光伏并網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置：穩(wěn)定運(yùn)行解決方案

一.需求分析

隨著電氣環(huán)境中自動(dòng)化程度的提高，以電力電子技術(shù)為代表的各種整流、逆變、變頻等非線性負(fù)載比重不斷增大，加之調(diào)控手段不完善及外來(lái)干擾等原因，使得電能質(zhì)量下降。基于計(jì)算機(jī)、微處理器控制的精密電子儀器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)企業(yè)中大量使用，對(duì)供電質(zhì)量的敏感程度越來(lái)越高，對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求，從而使電能質(zhì)量問(wèn)題及其解決措施逐漸成為研究的熱點(diǎn)。

要對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行改善，首先要對(duì)電能質(zhì)量做出精確的檢測(cè)和分析，測(cè)量電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，并分析和判斷造成各種電能質(zhì)量問(wèn)題的原因，為電能質(zhì)量的改善提供依據(jù)。

二.新能源并網(wǎng)配電工程的痛點(diǎn)分析

1.電壓波動(dòng)與閃變光伏發(fā)電受天氣影響較大，輸出功率波動(dòng)頻繁，導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)電壓不穩(wěn)定，可能影響電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.諧波污染光伏逆變器、風(fēng)機(jī)變流器等電力電子設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量諧波，污染電網(wǎng)，導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱、效率降低甚至損壞。

3.頻率偏差新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動(dòng)，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.三相不平衡分布式光伏發(fā)電接入可能導(dǎo)致局部電網(wǎng)三相電流不平衡，影響變壓器和線路的運(yùn)行效率。

5.數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與管理不足傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、全面的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和分析，無(wú)法快速定位問(wèn)題，導(dǎo)致故障處理滯后。

6.并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)符合性
新能源并網(wǎng)需要滿足嚴(yán)格的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段可能導(dǎo)致并網(wǎng)失敗或面臨罰款。

三.新能源發(fā)電需求

一般光伏發(fā)電等新能源并網(wǎng)配電工程，在并網(wǎng)點(diǎn)要求配置電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

四.電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置的解決方案

電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)高精度數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)分析和智能管理，為新能源并網(wǎng)配電工程提供了一套完整的解決方案，具體如下：

功能簡(jiǎn)述

1. 人機(jī)界面功能

裝置面板上帶有 5 寸彩色 LCD 顯示器，以圖形方式顯示主要電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)的實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)?？蓪?duì)裝置硬件時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置，對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改和查看，并設(shè)有密碼保護(hù)。

2. 記錄存儲(chǔ)功能：

可對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存，3min 數(shù)據(jù)(保存最大值)在裝置上最長(zhǎng)保存時(shí)間為 3 個(gè)月， 之后按”先進(jìn)先出”原則更新。

3. 統(tǒng)計(jì)功能

裝置具有對(duì)主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)的在線統(tǒng)計(jì)功能，可統(tǒng)計(jì)一天內(nèi)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的最大值、最小值、 平均值等。

4.通訊功能

裝置提供多種通訊接口方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸或定時(shí)提取存儲(chǔ)記錄，可通過(guò)工 業(yè)以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)方電能質(zhì)量管理中心通訊，也可通過(guò) RS232/RS485 接口，以 Modem 或 GPRS 方式與遠(yuǎn)方通訊。裝置支持 Modbus-TCP/RTU 通訊協(xié)議、IEC 61850 MMS 協(xié)議。

5.GPS 對(duì)時(shí)功能

裝置具有 GPS 硬對(duì)時(shí)接口，可以接受 IRIG-B 碼對(duì)時(shí)或者秒脈沖對(duì)時(shí)信號(hào)，保持與遠(yuǎn)方 管理中心的時(shí)鐘一致。

6. 告警功能

可根據(jù)用戶設(shè)定的電能質(zhì)量指標(biāo)的限值，啟動(dòng)指標(biāo)報(bào)警功能。

7. 錄波功能

裝置對(duì)每個(gè)告警事件都進(jìn)行錄波，并提供手動(dòng)錄波功能。

本地 PQDIF 文件生成功能

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及事件記錄可以 PQDIF 文件格式保存。

五.項(xiàng)目案例：

通過(guò)加裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院配電系統(tǒng)內(nèi)電能質(zhì)量的分析和告警。提高安全管理效率與質(zhì)量，變?nèi)斯だ械难矙z為系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于配電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的電壓波動(dòng)可以及時(shí)捕捉和處理?？茖W(xué)地對(duì)配電系統(tǒng)的電壓、電流進(jìn)行分析，更及時(shí)、準(zhǔn)確、靈敏地反映出當(dāng)前電能質(zhì)量情況，減少因電網(wǎng)波動(dòng)造成的損失。

6.結(jié)論

電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置是解決光伏發(fā)電等新能源并網(wǎng)配電工程電能質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵工具。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、智能管理和優(yōu)化控制，它不僅能夠有效解決電壓波動(dòng)、諧波污染、頻率偏差等痛點(diǎn)，還能提升電網(wǎng)穩(wěn)定性、降低運(yùn)維成本，為新能源并網(wǎng)提供可靠保障。在能源轉(zhuǎn)型的背景下，電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置將成為新能源并網(wǎng)配電工程的“守護(hù)者”。