破损缺陷以及护套内部产生气孔或断层等缺陷，从而导致芯棒断裂、掉线等严重问题 [ 9 ] 。 图1. 复合绝缘子结构 2.1. 芯棒脆断问题 芯棒脆断是当前复合绝缘子所发生的最严重的事故，其所占比例最大，如图2所示。这种现象在特高压线路中尤为突出。 通过大量的模拟试验，目前应力腐蚀理论是最被人接受的芯棒脆断产生机理。应力腐蚀理论认为在运行中由于某种原因，某种酸性介质会入侵或产生于芯棒表面和内部，因此造成芯棒同时承受酸性腐蚀和应力，即芯棒承受应力腐蚀 [ 10 ] 。尽管此时芯棒承受的负荷不足以使其在通常模式下断裂，但由于酸蚀环境的同时存在，在某一运行时间内还是会发生应力腐蚀断裂。芯棒中纤维是机械负荷的主要承载体，因此纤维的应力腐蚀反应是芯棒强度下降的主要原因。纤维的成分是玻璃，而玻璃容易与无机酸和有机酸发生离子交换反应。经过离子交换反应之后，玻璃表面会因为体积变化而产生过应力，并因此导致玻璃表面产生裂纹。当玻璃纤维承受一定的拉伸应力时，纤维表面的裂纹将进一步扩展导致纤维断裂 [ 11 ] 。在芯棒材料中，由于树脂基体的机械强度很低，假设芯棒在应力腐蚀后裂纹从树脂基体开始，然后沿垂直于芯棒受力方向的横截面方向扩展，直至遇到纤维处停止。此时如果酸性溶液沿此裂纹侵人到纤维表面，则纤维会在酸性溶液作用下断裂，由此进一步引起新的树脂基体裂纹和新的纤维断裂。随着裂纹的不断扩大，剩下无裂纹部分的平均应力和裂纹尖端的应力会逐步增长，使得裂纹扩展速度越来越快，当无裂纹部分承担的平均应力超过其极限强度时，芯棒破坏由脆断演变成通常的短时拉伸破坏，此时的芯棒脆断表现为通过面内剪切贯通的多个平整断口 [ 12 ] 。 2.2. 界面击穿问题 复合绝缘子界面击穿通常是由于耦联剂使用不当或制作工艺存在缺陷从而引起界面局部粘接不实，使该处容易因为场强集中而导致放电，再加上界面耐电能力较弱从而使得缺陷扩大而导致的。由于界面击穿而导致复合绝缘子损坏的现象很多，早起这种现象多发生于雷击的情况下，尤其是采用灌胶、挤包工艺的悬式产品和和110 KV的横担产品。但近年来，挤压穿伞和整体注塑的复合绝缘子也多次发生界面击穿问题。 2.3. 沿面闪络问题 复合绝缘子与传统的瓷式或玻璃绝缘子一样也会发生沿面闪络问题，发生闪络的原因主要有雷击、鸟害、污闪等原因。 图2. 各种损坏所占比例
system: [SYSTEM]

user: 3. 复合绝缘子无损检测 复合绝缘子在运行过程中出现的故障主要包括电气、机械两类。电气类故障主要包括闪络、击穿、老化等，机械类故障主要是裂纹、脆断等。电气故障和制造工艺水平是复合绝缘子产生内部缺陷的原因，而机械故障则大多是由复合绝缘子内部缺陷引起的。由于制造工艺及老化等原因导致复合绝缘子护套与芯棒脱粘、护套内部产生气孔或断层等问题，这些内部缺陷会对电网的安全运行构成极大威胁。为了保证复合绝缘子的安全运行，对于其内部的缺陷我们应积极地检出，并淘汰那些有缺陷的复合绝缘子，因此，如何更有效地检测复合绝缘子的内部缺陷成为了当前研究的热点问题。 为了保证产品质量和设备安全运行，必须对产品和设备进行检验。一般把检验分为破坏性检验和无损检验两大类。破坏性检验是指以损伤或破坏被检验对象为代价来检测材料或产品性能质量的方法，如机械性能试验、化学成分分析、金相分析、爆破试验等。而无损检验则是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象的内部或表面缺陷，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手段的总称 [ 13 ] 。 3.1. 射线检测法 射线检测是利用放射线(X射线、γ射线或其他高能射线)能够穿透金属材料，并且材料对射线的吸收和散射作用不同，从而使胶片感光不一样的特性，在底片上形成黑度不同的影像，据此来检测材料内部缺陷情况(如缺陷的性质和大小等)的一种检验方法 [ 14 ] 。 利用X射线的检测方法主要有照相法、实时成像法、断层形貌成像法、康普顿散射成像法、计算机断层扫描法，此外还有γ射线康普顿反散射成像法、中子照相法等。射线检测适用于各类钢材、有色金属材料等，特别适用于检查焊缝的质量。它具有发现缺陷直观、检查结果准确可靠、可将底片保留备查、对气孔夹渣和焊接不良等体积型缺陷敏感等优点。但射线对人体有害，且探伤成本高、检测效率低、不易检测出裂纹等面积型缺陷。 3.2. 磁粉检测法 磁粉检测法是利用漏磁和合适的检验介质发现试件表面和近表面的不连续性的无损检测方法。磁粉检测适宜于用来检查碳钢、合金钢等铁磁性材料，能够发现工件的表面与近表面等面积型缺陷，但不能检查奥氏体不锈钢、铜、铝等非磁性材料，故一般对于复合绝缘子等复合材料不适用，只可用于复合绝缘子端部金具的检测 [ 15 ] 。 3.3. 