安科瑞王丹丹acrel2021

摘 要：

太陽能光伏作為可再生能源領(lǐng)域的重要支柱,，正迎來快速發(fā)展。大量電力電子設(shè)備應(yīng)用雖然推動(dòng)了太陽能光伏領(lǐng)域的發(fā)展,，但同時(shí)也帶來了諸多電能質(zhì)量問題,，成為制約其健康發(fā)展的關(guān)鍵因素。其中,，電壓波動(dòng),、諧波污染、頻率偏差等問題尤為常見,，這些問題不僅影響了設(shè)備的正常運(yùn)行,，還可能對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量造成負(fù)面影響。電能質(zhì)量監(jiān)測裝置作為先進(jìn)的電力監(jiān)測工具,，能夠?qū)崟r(shí),、準(zhǔn)確地監(jiān)測電網(wǎng)中的電能質(zhì)量指標(biāo),，為企業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)支持,，幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決電能質(zhì)量問題，保障生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行,。此外,，它還有助于提升生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，并推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn),。

關(guān)鍵詞：新能源,；電能質(zhì)量；光伏,；諧波,； 

1 項(xiàng)目概況

某光伏企業(yè)位于四川省宜賓市，是當(dāng)?shù)刂匾墓夥髽I(yè)之一,。該公司主要從事太陽能光伏電池的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,，是集“研、產(chǎn),、銷"為一體的光伏科技企業(yè)。作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán),，它致力于通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級,，推動(dòng)太陽能光伏電池的發(fā)展,。此外，公司還積極參與分布式光伏電站的建設(shè),，利用廠房屋頂?shù)瓤臻g進(jìn)行光伏發(fā)電,，為綠色能源的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

本項(xiàng)目是單晶硅棒光伏產(chǎn)業(yè)基地年產(chǎn)20GW單晶硅棒項(xiàng)目,。該項(xiàng)目在宜賓高新區(qū)投建,，總投資約45億元，占地面積廣,，將形成年產(chǎn)20GW單晶硅棒的生產(chǎn)能力,。項(xiàng)目的實(shí)施將進(jìn)一步擴(kuò)大該企業(yè)的產(chǎn)能優(yōu)勢,，提升該企業(yè)的品牌競爭影響力,，同時(shí)也將為宜賓市的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的活力。預(yù)計(jì)項(xiàng)目滿產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值顯著增長,，并帶來大量的稅收,，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。此外,，該項(xiàng)目還將推動(dòng)宜賓市光伏產(chǎn)業(yè)鏈的完善,，加快構(gòu)建光伏產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，提升宜賓在全球光伏產(chǎn)業(yè)中的地位和影響力,。同時(shí),，項(xiàng)目的實(shí)施還將為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造大量的就業(yè)崗位,，提高居民收入水平，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,。

2 項(xiàng)目需求

本次項(xiàng)目為該單晶硅棒光伏產(chǎn)業(yè)基地10/0.4KV用戶變電站項(xiàng)目,，該變電站總共有30路高壓進(jìn)線，在其中14路進(jìn)線處安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測各路進(jìn)線的電能質(zhì)量參數(shù),，監(jiān)測生產(chǎn)過程中可能遭遇的電能質(zhì)量問題并為電能質(zhì)量問題治理提供依據(jù),。單晶硅棒是太陽能電池的重要原材料，在生產(chǎn)過程中可能遇到的電能質(zhì)量問題主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）電壓波動(dòng)與閃變：

高功率設(shè)備及工藝過程導(dǎo)致電力負(fù)荷快速變化,，進(jìn)而沖擊電網(wǎng),，引發(fā)電壓波動(dòng)。電力電子設(shè)備如中頻爐和直流爐產(chǎn)生的電流諧波干擾電網(wǎng)正常運(yùn)行,，加劇電壓波動(dòng)和閃變。電網(wǎng)容量,、阻抗分布及無功補(bǔ)償?shù)茸陨硖匦酝瑫r(shí)也會影響電壓穩(wěn)定性,。除此之外外部因素如天氣、其他設(shè)備運(yùn)行狀況和電網(wǎng)負(fù)載變化也會對電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,。

（2）諧波污染：

單晶硅棒的生產(chǎn)過程中,，涉及到了多個(gè)階段，如加料,、熔化,、縮頸生長、放肩生長,、等徑生長和尾部生長等,，這些階段通常需要使用各種電力電子設(shè)備，如中頻爐,、直流爐,、大功率開關(guān)電源等。這些電力電子設(shè)備在工作過程中,，普遍采用半導(dǎo)體可控整流方式,，這種方式會產(chǎn)生大量的電流諧波。這些諧波不僅會對電網(wǎng)造成污染,，降低電能質(zhì)量,，還可能對生產(chǎn)設(shè)備造成干擾，甚至損壞設(shè)備,。

