新型電力系統諧波、電壓不穩怎么辦-電能質量治理方案保駕護航

1 辦法解讀

新型電力系統中新能源所占比例越來越高，光伏、風力等分布式電源、電化學儲能系統和傳統發電企業構成了更復雜的供配電網絡。而在用戶端，隨著越來越多的大功率變頻、整流設備、中高頻感應加熱設備、直流充電樁等設備的應用，不少用戶既是干擾源，也是發電主體，如不加強電能質量的監督和治理，電網安全和穩定將受到嚴重影響，同時也會阻礙新能源消納。本辦法(以下對《電能質量管理辦法(暫行)》簡稱辦法)的及時下發順應新型電力系統的安全穩定運行的要求，可操作性強，將對電能質量治理，提高電網安全，促進新能源消納起到重要作用。

對比原電力工業部發布的《電網電能質量技術監督管理規定》 (電綜[1998]第211號，以下簡稱原規定)，本辦法的可操作性及指導性更強，可以體現在以下幾個方面：

監管主體不同：原規定要求國家電力公司、跨省、省和地方獨立電網經營企業以及地(市)級供電企業，應一個職能部門(或專職)，統一負責電能質量的技術監督管理工作，監管主體本身就比較模糊；而本辦法明確國家能源局負責全國電能質量管理和監督工作，地方各級電力管理部門負責本行政區域內電能質量管理工作，國家能源局派出機構負責轄區內電能質量監督工作。

檢測方式不同：由于原規定出臺時期技術限制，要求連續檢測方式進行供電電壓偏差和頻率偏差指標的運行檢測，其它指標由不定時檢測和專項檢測實現；而隨著技術進步，電能質量在線監測裝置已經可以滿足電能質量檢測的全部指標要求并且可以隨時預警。

執行方式不同：原規定只要求了按“誰干擾，誰污染，誰治理"的原則及時處理，并沒有明確執行方式；而本辦法不僅明確按“誰干擾，誰治理"的原則，還明確了對不同對象可采用出力控制或離網控制、拒絕其接入電網或者中止供電以及恢復供電條件等，鼓勵各方為對電能質量有特殊要求的用戶提供有償增值服務。

檢測點位設置要求不同：原規定沒有明確檢測點位設置，只是要求各類檢測方式檢測點的具體設置，根據電能質量不同指標的特點可以不同，并應按照有關國家標準、導則結合本電網實際而確定。而本辦法明確要求應在新能源場站并網點、干擾源用戶的公共連接點設置電能質量在線監測裝置。

信息化要求不同：原規定受當時技術條件限制，并沒有對電能質量管理做信息化要求，而本辦法明確要求應當開展電能質量管理工作相關信息采集與問題分析治理能力建設，建立電能質量監測、調控設備臺賬，定期維護更新，并按規定準確、及時、完整地向國家能源局、地方各級電力管理部門報送電能質量信息。

本辦法對發電企業（包括分布式電源）、電網企業、用電企業的電能質量管理均有明確要求，要求在發電企業并網點、電網企業非線性設施、用電企業公共連接點設置電能質量監測裝置，這會促進市場對電能質量在線監測裝置的需求。安科瑞APView500電能質量在線監測裝置滿足Q/GDW 10650.2-2021《電能質量監測技術規范第2部分 電能質量監測裝置》中電能質量監測裝置要求，可以滿足辦法對發電企業、電網企業和用電企業電能質量在線監測要求。

  APView500電能質量在線監測裝置通過對引入的電壓、電流信號進行分析處理，裝置每周波采樣高達 1024 點，實現對電能質量指標進行高精度監測。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、數據通信等功能為一體，通過國家電網江蘇省電力試驗研究院入網要求檢測。能夠滿足發電、輸電、用電系統電能質量監測的要求，廣泛適用于分布式電源并網點和化工、鋼鐵、冶金、醫院、數據中心、交通建筑等用電企業公共連接點的電能質量監測。

