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。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)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：

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)的監(jiān)測和故障分析。

圖2 諧波監(jiān)測柱狀圖

圖3 電壓暫降事件記錄

圖4 暫降定位事件記錄

圖5 暫降波形

圖6 ITIC容忍度曲線

圖7 SEMI容忍度曲線

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。