安(ān)科瑞(ruì) 劉邁

摘要(yào)：

太(tài)陽(yáng)能光(guāng)伏作為可再(zài)生(shēng)能源(yuán)領域的重(zhòng)要支(zhī)柱，正迎(yíng)來快速(sù)發展
。大量電(diàn)力(lì)電(diàn)子設(shè)備應(yīng)用雖(suī)然推動了太(tài)陽(yáng)能光(guāng)伏領域的發(fā)展，但同時也帶來(lái)了諸(zhū)多(duō)電(diàn)能(néng)質量(liáng)問(wèn)題(tí)，成為製約其健康(kāng)發展的(dí)關鍵因素
。其(qí)中(zhōng)，電(diàn)壓(yā)波(bō)動(dòng)，諧(xié)波(bō)汙染(rǎn)，頻率(shuài)偏(piān)差等問題尤(yóu)為常見(jiàn)，這(zhè)些(xiē)問(wèn)題(tí)不僅影(yǐng)響了設備(bèi)的(dí)正常運(yùn)行(háng)，還可能(néng)對生(shēng)產效(xiào)率和產品質(zhì)量造成負麵(miàn)影(yǐng)響
。電能(néng)質(zhì)量監測(cè)裝置作(zuò)為先進(jìn)的(dí)電力監測(cè)工具(jù)，能夠實時(shí)，準(zhǔn)確地監測電網中(zhōng)的電能(néng)質(zhì)量指標，為企業提(tí)供可靠(kào)的(dí)數(shù)據支持，幫助(zhù)企(qǐ)業及時發現並解(jiě)決(jué)電能質量問題，保障生(shēng)產綫的(dí)穩(wěn)定(dìng)運行
。此外(wài)，它還(huán)有助於提升(shēng)生產效率(shuài)，降低生產成(chéng)本，並(bìng)推(tuī)動企業(yè)實現綠色生(shēng)產
。

關(guān)鍵詞：新(xīn)能源(yuán)；電能(néng)質量；光伏(fú)；諧(xié)波；

1 項(xiàng)目概(gài)況(kuàng)

某光伏企(qǐ)業位於(yú)四(sì)川省(shěng)宜賓(bīn)市(shì)，是當地(dì)重要(yào)的(dí)光(guāng)伏(fú)企業(yè)之(zhī)一
。該公(gōng)司主(zhǔ)要從事(shì)太陽能(néng)光(guāng)伏(fú)電(diàn)池(chí)的(dí)研發，生(shēng)產和銷售(shòu)，是集(jí)“研，產(chǎn)，銷"為一(yī)體(tǐ)的(dí)光(guāng)伏(fú)科技(jì)企(qǐ)業
。作為(wéi)光(guāng)伏(fú)產(chǎn)業(yè)鏈的(dí)重(zhòng)要(yào)一環，它(tā)致(zhì)力(lì)於通(tōng)過技術創新(xīn)和產業(yè)升(shēng)級(jí)，推動太陽能光伏(fú)電池(chí)的發(fā)展(zhǎn)
。此外，公司還參(cān)與(yǔ)分布(bù)式(shì)光(guāng)伏電站的(dí)建設，利(lì)用(yòng)廠房屋(wū)頂(dǐng)等空(kōng)間進行(háng)光伏發(fā)電，為(wéi)綠色能(néng)源的發展(zhǎn)做(zuò)出貢獻
。

本項(xiàng)目(mù)是(shì)單(dān)晶矽(guī)棒光伏(fú)產業(yè)基地年產20GW單晶(jīng)矽棒項(xiàng)目
。該項目(mù)在(zài)宜賓(bīn)高(gāo)新區(qū)投建，總(zǒng)投資(zī)約45億(yì)元，占地麵(miàn)積廣(guǎng)，將(jiāng)形成(chéng)年(nián)產20GW單晶(jīng)矽(guī)棒的生產能力(lì)
。項目的實(shí)施將進一步(bù)擴大該(gāi)企(qǐ)業(yè)的產能(néng)優(yōu)勢，提升該企(qǐ)業的品牌競(jìng)爭影(yǐng)響(xiǎng)力，同時(shí)也(yě)將(jiāng)為(wéi)宜賓(bīn)市(shì)的(dí)光(guāng)伏產業發展注(zhù)入新的活力(lì)
。預計項(xiàng)目滿產(chǎn)後將實(shí)現年產(chǎn)值(zhí)顯著(zhù)增長，並帶(dài)來大量的稅收，為(wéi)當地經(jīng)濟(jì)社會(huì)發展作(zuò)出重要貢獻(xiàn)
。此外，該(gāi)項目(mù)還將(jiāng)推動(dòng)宜賓市光(guāng)伏(fú)產業鏈(liàn)的*，加(jiā)快構建光伏(fú)產業(yè)生(shēng)態(tài)圈，提(tí)升宜賓在(zài)全球光伏(fú)產(chǎn)業(yè)中(zhōng)的地位和影響力
。同時，項(xiàng)目的實(shí)施還將(jiāng)為當地(dì)創造大(dà)量的(dí)就(jiù)業(yè)崗位(wèi)，提高居民(mín)收(shōu)入(rù)水平(píng)，推(tuī)動(dòng)地(dì)方(fāng)經(jīng)濟社會的可(kě)持續發展
。

