一. 電能質量監(jiān)測在各行業(yè)的現狀

1.1 風力發(fā)電: 諧波(發(fā)電機匹配電力電子器件)，電壓偏差(風力發(fā)電組啟動、切除)小型孤立電網，會有頻率偏差 ；

1.2太陽能發(fā)電:  諧波（逆變器）; 電壓波動、閃變（輸出功率隨機波動）;直流分量（逆變器）；

1.3 數據中心: 諧波(開關電源、UPS、變頻設備) ；

1.4 石化行業(yè): 電壓波動敏感“晃電"（石化裝置停車）;電壓暫降（大型電動機和電動機群）；

1.5 冶金行業(yè): 諧波（軋機、大型鼓風機調速裝置）;電壓波動（電弧爐）；

1.6 半導體行業(yè):  設備敏感度高 。

二. 電能質量監(jiān)測需求分析

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。

《電能質量管理辦法（暫行）》指出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(fā)電、供電和用電各方應在工程項目規(guī)劃、設計、建設、運行的全過程貫徹電能質量主動防治的理念，共同維護電氣安全使用環(huán)境。

要對電網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。

三. 電能質量在線監(jiān)測裝置-APView系列

實物安裝照片：

3.1 APView系列-功能特點：

3.2 監(jiān)測功能-穩(wěn)態(tài)監(jiān)測

電壓電流功率電能等測量、電壓偏差、電壓不平衡、電流不平衡、諧波電壓/諧波電流、間諧波電壓/間諧波電流、諧波功率、諧波相角、諧波畸變率、高頻諧波、電壓波動與閃變、快速電壓變化、監(jiān)測數據在裝置界面上呈現、可查看實時波形和故障波形。

3.3 監(jiān)測功能-暫態(tài)監(jiān)測

主要監(jiān)測：暫升、暫降、短時中斷、暫降源定位、容忍度曲線分析

短時中斷：電力系統中某點工頻電壓方均根值突然降低至0.1 p.u.以下，并在短暫持續(xù)10ms-1min后恢復正常的現象。

電壓暫降：電力系統中某點工頻電壓方均根值突然降低至0.1 p.u.~0.9p.u.，并在短暫持續(xù)10ms-1min后恢復正常的現象。

電壓暫升：電力系統中某點工頻電壓方均根值暫時升高至1.1 p.u~1.8p.u.，并在短暫持續(xù)10ms-1min后恢復正常的現象。

通過調用事故發(fā)生以及結束期間的波形、電參量等數據，利用等效阻抗法對阻抗突變位置進行判別分析，以確定暫降源位于線路側或母線側。

3.3 監(jiān)測功能-瞬態(tài)監(jiān)測

電壓瞬變監(jiān)測、電流瞬變監(jiān)測。可在裝置界面和web端查看故障時刻事件記錄和故障錄波。

瞬態(tài)：是指電壓和或電流在穩(wěn)態(tài)條件下的一次變化，其持續(xù)時間小于數周期。一般包括兩類現象，即沖擊性瞬態(tài)和振蕩性瞬態(tài)。

3.4 監(jiān)測功能-故障波形

電壓偏差、頻率偏差、電壓暫升、電壓暫降、電壓短時中斷、電壓瞬態(tài)。

COMTRADE 是一種適用于電力系統模型獲得的暫態(tài)波形及事件的數據文件格式。

3.5 監(jiān)測功能-統計分析

Q/GDW 10650.8國網標準，日統計值，符合性評估報告，水平性評估報告。

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(wěn)態(tài)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(tài)統計，日統計數據應能存儲5年。日統計值結果可在裝置的Websever界面查看并可支持下載到保存至本地。

3.6 監(jiān)測功能-記錄存儲

PQDIF數據儲存，數據導出，事件記錄保存PQDIF格式文件，2小時內穩(wěn)態(tài)數據壓縮文件。

存儲芯片容量達到32G，對監(jiān)測點數據實時保存，1min數據(保存均值、最大值、最小值、95%概率大值、均方根值)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。

PQDIF數據類型滿足DL/T 1608電能質量數據交換格式規(guī)范中規(guī)定，PQDIF數據應能存儲90天；裝置記錄的PQDIF數據和故障錄波數據可通過FTP方式保存至本地。

3.7 監(jiān)測功能-Web Sever

穩(wěn)態(tài)監(jiān)測、暫態(tài)監(jiān)測、瞬態(tài)監(jiān)測、故障錄波、合格率統計等。

四. 電能質量在線監(jiān)測應用案例

4.1 半導體行業(yè)-上海某半導體·····硅片研發(fā)與制造項目

項目需求：客戶單位主要從事高品質半導體硅片的研發(fā)，生產和銷售，從事貨物及技術的進出口業(yè)務。安裝電能質量在線監(jiān)測裝置可以重點監(jiān)測電壓暫升/暫降、電壓閃變、電壓諧波/間諧波、電流諧波/間諧波等。通過監(jiān)測的電參量數據，科學地對配電系統的電壓、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，保證整個廠區(qū)的穩(wěn)定可靠運行，降低因電壓質量造成的設備及財產損失。