渗透检测法 渗透检测法也称着色检测法或荧光检测法，可检测各种材料，具有较高的灵敏度，显示直观、操作方便、检测费用低。但渗透探伤不可检验多孔性材料，只能检查表面开口性缺陷。且所用试剂有一定的毒性，对被检工件的表面光洁度有一定要求，使它的应用范围受到一定的限制，所以对复合绝缘子的内部缺陷的检测也不适用。 3.4. 涡流检测法 涡流检测法要求被检测材料必须能够导电，故此法对玻璃纤维和硅橡胶等不能导电的复合材料不适用，但可适用于端部金具缺陷的无损检测。 3.5. 声发射检测法 当材料某些部位的缺陷在外力或内应力作用下发生变形时，由于能量释放会产生声波并向四周传播，只要接收处理这些声波信号就可以推知缺陷的存在及其严重程度，这种方法称为声发射检测法。该方法已用于复合绝缘子芯棒压接工艺的无损检测，但对粘接界面的缺陷无法识别。 3.6. 光学检测法 光学检测法主要包括全息成像、热成像、剪应力成像等方法，但这些方法对材料的内部缺陷敏感度较差。 3.7. 超声波检测法 超声波检测是指通过超声波与被检材料及其内部缺陷的相互作用，对材料及其缺陷反射和透射的超声波进行处理研究，从而判断出被检材料是否存在内部缺陷、缺陷存在的位置等信息的无损检测技术 [ 16 ] ，其原理如图3所示。超声波检测法主要利用复合材料本身及其缺陷对超声波传播的影响来检测材料的内部缺陷，如气孔夹渣、橡胶分层、裂纹、脱粘、贫胶等，对面积型缺陷的检出率较高，被广泛应用于各种金属、非金属及复合材料等内部缺陷的无损检测。超声波检测具有对人体无害、灵敏度较高、穿透性强、缺陷定位准确、检测速度快、成本低等突出优点 [ 17 ] 。 每一种无损检测方法都有其独立性，并按其特殊的工作方法进行检测。并且各种方法有其最适宜的探伤对象、适宜的范围和场合，也均有各自的特点和不足之处。只有充分发挥各种方法的特长，根据被探伤对象的特性、检验目的及要求，合理地选择一种或多种探伤方法，配合使用，取长补短，才能获得最佳的探伤效果 [ 18 ] 。 对于复合绝缘子来讲，使用最多的无损检测方法就是超声波检测法，通过对超声波检测法进行一定的改进和调整便可尽可能的检测出复合绝缘子的内部缺陷。 图3. 超声波检测原理 相控阵超声检测技术是近30年发展起来的一种新型的超声无损检测技术 [ 19 ] 。初期的研究应用主要集中在医学领域，随着计算机与电子控制技术的迅速发展，该技术在对复杂工件、深度缺陷的检测能力、缺陷识别能力、检测速度等方面具有突出的优势，现已广泛应用于工业无损检测领域中。在常规超声波检测的基础上提出一种检测复合绝缘子内部缺陷的灵活快捷且全面直观的新方法—相控阵超声波检测法。相控阵超声技术是通过电子系统按一定的规则和时序控制激发1组相互独立的压电晶片产生超声波检测信号，通过对多个晶片的延迟控制，使得各个晶片的激发时间有略微差别，产生具有干涉效应的声束，以此来实现声束偏转、焦点位置和聚焦方向的控制，完成相控波束合成，形成成像扫描 [ 20 ] 。利用相控阵超声波探伤仪对四种典型人工缺陷的复合绝缘子式样进行无损检测，通过对比研究四种人工缺陷情况下的相控阵扫描图像，得出结论为：与界面埋纸条的检测图像干扰杂波较多、检出效率较低相比，该方法可清晰检测出平板硅橡胶破损、芯棒贯穿式钻孔缺陷和界面有明显空气隙的图像，且检出效率高，为检测复合绝缘子内部缺陷提供了新的思路。但对护套与芯棒的界面只是脱粘而界面贴合较好的情况则无法检测。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 复合绝缘子凭借其本身的优越性被越来越多地应用于电力系统中，但其在运行过程中不可避免的会出现故障，我们应积极研究对于复合绝缘子缺陷的检测方法从而尽可能降低事故的发生。超声波无损检测技术对于复合绝缘子的缺陷识别是非常重要的，应致力于研究更先进的超声无损检测方法。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文针对分布式光伏大量接入对配电网电能质量与故障电流的影响展开研究。首先，采用恒功率光伏出力模型，从理论上分析了分布式光伏的接入对配电网电压偏差与电压谐波的影响；其次，分析了分布式光伏接入位置的上游、下游以及相邻馈线分别发生故障时，故障电流的变化情况；最后，基于以上理论分析对实际算例进行计算，并得出综合考虑电能质量与电流保护整定值的条件下，分布式光伏的准入容量。 关键词 :配电网，分布式光伏，影响分析，准入容量 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 在常规能源逐渐枯竭、环境污染日益严重的情况下，世界各国积极开发、利用可再生能源，并将光伏发电视为重要发展领域。随着光伏发电技术的快速发展和大规模的商业化应用，现有的电力系统不断向高效、清洁、灵活的方向发展，整个社会的能源利用效率有所提高。