2 項目需求(qiú)

本(běn)次項(xiàng)目為(wéi)該單晶(jīng)矽棒(bàng)光(guāng)伏(fú)產(chǎn)業基(jī)地(dì)10/0.4KV用(yòng)戶變電(diàn)站(zhàn)項目，該變電站總共有(yǒu)30路(lù)高壓進綫，在其中14路進(jìn)綫(xiàn)處安裝(zhuāng)電能(néng)質(zhì)量(liáng)監測裝(zhuāng)置實(shí)時(shí)監測(cè)各路(lù)進(jìn)綫的電能質量(liáng)參(cān)數，監測生產過(guò)程中(zhōng)可能(néng)遭遇的(dí)電(diàn)能質量(liáng)問(wèn)題並為(wéi)電能質(zhì)量問題治理提供(gōng)依據(jù)
。單晶矽棒(bàng)是太(tài)陽(yáng)能電(diàn)池(chí)的重要原材料，在(zài)生產過(guò)程中可(kě)能(néng)遇(yù)到的(dí)電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)問(wèn)題(tí)主要包(bāo)括以(yǐ)下幾(jī)個方麵(miàn)：

（1）電(diàn)壓(yā)波動與閃(shǎn)變：

高(gāo)功(gōng)率設(shè)備及工(gōng)藝(yì)過程(chéng)導(dǎo)致(zhì)電(diàn)力負荷(hé)快速(sù)變化(huà)，進(jìn)而衝(chōng)擊電網(wǎng)，引發電壓波(bō)動(dòng)
。電力電子設(shè)備(bèi)如(rú)中頻爐(lú)和(hé)直流爐產生的(dí)電流(liú)諧波(bō)幹(gān)擾電網正(zhèng)常運行(háng)，加(jiā)劇(jù)電(diàn)壓波動(dòng)和閃(shǎn)變
。電(diàn)網(wǎng)容量，阻抗分(fēn)布(bù)及(jí)無功補償等(děng)自身(shēn)特性(xìng)同時也(yě)會影(yǐng)響電壓穩定性
。除(chú)此之(zhī)外(wài)外(wài)部(bù)因(yīn)素(sù)如天(tiān)氣，其他(tā)設備運(yùn)行狀(zhuàng)況(kuàng)和電(diàn)網負載變化(huà)也會對(duì)電壓穩定(dìng)性產(chǎn)生影響(xiǎng)
。

（2）諧(xié)波汙染：

單(dān)晶矽(guī)棒的生(shēng)產(chǎn)過程中，涉及(jí)到了多(duō)個(gè)階(jiē)段，如加料，熔化，縮頸生長，放肩生長，等徑(jìng)生(shēng)長和尾部生長等，這些階段通常需要使(shǐ)用(yòng)各種(zhǒng)電(diàn)力電子(zǐ)設備，如(rú)中頻(pín)爐(lú)，直(zhí)流爐(lú)，大功率(shuài)開關(guān)電源等(děng)
。這(zhè)些(xiē)電力電(diàn)子(zǐ)設備在(zài)工作過程中(zhōng)，普遍采(cǎi)用(yòng)半(bàn)導體可(kě)控整(zhěng)流(liú)方式(shì)，這(zhè)種方式(shì)會產生大(dà)量(liáng)的(dí)電流諧波(bō)
。這(zhè)些諧(xié)波不僅會對電網造成汙染，降(jiàng)低(dī)電(diàn)能質量，還可(kě)能對生產(chǎn)設備(bèi)造成幹擾(rǎo)，甚(shèn)至損壞(huài)設備
。

