安科瑞 劉秋霞

1.1 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，直流分量監(jiān)測概述

電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，直流分量監(jiān)測采用了高性能多核平臺(tái)和嵌入式操作系統(tǒng)，遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標(biāo)的測量方法進(jìn)行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體。裝置在電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測量方法的標(biāo)準(zhǔn)化和指標(biāo)參數(shù)的測量精度以及時(shí)鐘同步、事件告警功能等各個(gè)方面均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)A 級(jí)要求，能夠滿足 35kV 及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測的要求，廣泛適用于化工、鋼鐵、冶金、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、交通建筑等行業(yè)的電能質(zhì)量監(jiān)測。光伏/儲(chǔ)能用電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

　　1.2.1 高性能的硬件平臺(tái)

　　裝置采用基于 Xilinx SoC 構(gòu)架的雙 ARM 內(nèi)核處理器，ARM1 運(yùn)行嵌入式Linux、TCP/IP協(xié)議、Http 協(xié)議、Web 服務(wù)器、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析，ARM2 用來數(shù)據(jù)采樣、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算。裝置每周波采樣高達(dá) 1024 點(diǎn)，具備高測量精度能準(zhǔn)確記錄故障波形。采用 32GB 工業(yè)級(jí)大容量 SD 卡，可以長期存儲(chǔ)事件記錄與故障波形等數(shù)據(jù)。具備友好的人 4 機(jī)界面，800*480 像素點(diǎn)陣彩色大尺寸液晶可就地查看實(shí)時(shí)波形與故障波形，方便用戶故障分析。

　　1.2.2 豐富的接口資源

　　4 路交流電壓；

　　4 路交流電流；

　　5 路可編程無源繼電器出口、5 路有源開關(guān)量輸入；

　　2 路 RS485 串行通訊接口，支持 Modbus-RTU 規(guī)約，支持 IRIG-B 對時(shí)方式；

　　2 路以太網(wǎng)接口，支持 Modbus-TCP、IEC61850 MMS、FTP、裝置升級(jí)維護(hù)；

　　1 路 USB 接口，可用于裝置維護(hù)。

　　1.2.3 可靠性設(shè)計(jì)

　　裝置軟硬件具有持續(xù)*的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項(xiàng)電磁兼容檢測認(rèn)證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.3 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，直流分量監(jiān)測功能對照表

　　1.4 裝置型號(hào)命名及選型

新能源發(fā)電為什么要監(jiān)測電能質(zhì)量

新能源發(fā)電（如風(fēng)電、光伏發(fā)電等）要監(jiān)測電能質(zhì)量，主要基于以下多方面原因，這些原因與新能源發(fā)電的自身特性、電網(wǎng)運(yùn)行要求以及用戶用電需求緊密相關(guān)：

一、新能源發(fā)電自身特性影響

1. 間歇性與波動(dòng)性

• 原因：新能源發(fā)電受自然條件（如風(fēng)速、光照強(qiáng)度）影響大，發(fā)電功率不穩(wěn)定，呈現(xiàn)間歇性和波動(dòng)性。

• 影響：這種不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓和頻率波動(dòng)，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 諧波與無功功率問題

• 原因：新能源發(fā)電設(shè)備（如逆變器）在電能轉(zhuǎn)換過程中可能產(chǎn)生諧波，同時(shí)設(shè)備運(yùn)行可能消耗或產(chǎn)生無功功率。

• 影響：諧波會(huì)污染電網(wǎng)，影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行；無功功率的不平衡會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)，降低電網(wǎng)的功率因數(shù)，增加線路損耗。

二、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行

1. 電壓與頻率穩(wěn)定

• 監(jiān)測目的：通過監(jiān)測電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)整電壓和頻率的波動(dòng)，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 防止設(shè)備損壞

• 原因：電能質(zhì)量問題（如電壓波動(dòng)、諧波）可能損壞電網(wǎng)設(shè)備。

• 影響：長期運(yùn)行在不良電能質(zhì)量下，設(shè)備壽命會(huì)縮短，維修成本增加。

三、滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求

1. 并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

• 原因：電網(wǎng)對并網(wǎng)發(fā)電的電能質(zhì)量有明確標(biāo)準(zhǔn)，如電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等。

• 影響：只有符合標(biāo)準(zhǔn)的電能才能順利并網(wǎng)運(yùn)行，否則可能被限制并網(wǎng)或受到經(jīng)濟(jì)處罰。

2. 保障用戶用電安全

• 原因：電能質(zhì)量不達(dá)標(biāo)會(huì)影響用戶設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至造成損壞。

• 影響：通過監(jiān)測電能質(zhì)量，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，保障用戶用電安全。

四、提升新能源發(fā)電效率與效益

1. 優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行

• 原因：通過監(jiān)測電能質(zhì)量，可以了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，提高設(shè)備利用率和壽命。

2. 提高并網(wǎng)競爭力

• 原因：符合電網(wǎng)要求的電能質(zhì)量是新能源發(fā)電能否被電網(wǎng)接納的關(guān)鍵，直接影響發(fā)電收益。

• 影響：高質(zhì)量的電能質(zhì)量有助于新能源發(fā)電更好地融入電網(wǎng)，提高市場競爭力。

五、總結(jié)

監(jiān)測新能源發(fā)電的電能質(zhì)量，不僅是保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、滿足用戶用電需求的必要措施，也是提升新能源發(fā)電效率與效益、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過監(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決電能質(zhì)量問題，確保新能源發(fā)電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，推動(dòng)其在能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用與發(fā)展。

廣泛適用于半導(dǎo)體、石化、鋼鐵、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、交通建筑等行業(yè)及光伏/儲(chǔ)能/風(fēng)電等新能源發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測。