（3）頻率偏差：

電力系統(tǒng)的頻率偏差會對單晶硅棒的生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響,。例如，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會隨頻率變化而變化，這可能影響到設(shè)備的正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,。

電能質(zhì)量監(jiān)測裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而避免生產(chǎn)過程中的電壓波動(dòng)和閃變問題,。同時(shí),，該裝置還能有效監(jiān)測并分析電流諧波，幫助生產(chǎn)廠家迅速解決諧波干擾,，防止設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷,。此外，通過監(jiān)測功率因數(shù),、電能損耗等指標(biāo),，電能質(zhì)量監(jiān)測裝置能夠提升電力系統(tǒng)的效率，減少能源浪費(fèi),，實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì),、高效的生產(chǎn)。更重要的是,，該裝置還能提高用電安全，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓失調(diào),、電壓暫降等電能質(zhì)量問題,，并采取相應(yīng)措施，防止設(shè)備故障和安全事故的發(fā)生,。因此,，為了監(jiān)測這些電能質(zhì)量問題，選擇在高壓重要進(jìn)線處安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置APView500,。

該設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：

3 產(chǎn)品方案

下圖是該光伏產(chǎn)業(yè)基地部分配電系統(tǒng)圖,，該系統(tǒng)由220kV/110kV變電站引入30路10kV電源，其中包含14路主用進(jìn)線,，14路備用進(jìn)線,，2路環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線。本次在每個(gè)配電室的主進(jìn)線柜就地安裝1臺電能質(zhì)量監(jiān)測裝置APView500,，共計(jì)安裝14臺APView500,。每臺裝置接入主用進(jìn)線和備用進(jìn)線的電壓電流，對兩路進(jìn)線的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,。

圖1 光伏產(chǎn)業(yè)基地部分配電系統(tǒng)圖

裝置主要監(jiān)測功能：

諧波監(jiān)測與暫態(tài)事件監(jiān)測是電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的兩個(gè)重要監(jiān)測功能,。諧波監(jiān)測支持直觀的柱狀圖和詳盡的表格兩種展示方式，圖1即為其柱狀圖示例,。當(dāng)電網(wǎng)成發(fā)生暫升,、暫降、短時(shí)中斷等暫態(tài)事故時(shí)，裝置會觸發(fā)告警及事件記錄,，圖2是電壓暫降的一條事件記錄,，里面詳細(xì)記錄暫降發(fā)生的時(shí)間、持續(xù)時(shí)間,、暫降深度及剩余電壓等關(guān)鍵信息,。此外，裝置還具備暫降源定位功能,，利用等效阻抗算法,，能夠準(zhǔn)確判斷暫降源是來自母線側(cè)還是線路側(cè)，如圖4展示,。在暫態(tài)事件發(fā)生時(shí),，裝置還會記錄相應(yīng)的波形，圖5是一條電壓暫降的波形,，這些波形對于判斷故障類型及原因至關(guān)重要,。圖6和圖7呈現(xiàn)的容忍度曲線，是裝置根據(jù)暫降事故生成的ITIC和SEMI F47曲線,，它們直觀地反映了事故對設(shè)備的影響程度,，為故障分析提供了有力依據(jù)。通過這些功能,，電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)了對電力系統(tǒng)的精準(zhǔn)監(jiān)測和故障分析,。

圖2 諧波監(jiān)測柱狀圖

圖3 暫降波形

4 現(xiàn)場安裝圖片

本項(xiàng)目各類設(shè)備均就地安裝于開關(guān)柜中，現(xiàn)場安裝圖片如下,。

5 結(jié)語

太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在技術(shù)進(jìn)步,、成本下降和政策支持的推動(dòng)下，正在快速發(fā)展壯大,。未來,，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和市場的不斷擴(kuò)大，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)有望在全球能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮越來越重要的作用,。隨著生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展,，越來越多的電力電子設(shè)備被應(yīng)用到生產(chǎn)過程中，從而導(dǎo)致大量電能質(zhì)量問題,，造成了供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,，而電能質(zhì)量的穩(wěn)定性對于保障生產(chǎn)線正常運(yùn)行至關(guān)重要。安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置,，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電能質(zhì)量,，提前發(fā)現(xiàn)問題，有效降低生產(chǎn)線停機(jī)時(shí)間,，一定程度地保障生產(chǎn)效率,。其次,，裝置的應(yīng)用還能夠有效降低能源浪費(fèi)，提高能源利用效率,，為企業(yè)節(jié)約成本,，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐?？偠灾?，電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的引入不僅提升了生產(chǎn)水平，更為行業(yè)的未來發(fā)展注入了新的活力與動(dòng)力,。