                            表2 APView500電能質量在線監測裝置波形記錄及入網要求檢測證書

                                     表3 電能質量在線監測裝置選型

3 電能質量治理裝置
隨著新型電力系統建設高速推進，預期未來高比例電力電子設備會持續接入電網，給電網的電能質量帶來的“污染"愈加嚴重，成為電力系統未來面臨的新問題。對此，本辦法提前謀劃，加強管控，明確電能質量管理應當遵循“標準指引、預防為主、綜合治理"的方針，發電企業、電網企業和用電企業應當開展電能質量監測，指標超標時應當主動采取治理措施。且電能質量治理設備、在線監測裝置應當與主體工程同時設計、同時施工、同時驗收、同時投運。
安科瑞電能質量治理裝置包括有源濾波裝置、有源無功補償裝置、中性線安防保護器及諧波保護器等產品，協助用電企業治理和改善電能質量，打造“連接"-“監測"-“治理"閉環模式。

連接收集：通過智能化終端、本地、云平臺等方式，采集海量設備運行狀態，進行預防性維護和治理；

監測分析：通過電能質量數據分析、記錄事件過程和擾動方向、報警事件過程順序分析等方式，做到系統運行風險全掌握。
治理優化：通過無功補償、諧波治理、潮流分析等提供系統運維優化建議，維護改造升級前后效果對比。

                                             表4 安科瑞電能質量治理產品選型表

4 電能質量管理系統
電能質量管理系統提供電能質量的監測、分析和治理解決方案，具有本地化系統和云平臺方案。本地化系統可監測本項目電能質量監測和治理情況，及時對異常進行預警，可建立本地變流器等干擾源設備、治理設備、監測裝置臺賬庫，定期維護更新，數據可上傳上級平臺；云平臺方案可接入海量的電能質量在線監測裝置數據和電能質量治理裝置數據，可幫助電網企業開展電能質量管理工作相關信息采集與問題分析治理能力建設，建立電能質量監測、調控設備臺賬，定期維護更新。

                                            圖2 電能質量治理系統示意圖

4.1 電能質量監測治理系統(本地)
① 系統顯示項目信息，電能質量治理和補償設備運行狀態，故障信息彈窗等。

② 顯示電能質量相關數據，穩態監測、暫態監測、瞬態監測、故障錄波、合格率統計等，包括各次諧波含量及總諧波畸變率、三相不平衡、電壓暫升暫降等數據。

③ 電能質量分析，根據Q/GDW 10650.8國網標準要求統計電能質量日統計值，包括穩態數據最大值、最小值、平均值、95%概率大值統計，諧波電壓、諧波電流和間諧波統計及暫態統計，出具電能質量診斷報告。

4.2 電能質量監測治理云平臺

電能質量監測治理云平臺可接入海量的電能質量在線監測裝置數據和電能質量治理裝置的運行數據，可實現對區域配電系統電能質量進行數據監測，建立干擾源設備、治理設備、監測裝置臺賬庫。
①穩態監測：實時監測的電能質量穩態數據如電壓、電流、頻率、不平衡度、諧波及偏差等。

②暫態分析：查看暫升、暫降、中斷事件，并對時間特征參數值進行容忍度曲線分析。

③諧波頻譜分析：展示電能質量實時諧波和間諧波的含量比較分析。

④電能質量事件順序記錄：查看系統各場站電能質量事件順序記錄，并可查看電流電壓異常波形。

⑤電能質量治理裝置運行監測：監測有源濾波和無功補償監測，可監測總柜及治理模塊參數數據。

⑥設備臺賬：建立干擾源設備、諧波在線監測設備、諧波治理設備臺賬，并生產設備編碼或二維碼，用于設備維護和保養，定期更新。

5 結束語

安科瑞具備電能質量在線監測裝置、電能質量治理設備以及電能質量管理平臺，可以高度契合本辦法要求的發電企業、電網企業和用電企業對電能質量監測、電能質量治理以及信息管理的要求，為建立更加堅強、低碳的新型電力系統持續努力。