然而，分布式光伏接入后配电网由无源网络变为有源网络，可能出现电压越限、继电保护装置误动或拒动等问题，需要对此进行定量分析，并得出分布式光伏的最大接入容量。 目前，分布式光伏接入对配电网电能质量影响的研究主要集中在电压偏差与电压波动方面。文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 针对大量分布式光伏电源接入配电网后的电压偏差等问题展开分析，建立了计算分布式电源准入容量的数学模型；文献 [ 6 ] [ 7 ] 针对分布式光伏接入配电网后产生的谐波污染问题展开了研究，并得出谐波污染限制下配电网的光伏准入功率；文献 [ 8 ] 针对电压偏差和谐波约束，提出了配网光伏最大渗透率评估方法。然而分布式光伏准入功率不仅需要考虑其对于电能质量的影响，还要分析其对于电流保护的影响。文献 [ 9 ] 分析了光伏并网发电对保护及重合闸的影响，并提出了相应的应对措施。目前，尚无综合考虑配电网电能质量与电流保护的光伏准入容量研究。 本文针对配电网对分布式光伏的接纳能力，首先采用恒功率分布式光伏与负荷模型，推导了分布式光伏接入对配电网电压偏差的影响，分析了分布式光伏对配电网电压谐波的影响；其次分析了分布式光伏接入后对故障电流的影响情况。利用某区域实际配电网算例，计算并得出在电能质量约束以及不改变现有电流保护整定值的条件下，分布式光伏的最大接入容量。
system: [SYSTEM]

user: 3. 分布式光伏接入对配电网电流保护的影响 分布式光伏对配电网电流保护的主要影响是向短路点提供故障电流。当不改变分布式光伏接入位置与容量时，短路点位置也会影响分布式光伏提供的短路电流，因此需要考虑在线路不同位置发生短路故障时，分布式光伏能够提供的故障电流量；此外，当线路相同位置发生短路故障的情况下，随着分布式光伏接入位置和接入容量的改变，配电网中分布式光伏提供的短路电流同样有着较大的改变。分布式光伏的容量增加，所能提供的故障电流增加；因此本节主要研究配电网中短路点位置与分布式光伏接入位置的相对关系对故障注入电流的影响。 以图3所示的配电网络为例进行继电保护分析。图3中f1点发生短路时，只有系统电源经保护R1向故障点提供短路电流，同时分布式光伏通过保护R2向故障点提供短路电流。对于三相短路的情况可等效为如图4的简单电路，分布式光伏用一个受控电流源来表示，节点3右侧的负荷用ZL表示， Z 1 − 2 为节点1与节点2之间的线路阻抗， a Z 1 − 2 为短路处距线路始端线路的阻抗，与 Z 2 − 3 。 此时流过保护R1的短路电流是： I k ， R 1 = E s a Z 1 − 2 (8) 根据图4，利用节点电压法可以得到分布式光伏端电压 U ˙ 的表达式： ( 1 Z L + 1 ( 1 − a ) Z 1 − 2 + Z 2 − 3 ) U ˙ = ( S U ˙ ) (9) 由于分布式光伏采用最大功率输出模式，且常以单位功率因数运行，因此这里假定 S = P + j Q = P ；另外假定图4中线路型号均相同，即认为所有线路的阻抗角均相同。设， E ˙ s = E s ∠ 0 ∘ ，线路阻抗角均为 β 。 图3. 用于继电保护分析的配电网络 图4. f1点发生短路时的等效电路图 故由方程式(9)并进一步展开可以得到： ( 1 + | Z L | ( 1 − a ) | Z 1 − 2 | + | Z 2 − 3 | ) U 2 = P | Z L | cos β (10) 由此即可解出分布式光伏端电压 U ˙ 的大小以及流过保护R2的短路电流： U = P R L ( ( 1 − a ) | Z 1 − 2 | + | Z 2 − 3 | ) ( 1 − a ) | Z 1 − 2 | + | Z 2 − 3 | + | Z L | (11) I k ， R 2 = U ( 1 − a ) | Z 1 − 2 | + | Z 2 − 3 | = P R L ( ( 1 − a ) | Z 1 − 2 | + | Z 2 − 3 | ) 2 + | Z L | ( ( 1 − a ) | Z 1 − 2 | + | Z 2 − 3 | ) (12) 通过上面分析可知，保护R1能够准确的切除其保护范围内的故障，但是，保护R2有可能检测到故障电流而先动作，从而使分布式光伏右侧形成孤岛运行状态。 当f2、f3与f4点发生短路时，分析的方法与f1点发生短路时一致，具体推导过程在此不再赘述。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 本文针对分布式光伏接入后，配电网电能质量与故障电流的变化情况展开分析，通过实际算例分别得到考虑电压偏差、电压谐波以及电流保护的光伏准入容量，并得到综合考虑以上因素的光伏准入容量。