光伏電站APView400電能質量在線監測裝置

安科瑞 劉秋霞

1.1 概述

　　光伏電站APView400電能質量在線監測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統，遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術-電能質量測量方法》中規定的各電能質量指標的測量方法進行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監測、電壓不平衡度監測、事件記錄、測量控制等功能為一體。裝置在電能質量指標參數測量方法的標準化和指標參數的測量精度以及時鐘同步、事件告警功能等各個方面均達到了國家標準A 級要求，能夠滿足 35kV 及以下供電系統電能質量監測的要求，廣泛適用于化工、鋼鐵、冶金、醫院、數據中心、交通建筑等行業的電能質量監測。光伏電站APView400電能質量在線監測裝置

　　1.2 特點

　　1.2.1 高性能的硬件平臺

　　裝置采用基于 Xilinx SoC 構架的雙 ARM 內核處理器，ARM1 運行嵌入式Linux、TCP/IP協議、Http 協議、Web 服務器、電能質量數據的存儲、統計、分析，ARM2 用來數據采樣、電能質量數據計算。裝置每周波采樣高達 1024 點，具備高測量精度能準確記錄故障波形。采用 32GB 工業級大容量 SD 卡，可以長期存儲事件記錄與故障波形等數據。具備友好的人 4 機界面，800*480 像素點陣彩色大尺寸液晶可就地查看實時波形與故障波形，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 路有源開關量輸入；

　　2 路 RS485 串行通訊接口，支持 Modbus-RTU 規約，支持 IRIG-B 對時方式；

　　2 路以太網接口，支持 Modbus-TCP、IEC61850 MMS、FTP、裝置升級維護；

　　1 路 USB 接口，可用于裝置維護。

　　1.2.3 可靠性設計

　　裝置軟硬件具有持續完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項電磁兼容檢測認證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達到國家標準。

　　1.3 功能對照表

　　1.4 裝置型號命名及選型

新能源發電為什么要監測電能質量

新能源發電（如風電、光伏發電等）要監測電能質量，主要基于以下多方面原因，這些原因與新能源發電的自身特性、電網運行要求以及用戶用電需求緊密相關：

一、新能源發電自身特性影響

1. 間歇性與波動性

• 原因：新能源發電受自然條件（如風速、光照強度）影響大，發電功率不穩定，呈現間歇性和波動性。

• 影響：這種不穩定性會導致電網電壓和頻率波動，影響電網的穩定運行。

2. 諧波與無功功率問題

• 原因：新能源發電設備（如逆變器）在電能轉換過程中可能產生諧波，同時設備運行可能消耗或產生無功功率。

• 影響：諧波會污染電網，影響其他設備的正常運行；無功功率的不平衡會導致電壓波動，降低電網的功率因數，增加線路損耗。

二、保障電網穩定運行

1. 電壓與頻率穩定

• 監測目的：通過監測電能質量，及時發現并調整電壓和頻率的波動，確保電網的穩定運行。

2. 防止設備損壞

• 原因：電能質量問題（如電壓波動、諧波）可能損壞電網設備。

• 影響：長期運行在不良電能質量下，設備壽命會縮短，維修成本增加。

三、滿足電網運行要求

1. 并網標準

• 原因：電網對并網發電的電能質量有明確標準，如電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等。

• 影響：只有符合標準的電能才能順利并網運行，否則可能被限制并網或受到經濟處罰。

2. 保障用戶用電安全

• 原因：電能質量不達標會影響用戶設備的正常運行，甚至造成損壞。

• 影響：通過監測電能質量，可以及時發現并解決潛在問題，保障用戶用電安全。

四、提升新能源發電效率與效益

1. 優化設備運行

• 原因：通過監測電能質量，可以了解設備的運行狀態，及時發現并解決潛在問題，提高設備利用率和壽命。

2. 提高并網競爭力

• 原因：符合電網要求的電能質量是新能源發電能否被電網接納的關鍵，直接影響發電收益。

• 影響：高質量的電能質量有助于新能源發電更好地融入電網，提高市場競爭力。

五、總結

監測新能源發電的電能質量，不僅是保障電網穩定運行、滿足用戶用電需求的必要措施，也是提升新能源發電效率與效益、促進可持續發展的關鍵環節。通過監測，可以及時發現并解決電能質量問題，確保新能源發電的可靠性和經濟性，推動其在能源領域的廣泛應用與發展。