（3）頻率(shuài)偏差：

電(diàn)力(lì)係統(tǒng)的(dí)頻(pín)率偏(piān)差(chà)會(huì)對單(dān)晶矽(guī)棒(bàng)的生產過(guò)程產(chǎn)生影(yǐng)響
。例如，電動(dòng)機(jī)的(dí)轉速(sù)會隨頻率變(biàn)化而變(biàn)化，這(zhè)可(kě)能影響(xiǎng)到設備的正常運行和(hé)產品(pǐn)質(zhì)量的穩定性
。

電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)監測裝置能夠實(shí)時監(jiān)測(cè)電(diàn)力(lì)係統的(dí)運行狀態(tài)，確(què)保電網(wǎng)的(dí)穩定性和(hé)可(kě)靠(kào)性(xìng)，從而(ér)避(bì)免(miǎn)生產過程中(zhōng)的(dí)電壓波動和閃變(biàn)問題(tí)
。同(tóng)時，該裝(zhuāng)置還能(néng)有效(xiào)監測並(bìng)分(fēn)析電流諧(xié)波，幫(bāng)助(zhù)生產廠(chǎng)家(jiā)迅(xùn)速解決諧波幹(gān)擾，防(fáng)止設備損(sǔn)壞和生(shēng)產中斷
。此外，通過監(jiān)測(cè)功率因數，電能損(sǔn)耗等指標，電(diàn)能(néng)質量監測裝置能(néng)夠提升電(diàn)力係統的(dí)效率，減(jiǎn)少能(néng)源(yuán)浪費，實現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)
。更重要(yào)的是，該(gāi)裝置(zhì)還能提高用電安全，及(jí)時發現電壓失(shī)調(tiáo)，電壓(yā)暫(zàn)降等電(diàn)能質量問題(tí)，並采取(qǔ)相(xiāng)應措施，防(fáng)止(zhǐ)設(shè)備故障和安全事(shì)故的發生
。因(yīn)此，為(wéi)了監(jiān)測這些電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)問題，選(xuǎn)擇在高(gāo)壓重(zhòng)要進綫(xiàn)處(chǔ)安裝電能質量(liáng)監測裝置(zhì)APView500
。

該設備(bèi)主(zhǔ)要實現的(dí)功(gōng)能(néng)如下(xià)：

3 產品方案(àn)

下(xià)圖是該光(guāng)伏(fú)產(chǎn)業(yè)基(jī)地部(bù)分配電係(xì)統(tǒng)圖(tú)，該(gāi)係統(tǒng)由220kV/110kV變電(diàn)站(zhàn)引入(rù)30路10kV電源，其中(zhōng)包含14路(lù)主用進(jìn)綫(xiàn)，14路備(bèi)用進綫(xiàn)，2路環(huán)網櫃進(jìn)綫(xiàn)
。本次在每(měi)個配(pèi)電室(shì)的(dí)主進(jìn)綫櫃就地安(ān)裝(zhuāng)1台電能質量監測(cè)裝(zhuāng)置APView500，共(gòng)計(jì)安裝14台APView500
。每台裝置接入(rù)主用(yòng)進(jìn)綫(xiàn)和備用進綫的電壓電(diàn)流，對(duì)兩(liǎng)路(lù)進(jìn)綫的電(diàn)能質量(liáng)進(jìn)行(háng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
。