本文的分析结论不仅可判断配电网中某一节点的光伏准入容量，还可得出该准入容量的相应限制条件，为配电网的调整与改造提供参考。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文通过对传统下垂控制算法的有功、无功分析，引入虚拟电感的电压电流双环控制策略，虚拟电感使逆变器等效输出阻抗成感性，从而通过调节感抗匹配程度提供功率均衡效果；提出一种多逆变器并联运行的改进型下垂控制算法，通过改进型下垂控制参数设置，减弱了阻抗对环流的影响。实验仿真结果表明，改进型多逆变器并联的微电网改进型下垂控制算法提高了多逆变器的并联运行性能，有效减小了多逆变器并联运行的环流问题，大大提高了多逆变器并联运行的无功均衡效果。 关键词 :微电网，感性虚拟阻抗，改进下垂控制法 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 微电网作为分布式发电单元接入电网的一种有效手段，逐渐引起了广泛关注 [ 1 ] ，在高渗透率下多微电网配电网管理系统中，微电网主要包括：分布式发电(Distributed Generation)类型的微型发电设备(例如微型燃气轮机、燃料电池、风机、光伏阵列)、储能设备(例如飞轮、储能电容和电池)和可控(柔性)负荷设备(例如电动汽车)，这些具有可控能力的设备允许连接到上级高压配电网并网运行，当大电网出现故障或其他外部扰动或自然灾害时可以脱离主网实现孤岛独立运行，从而提高供电质量 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。 为有效抑制环流及改善系统无功的均分问题，本文对传统下垂控制的功率分配进行分析，引入感性虚拟阻抗的多逆变器的控制策略，由滤波电阻值决定其输出阻抗，进而决定其功率输出；通过考虑线路阻抗对传统下垂控制算法的影响，得到电阻与下垂系数的关系，提出一种改进型下垂控制算法。通过实验仿真验证了所提方法的有效性。
system: [SYSTEM]

user: 3. 逆变器的控制策略及输出阻抗设计 3.1. 虚拟阻抗法 实现逆变器输出功率均分及抑制系统环流，均是通过虚拟阻抗对分布式发电单元之间的差异调节控制，在逆变器的输出端引入虚拟阻抗的实质是在电压闭环中加入一个输出阻抗调节模块的负反馈，将虚拟阻抗值与采集的电流乘积引入到电压调节中。虚拟阻抗的引入，不仅可以改变逆变器的功率传输特性，还可以解决线路阻抗引起的功率耦合，引入虚拟阻抗的3台逆变器并联运行等效图如图3。 如图3所示， Z i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 为逆变器虚拟阻抗； V i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 为逆变器输出电压； U i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 为逆变器输出的虚拟电压。其关系如下公式 V i = U i − I i Z i (33) 通过对逆变器的虚拟阻抗值 Z i 的调节控制虚拟电压，进而实现间接对逆变器的输出电压控制，达到对分布式发电单元逆变器输出功率均分及抑制系统环流的目的。 3.2. 虚拟阻抗的电容电流反馈控制逆变器结构分析 本文对并联逆变器采用带虚拟电感的电容电流反馈的双闭环控制相结合的方法，外环采用PI控制的电容电压控制环，用以提高系统输出功率的精度，内环采用P控制的电感电流控制环，用以改善系统的 图3. 引入虚拟阻抗的 3台逆变器并联运行等效图 动态性能。带虚拟阻抗的电容电流反馈控制逆变器结构图如图4。 引入虚拟电感后的电压参考值 U r e f * ；电压外环参考电压 U r e f ， K p v ， K i v 分别为PI控制器的比例和积分系数； i r e f 为电流内环参考电流， K p i 为电流环调节器比例系数； T d 为数字控制延时； K p w m 为逆变器增益；L、C分别为主电路滤波电感、滤波电容； K l 、 K u 分别为电感电流、电容电压反馈系数； u 0 为逆变器输出电压； i 0 为线路电流； Z v 为虚拟阻抗。