一.需求分析

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

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

二.新能源并網(wǎng)配電工程的痛點分析

1.電壓波動與閃變光伏發(fā)電受天氣影響較大，輸出功率波動頻繁，導致并網(wǎng)點電壓不穩(wěn)定，可能影響電網(wǎng)和其他用電設備的正常運行。

2.諧波污染光伏逆變器、風機變流器等電力電子設備在運行中會產(chǎn)生大量諧波，污染電網(wǎng)，導致設備過熱、效率降低甚至損壞。

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

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

5.數(shù)據(jù)監(jiān)測與管理不足傳統(tǒng)監(jiān)測手段難以實現(xiàn)實時、全面的電能質量數(shù)據(jù)采集和分析，無法快速定位問題，導致故障處理滯后。

6.并網(wǎng)標準符合性
新能源并網(wǎng)需要滿足嚴格的電能質量標準，缺乏有效的監(jiān)測手段可能導致并網(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)點要求配置電能質量監(jiān)測裝置。

四.電能質量在線監(jiān)測裝置的解決方案

電能質量在線監(jiān)測裝置通過高精度數(shù)據(jù)采集、實時分析和智能管理，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：

功能簡述

1. 人機界面功能

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量監(jiān)測指標的實時 數(shù)據(jù)。可對裝置硬件時鐘進行設置，對監(jiān)測參數(shù)進行設置、修改和查看，并設有密碼保護。

2. 記錄存儲功能：

可對監(jiān)測點數(shù)據(jù)實時保存，3min 數(shù)據(jù)(保存最大值)在裝置上最長保存時間為 3 個月， 之后按”先進先出”原則更新。

3. 統(tǒng)計功能

裝置具有對主要監(jiān)測指標的在線統(tǒng)計功能，可統(tǒng)計一天內(nèi)監(jiān)測指標的最大值、最小值、 平均值等。

4.通訊功能

裝置提供多種通訊接口方式，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸或定時提取存儲記錄，可通過工 業(yè)以太網(wǎng)接口與遠方電能質量管理中心通訊，也可通過 RS232/RS485 接口，以 Modem 或 GPRS 方式與遠方通訊。裝置支持 Modbus-TCP/RTU 通訊協(xié)議、IEC 61850 MMS 協(xié)議。

5.GPS 對時功能

裝置具有 GPS 硬對時接口，可以接受 IRIG-B 碼對時或者秒脈沖對時信號，保持與遠方 管理中心的時鐘一致。

6. 告警功能

可根據(jù)用戶設定的電能質量指標的限值，啟動指標報警功能。

7. 錄波功能

裝置對每個告警事件都進行錄波，并提供手動錄波功能。

本地 PQDIF 文件生成功能

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

五.項目案例：

通過加裝電能質量在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對醫(yī)院配電系統(tǒng)內(nèi)電能質量的分析和告警。提高安全管理效率與質量，變?nèi)斯だ械难矙z為系統(tǒng)在線實時監(jiān)測，對于配電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的電壓波動可以及時捕捉和處理。科學地對配電系統(tǒng)的電壓、電流進行分析，更及時、準確、靈敏地反映出當前電能質量情況，減少因電網(wǎng)波動造成的損失。

6.結論

電能質量在線監(jiān)測裝置是解決光伏發(fā)電等新能源并網(wǎng)配電工程電能質量問題的關鍵工具。通過實時監(jiān)測、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、諧波污染、頻率偏差等痛點，還能提升電網(wǎng)穩(wěn)定性、降低運維成本，為新能源并網(wǎng)提供可靠保障。在能源轉型的背景下，電能質量在線監(jiān)測裝置將成為新能源并網(wǎng)配電工程的“守護者”。