圖1 光伏產(chǎn)業(yè)基地(dì)部(bù)分配電係(xì)統圖

裝置(zhì)主要監(jiān)測功能(néng)：

諧波(bō)監(jiān)測(cè)與暫態(tài)事(shì)件(jiàn)監(jiān)測是(shì)電能質量在(zài)綫(xiàn)監測裝(zhuāng)置(zhì)的(dí)兩(liǎng)個(gè)重(zhòng)要(yào)監測功(gōng)能
。諧波監測支(zhī)持直(zhí)觀(guān)的柱狀圖(tú)和(hé)詳盡(jìn)的(dí)表格(gé)兩種展(zhǎn)示方式(shì)，圖1即(jí)為(wéi)其柱(zhù)狀(zhuàng)圖示例
。當(dāng)電網(wǎng)成發(fā)生暫升，暫(zàn)降，短(duǎn)時中斷等(děng)暫態(tài)事(shì)故時，裝(zhuāng)置會觸(chù)發(fā)告警及事(shì)件(jiàn)記錄(lù)，圖2是電壓(yā)暫(zàn)降(jiàng)的(dí)一(yī)條事件(jiàn)記錄(lù)，裏麵詳細(xì)記(jì)錄暫降發生的(dí)時(shí)間(jiān)，持續時(shí)間，暫降(jiàng)深(shēn)度及(jí)剩餘電壓等關鍵信息(xī)
。此外，裝置還(huán)具(jù)備暫(zàn)降(jiàng)源定(dìng)位(wèi)功能，利用等效阻抗算法，能(néng)夠(gòu)準(zhǔn)確判斷暫降(jiàng)源是來自母(mǔ)綫(xiàn)側還是綫路側，如(rú)圖(tú)4展示(shì)
。在(zài)暫(zàn)態事件(jiàn)發(fā)生時，裝置還會(huì)記(jì)錄相(xiāng)應的波形，圖5是(shì)一條(tiáo)電壓(yā)暫(zàn)降(jiàng)的(dí)波形，這些波形對(duì)於(yú)判斷故(gù)障類型及(jí)原因至關(guān)重要(yào)
。圖6和圖7呈現的(dí)容(róng)忍度(dù)曲綫(xiàn)，是裝(zhuāng)置(zhì)根據暫(zàn)降(jiàng)事故生成的ITIC和(hé)SEMI F47曲綫，它(tā)們直(zhí)觀地(dì)反映了事故對設備(bèi)的影響程度(dù)，為故(gù)障(zhàng)分析(xī)提(tí)供了有力(lì)依據
。通(tōng)過這些(xiē)功(gōng)能，電能(néng)質量(liáng)在綫(xiàn)監測(cè)裝置(zhì)實現了對電力係統的(dí)監測和(hé)故(gù)障分析
。

圖2 諧波監(jiān)測柱狀(zhuàng)圖

圖(tú)3 電壓暫降(jiàng)事件記錄

圖(tú)4 暫降定位事件(jiàn)記錄(lù)

圖5 暫降(jiàng)波形(xíng)

圖(tú)6 ITIC容忍度(dù)曲(qū)綫(xiàn)

圖(tú)7 SEMI容(róng)忍度曲綫

4 現場安(ān)裝圖(tú)片(piàn)

本(běn)項(xiàng)目(mù)各(gè)類(lèi)設備(bèi)均(jūn)就地(dì)安(ān)裝(zhuāng)於開(kāi)關櫃(guì)中(zhōng)，現場安裝(zhuāng)圖(tú)片(piàn)如下
。

5 結(jié)語(yǔ)

太陽能光(guāng)伏產(chǎn)業在技(jì)術(shù)進步，成本下(xià)降和政策支(zhī)持(chí)的推動(dòng)下(xià)，正(zhèng)在快(kuài)速發展壯大
。未(wèi)來，隨著技(jì)術的不斷創新和(hé)市場的不斷(duàn)擴大，太(tài)陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)有望(wàng)在(zài)全球能(néng)源(yuán)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮越(yuè)來(lái)越重要(yào)的(dí)作(zuò)用(yòng)
。隨著生產(chǎn)工藝的(dí)不(bù)斷發(fā)展，越來越(yuè)多(duō)的電(diàn)力電子(zǐ)設(shè)備(bèi)被(bèi)應(yīng)用到生(shēng)產(chǎn)過程(chéng)中(zhōng)，從(cóng)而(ér)導致(zhì)大量電能(néng)質量(liáng)問(wèn)題，造(zào)成了(liǎo)供(gōng)電係(xì)統的不(bù)穩定(dìng)性，而電能質(zhì)量的(dí)穩(wěn)定(dìng)性(xìng)對於保障(zhàng)生產綫正常(cháng)運行至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)
。安(ān)裝(zhuāng)電能質(zhì)量監(jiān)測裝(zhuāng)置，可(kě)以(yǐ)實(shí)時監測電(diàn)能(néng)質量(liáng)，提(tí)前(qián)發現問(wèn)題，有(yǒu)效降(jiàng)低生(shēng)產綫停機時間，保障(zhàng)生產(chǎn)效(xiào)率
。其(qí)次，裝(zhuāng)置的(dí)應(yīng)用(yòng)還能(néng)夠有效降(jiàng)低(dī)能(néng)源(yuán)浪(làng)費，提高能源(yuán)利(lì)用效率，為(wéi)企業節約成本(běn)，實(shí)現可(kě)持續(xù)發(fā)展(zhǎn)提供了有(yǒu)力支撐
。總而(ér)言(yán)之，電能質量監(jiān)測裝置(zhì)的(dí)引(yǐn)入不僅(jǐn)提升(shēng)了生(shēng)產(chǎn)水(shuǐ)平(píng)，更為行業的未來發(fā)展(zhǎn)注入(rù)了新的活(huó)力(lì)與動力
。