由图4可知，当未加入虚拟电感时： u r e f = u r e f * (34) u = ( k P v S + k i v ) k p i k P W M Δ u r e f − L s 2 Δ i 0 (35) Δ = L C s 3 + k U k p i k W P M C S 2 + ( 1 + k l k p i k W P M k p v ) s + k U k i v k p i k P W M (36) 由于滤波电容C的值较小可忽略不计，上式可近似为 Δ ≈ ( 1 + k U k p i k W P M k p v ) s + k U k i v k p i k P W M (37) 因此公式(35)可以等效为 u ≈ ( k P v S + k i v ) k p i k P W M ( 1 + k U k p i k W P M k p v ) s + k U k i v k p i k P W M u r e f − L s 2 ( 1 + k U k p i k W P M k p v ) s + k U k i v k p i k P W M Δ i 0 (38) 由上式可得逆变器的输出阻抗 Z o u t ≈ L s 2 ( 1 + k U k p i k W P M k p v ) s + k U k i v k p i k P W M = L s 2 s + k U k p i k W P M ( k p v s + k i v ) (39) 引入虚拟阻抗 Z V ( s ) ，可得 u r e f * = u r e f + Z V ( s ) i 0 (40) 加入虚拟阻抗 Z V ( s ) 的逆变器等效输出阻抗为 Z o u t * ( s ) = ( k P v S + k i v ) k p i k P W M ( 1 + k U k p i k W P M k p v ) s + k U k i v k p i k P W M Z V ( s ) + Z o u t ( s ) (41) 将公式(39)代入(41)若使 Z V ( s ) = k U L s ，可得 Z o u t * ( s ) = L s 。 综上，工频条件下引入虚拟阻抗 Z V ( s ) = k U L s ，输出电阻可忽略，输出阻抗近似为纯感性，即逆变 图4. 带虚拟阻抗的电容电流反馈控制逆变器结构图 器的输出阻抗值由滤波电感值确定，因此在对传统下垂控制方法改进时，即可利用图4控制策略对3台并联运行的逆变器进行控制，可不考虑各并联逆变器的输出电阻，仅需考虑滤波电感值。
system: [SYSTEM]

user: 4. 传统下垂控制算法的改进 由图4引入虚拟阻抗的控制策略，式中 R i 为第i个逆变器的输出电阻和线路电阻之和； X i 为第i个逆变器的输出感抗和线路感抗之和，有上述分析可知，为了降低 R i 对并联系统的环流的影响，对传统下垂控制算法进行改进的算法如下 { f i = f 0 i − k p f P i − k q f Q i U i = U 0 i − k p U P i − k q U Q i (42) 式中 k p f 、 k q U 为下垂系数，当 X i ≫ R i 时，此时 R i 虽然相对较小，但是仍然存在，系统能否并联成功， X i 、 R i 这两参数至关重要。 k q f 、 k p U 可提高功率均分精度，减小系统环流。首先应考虑下垂系数 k p f 、 k q U ，再根据有功、无功公式并考虑 R i 确定 k q f 、 k p U ，从而对传统下垂控制算法进行改进。 考虑到 k p f 、 k q U 对功率均分的影响，可得 k p f = Δ f P M A X (43) k q U = Δ U Q M A X (44) 上式中 Δ f 、 Δ U 为逆变器输出电压最大频率偏差和幅值偏差， P M A X 、 Q M A X 为输出最大有功、无功功率值。 对以下公式中的 U i 、 θ i 求导 P i = 1 | Z i | [ ( E U i cos θ i − E 2 ) cos ∅ i + E U i sin θ i sin ∅ i ] (45) 可得 ∂ P i ∂ U i = 1 | Z i | E cos ( ∅ i − θ i ) (46) ∂ P i ∂ θ i = 1 | Z i | E cos ( ∅ i − θ i ) (47) 有上式(46)、(47)可得 k p f 、 k p U 的关系 K p f K p u = ∂ P i ∂ U i / ∂ P i ∂ P θ i = 1 U i 1 tan ( ∅ i − θ i ) (48) 上式(48)化简得： K p U = K p f U i tan ( ∅ i − θ i ) ≈ K p f U i ( sin ∅ i − sin θ i ) (49) 由于并联逆变器在运行时空载输出电压与母线电压的相角差 θ i 很小，阻抗角 ∅ i 远大于相角差 θ i ， sin ∅ i = R i | Z i | 上式可化简为 K p U = K p f U i R i | Z i | (50) 对以下公式中的 U i 、 θ i 求导 Q i = 1 | Z i | [ ( E U i cos θ i − E 2 ) sin ∅ i − E U i sin θ i cos ∅ i ] (51) 可得 ∂ Q i ∂ U i = 1 | Z i | E cos ( ∅ i − θ i ) (52) ∂ Q i ∂ θ i = 1 | Z i | E U i cos ( ∅ i − θ i ) (53) 有上(52)、(53)式可得 k q f 、 k q U 的关系 K q f K q U = ∂ Q i ∂ U i / ∂ Q i ∂ θ i = − tan ( ∅ i − θ i ) U i (54) 上式(54)化简得 K q f = − K q U tan ( ∅ i − θ i ) U i ≈ − K q U sin ∅ i − sin θ i U i (55) 由于阻抗角 ∅ i 远大于相角差 θ i ，上式(55)可化简为 K q f ≈ − K q U U i R i | Z i | (56) 综上，多逆变器并联的微电网改进型下垂控制算法如下 { f i = f 0 i − k p f P i + K q U U i R i | Z i | Q i U i = U 0 i − K p f U i R i | Z i | P i − k q U Q i (57) 当 R i = 0 时，上式即为传统下垂控制算法，若引入感性虚拟阻抗，参考电压 u r e f * 则为 u r e f * = 2 U i sin ( 2 π f i t + θ i ) (58)
system: [SYSTEM]

user: 5. 实验仿真验证 为了验证多逆变器并联的微电网改进型下垂控制算法，本文在Matlab/Simulink仿真平台搭建了3台逆变器并联运行仿真模型。微网电压等级380 V、单台逆变器功率等级50 kW、负载类型为阻感性负载，3台逆变器线路阻抗均为0.1 + j0.03Ω，仿真参数如表1。3台并联逆变器模型基本结构如图5。 Table 1 Simulation parameters of three inverters in parallel operatio 参数 数值 三台逆变器连线阻抗/Ω 0.1 + j0.03 三台逆变器滤波电感/mH 2.64 × 0.05e−4 三台逆变器滤波电容/uF 1e−6 三台逆变器负载阻抗/Ω 10 + j0.01 表1. 三台逆变器并联运行仿真参数 图5. 3台并联逆变器模型基本结构 以下为未加入感性虚拟阻抗的传统下垂控制算法时的实验仿真波形如图6，加入感性虚拟阻抗的改进下垂控制算法的实验仿真波形如图7，仿真时间为16秒。 在3台逆变器并联运行工况下，第8秒，分布式发电单元1线路的继电器闭合，本地负载增加，由3台分布式发电单元并联运行的仿真波形变化情况分析可知，图6(a)和图6(a)为3台逆变器并联运行时的稳态电流仿真波形图，电流幅值在第8秒开始变大，后趋于稳定，但是电流幅值整体并不均匀(即出现环流，稍后详解)，而加入感性虚拟阻抗后的稳态电流幅值更均匀。图6(b)和图7(b)为3台逆变器并联运行时的输出有功仿真波形图，有功在第8秒变大，后趋于稳定，未加入感性虚拟阻抗与加入感性虚拟阻抗后的输出有功仿真波形图基本保持一致，不论负载如何变化，系统有功始终维持不变。图6(c)和图7(c)为3台逆变器并联运行时的输出无功仿真波形图，未加入感性虚拟阻抗时本地负载增加前后，逆变器并联运行时输出无功均衡效果较差，加入感性虚拟阻抗后，逆变器并联运行时输出无功均衡效果较之前有很大的提高。 由于任两台逆变器之间的环流即为 i h = ( i 2 − i 1 ) / 2 ，i 1 和i 2 为任意两台逆变器连接线路上的电流，可知 i 2 − i 1 的幅值越大，表明实际的环流越大。图8(a)和图9(a)分别为3台逆变器线路连线上的电流仿真波形。 通过对图8(a)和图9(a)稳态电流仿真波形图对比分析，可知改进下垂控制算法的3台逆变器稳态输出电流的幅值、相位基本一致，即改进下垂控制算法的环流较小。对比图8(b)和图9(b)输出有功仿真结果，可知传统下垂控制算法的3台逆变器并联运行时输出有功在0.01秒至0.04秒之间出现不一致，之后趋于稳定，而改进下垂控制算法输出有功始终保持一致，即输出有功均衡效果较好。对比图8(c)和图9(c) 图6. 未加入感性虚拟阻抗的传统下垂控制算法时的实验仿真波形。(a) 3台逆变器并联运行时的稳态电流仿真结果；(b) 3台逆变器并联运行时输出有功仿真结果；(c) 3台逆变器并联运行时输出无功仿真结果 图7. 加入感性虚拟阻抗的改进下垂控制算法的实验仿真波形。(a) 3台逆变器并联运行时的稳态电流仿真结果；(b) 3台逆变器并联运行时输出有功仿真结果；(c) 3台逆变器并联运行时输出无功仿真结果 图8. 传统下垂控制算法时的实验仿真波形如图。(a) 3台逆变器并联运行时的稳态电流仿真结果；(b) 3台逆变器并联运行时输出有功仿真结果；(c) 3台逆变器并联运行时输出无功仿真结果 图9. 改进下垂控制算法的实验仿真波形图。(a) 3台逆变器并联运行时的稳态电流仿真结果；(b) 3台逆变器并联运行时输出有功仿真结果；(c) 3台逆变器并联运行时输出无功仿真结果 输出无功仿真结果，传统下垂控制算法的3台逆变器并联运行时输出无功在0.005秒后出现较大的波动，即无功均衡效果较差，而改进下垂控制算法输出无功基本保持一致，无功均衡效果较好。
system: [SYSTEM]

user: 6. 结论 由于实际的微电网的逆变器输出阻抗不同；其到公共并网点的距离长短不一，实现阻感性或者纯阻性线路不同容量逆变器有功、无功功率的均分时各逆变器的电压幅值和相位不一致；容量与线路阻抗成反比，采用传统下垂控制策略，很难实现逆变器的功率均分。 本文通过对传统下垂控制算法的有功、无功分析，设计了引入虚拟阻抗的电压电流双环控制策略；提出一种改进型多逆变器并联的微电网改进型下垂控制算法。实验仿真结果表明，改进型多逆变器并联的微电网改进型下垂控制算法提高了多逆变器的并联性能，有效减小了多逆变器并联运行环流问题，大大提高了多逆变器并联运行的无功均衡效果。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 山东省以推行终端农业水价制度为目标，进行了一系列的水价改革试验，改革试验在实验区内促进了农业节约用水和水资源利用效率的提高，同时存在试验水价依然偏低、用水计量不准确、水费收取不科学、差别水价制度应用面窄等问题。建议适当提升试验水价、完善计量设施、采取用水者协会制度管理水费、定额管理农业用水超定额加价收费等。 关键词 :终端农业水价，水价改革试验，农业节水 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 面对农业水价终端计量与核算粗放、总体农业水价普遍偏低的问题，山东省尝试性地进行了终端农业水价改革实验，核心是推行终端农业水价制度，实验既有成效也有问题。
system: [SYSTEM]

user: 2. 终端农业水价制度改革试验 2.1. 试验概况 终端水价制度改革实验，主要是改向乡、村收费为向终端用水户(农户)收费，收费标准为国有水利工程供水价格加末级渠系维护运行管理费。配套改革项目还有：实行农业用水计量收费，改按灌溉面积或用电量收费为按用水量(方)收费；试行农业灌溉用水“两部水价制”，农业灌溉定额内用水享受终端水价8-9折优惠，对超定额用水累进加价。 山东农业水价改革试验的政策依据是2008年中央1号文件《关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见》，试验通过公开竞标，分别在2008年度、2010年度和2011年度进行了不同范围的试验，其中，禹城市完整地参加了3个年度的实验，商河县、阳信县参加了2010年和2011年两个年度的实验，龙口市、茌平县、嘉祥县参加了2011年度的实验。 “通过农业水价综合改革试验，试验项目区加快了灌区末级渠系节水改造，完善了农业用水计量设施，推进了农业用水计量收费，建立起来了科学合理的终端水价制度，形成了良性的农田水利工程运行管护机制，促进了农业节水，降低了农民用水成本” [ 1 ] 。“自2008年开展农业水价制度改革实验以来，试验项目区共完成农业水价综合改革总投资6311.6万元，改善灌溉面积1.79万公顷，新建末级渠系207.6 km，改造末级渠系230.7 km，新建小型水源工程238处，项目受益人口14.5万人，规范化建设农民用水协会40个” [ 2 ] 。 2.2. 试验机理 推行终端农业水价制度是对几十年农业水价制度的重大改革，面上看只是一个向终端用户收取水费的简单问题，实际上涉及水利工程设施的经营管理体制、水权制度、农业用水计量制度等许多方面的改革。农业终端水价改革的作用机理与总体框架如图1。 2.3. 终端农业水价改革的农民承受能力分析 推行终端农业水价制度必须认真考虑农户的经济承受能力。“农户对终端水价的经济承受力应该主 图1. 农业终端水价改革机理与总体框架 要考虑亩均水费与亩均农业纯收益、水费与人均纯收入之间的比例。因为只有当农户具备一定的支付能力时才能愿意并有能力支付水费，显而易见，其它收入也会影响到农户的支付能力” [ 3 ] 。如果亩均水费对亩均农业收益的比例过大，则农户产生抵触情绪，不利于水费的缴纳。如果水价适当，既能体现节水效益，又在农户的经济承载力范围之内，则水费的收缴和节水灌溉都可以实现良性循环。 “农户对水价的经济承受力，主要以水费占亩均产值的比例(5%~8%)或占亩均纯收益的一定比例(10%~13%)来测算” [ 4 ] 。 计算农户水费的经济承受能力，需要了解农户目前的经济投入和产出情况。粮食作物项目区农户投入产出一般情况见表1。 亩均产值V = 2045元/亩，取R的下限5%，V × R = 102.25元/亩。亩均纯收益R = 888.5元/亩，取r的下限10%，B × r = 88.85元/亩。农户对终端农业水价经济承受能力：C = max(102.25， 88.85) = 102.25元/亩。 终端水价改革后农户水费支出见表2。 灌区终端水价改革前，试验项目区农户平均每亩灌水6次。灌水按亩收费，亩次水费8.6元，农户每年水费投入约为51.6元/亩。 灌区终端水价改革后，试验项目区农户平均每亩灌水6次，综合毛灌溉定额为235 m 3 ，农户每年水费投入约为43元/亩，低于农户的经济承受能力102.25元/亩。 Table 1 Current status of farmers’ input output questionnaire in Shandong experimental are 作物 小麦 玉米 棉花 种植面积比例(%) 50 55 35 投入(元/亩) 种子 35 20 50 化肥 150 120 150 农药 15 15 150 投劳 90 160 400 排灌 15 30 15 机耕 50 40 40 水费 30 15 15 其它 0 0 20 投入合计 385 400 840 作物亩均产值(元/亩) 1040 1000 1500 项目区亩均产值(元/亩) 2045 作物亩均纯收益(元/亩) 655 600 660 项目区亩均纯收益(元/亩) 888.5 表1. 山东试验区现状农户投入产出调查表 资料来源：山东省水利厅，2016。 Table 2 Calculation of water fee expenditure in project area after water price refor 终端水价(元/m 3 ) 灌溉定额(亩/m 3 ) 每亩水费支出(元/亩) 灌水次数(次) 亩次水费(元/亩·次) 0.183 235 43.0 6 7.2 表2. 水价改革后项目区水费支出计算表 资料来源：山东省水利厅，2016。 一般来讲，项目区终端水价低于当地农民经济承受能力的下限值，水价改革不会引起农民经济承受能力的负担。
system: [SYSTEM]

user: 3. 不同类型灌区的终端农业水价改革 3.1. 引黄灌区的终端水价改革 山东省现行引黄农业用水价格实行政府定价、分级管理。国家发改委管理黄河下游引黄渠首供水价格，省物价局会同省水利厅管理引黄灌区供各县的农业用水价格，农业用水到户水价授权县(市、区)政府管理。 山东省现行最高终端价格为引黄灌区农业用水亩次灌溉用水终端水价的最高限价。由于引黄灌区每年来水次数为2~3次，农民在有水之时，一般多引水入田，蓄积于土壤之中；引黄灌区由于畦田长宽，用水定额偏大，特别是在春季引水，亩次用水量超过100 m 3 。因此在引黄自流灌区和沟引提灌区执行现行的按亩收费的终端水价制度；在引黄灌区井灌区区执行“引黄水源按亩收费 + 机井电费”的终端水价制度；在引黄灌区已建立完善的二级提水泵站地区，推广按方收费的终端水价制度，并逐步推广“两部制水价”和“超定额累进加价”。随着节水灌溉技术的推广、计量设施的完备和专业灌溉组织的建立，逐步推行按方收费的终端水价制度。 3.2. 井灌区的终端水价改革 机井提水灌区终端水价改革采用电费计量的方式进行。由于国家投资新建机井大都采用射频卡计量，实行预交费制度，用水户先到协会购水，储存到卡内，用水时水费直接从卡中扣除。水费的计收周期是每年一次，水费直接向农户直接收取，做到了终端水价制度。 因为井灌区的水位有一定的变幅，单位抽水量的动力成本在不同时间段会发生变化，同一区域的地下水位、单井出水量相差较大，因此按方收费、制定统一的单方水价不容易操作。 由于井灌区的机井大多为土地承包户自行管理使用，因此现阶段比较难推广二部制水价和超额累进加价制度。 3.3. 水库、引河及小水源灌区终端水价改革 水库灌区可以对放水量进行控制和计量，在末级渠系水量计量设施完备的情况下，主要是改变按亩收费的方式，推行按方收费的终端水价制度，并逐步推广“两部制水价”和“超定额累进加价”。 引河(湖)灌区也可以对提水量进行控制和计量，在末级渠系水量计量设施完备的情况下，主要推行按方收费的终端水价制度，并逐步推广两部制水价和超定额累进加价制度。 山丘区小水源工程主要由小泵站、小塘坝、小水池等水源供水，供水量容易计量，单方水动力成本相对稳定，主要实施按方收费的终端水价制度，推广两部制水价和超额累进加价制度。但每处水源的提水高程、供水成本均不同，因此应针对水源工程制定不同的终端水价制度。