方案配置：本工程配電工程包括1個開閉所、3個10kV變電所，每個配電系統都采用兩進線一母聯的供電系統，分別在每個變電所的兩段進線處安裝一臺電能質量在線監(jiān)測裝置APView500，共安裝8臺，用來監(jiān)控各進線回路的電能質量。為實時監(jiān)視整個供電系統運行以及數據采集，該項目配置一套AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺，實現了從35kV到0.4kV用電側的整體監(jiān)控。

4.2 半導體行業(yè)-某電子材料制造項目

半導體制造行業(yè)主要電能質量問題有：

1、諧波問題：IC測試臺、PLC控制的機械手、芯片制造用的晶圓機或變頻控制的半導體機臺都會產生大量的諧波，它們不但會造成機臺設備自身的壞機現象，回流進電網的諧波電流還會引起其他回路的發(fā)熱、電子開關誤動作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產線停線、半成品的報廢。而且高能設備如：外延設備、擴散設備、離子注入設備的頻繁加卸載，更加重了用電環(huán)境的惡化。

2、電壓暫降及中斷：現代化的半導體生產設備對電力品質問題非常敏感，相對于傳統工業(yè)來說，半導體、LCD制造對電壓暫降非常敏感，持續(xù)16ms的幅值為額定值85%-90%電壓暫降即可能導致設備停機。短時中斷時負載一般與供電系統基本斷開（幅值低于額定值的10%）。

對于半導體行業(yè)而言，兩者均會造成設備停機。但是電壓暫降發(fā)生的幾率遠高于短時中斷會發(fā)生的幾率。有調查顯示：在所有配電系統事故中，電壓暫降引起的事故占了70%-80%；而在輸電系統事故中，電壓暫降引起的事故所占的比例超過了90%。

配置方案：在本項目的高壓配電進線柜處裝設一臺電能質量監(jiān)測裝置APView500，同時為了保證整個配電系統日常安全穩(wěn)定運行，在每面高壓開關柜裝設一臺AM5系列微機保護裝置和一臺ASD200智能操控裝置。并將所有監(jiān)測數據上傳到Acrel-2000電力監(jiān)控系統。

4.3 半導體行業(yè)-某半導體制造企業(yè)項目

現場事故分析：自裝設電能質量監(jiān)測裝置后，APView500裝置監(jiān)測到系統多次電壓暫降事故，給現場運維人員事故分析提供重要數據來源。

4.4 半導體行業(yè)--新疆霍爾果斯某硅業(yè)

現場事故分析：

2024年4月30日10:52:08在其中一路進線A相和C相同時發(fā)生了電壓暫降，電壓下降深度達到了12.92%，電壓暫降持續(xù)時間0.033s。

2024年5月19日13:40:15，三路進線同時發(fā)生了一次暫降事故，此次暫降事故電壓下降了1KV，下降了標稱電壓的18%,持續(xù)時間0.053s。

根據現場反饋的故障記錄以及導出的波形，為客戶提供事故分析報告。

4.5 新能源光伏行業(yè)-中衛(wèi)亞馬遜項目

項目概況：光伏發(fā)電系統的不確定性，造成輸出功率的隨機波動，導致電網頻率偏差、電壓波動與閃變等問題。亞馬遜主要有兩類業(yè)務：物流、網站，本項目為寧夏中衛(wèi)亞馬遜物流園分布式光伏項目，在低壓并網柜安裝電能質量在線監(jiān)測裝置。

方案配置：該項目下單20臺電能質量APView500，9臺AM3-I實現防逆流功能以及光伏監(jiān)控系統Acrel-1000DP。

該項目對電能質量監(jiān)測要求高，對現場逆變器、儲能、并網柜都提出需求

4.6 新能源光伏行業(yè)-特斯拉工廠0.4k光伏并網工程

10kV并網系統

光伏發(fā)電項目，使用交直流逆變器，由于逆變器通過半導體功率開關的開通和關斷作用，把直流電轉變成交流電，在此環(huán)節(jié)會產生諧波問題。光伏發(fā)電系統的不確定性，造成輸出功率的隨機波動，導致電網頻率偏差、電壓波動與閃變等問題。

風力發(fā)電項目，風力發(fā)電機配備的電力電子設備，會產生諧波和間諧波問題；還有發(fā)電機組的啟停會產生沖擊電流導致電壓暫降；小型電網的風電發(fā)電的穩(wěn)定性和頻率偏差問題。

0.4kV并網系統圖 0.4kV并網系統圖

現場照片：

4.7 鐵路行業(yè)-鄭州鐵路供電段某電所項目

項目需求：通過加裝電能質量在線監(jiān)測系統實現對鐵路供電段鄭州北駝峰配電所實時電能質量監(jiān)測，包括：2-63次諧波、簡諧波、超高次諧波、電壓偏差、電壓波動和閃變、不平衡度；實現暫降源定位、三相不對稱分析等異常信息捕捉與分析，保障供配電系統的安全可靠運行。

配置方案：本鐵路配電所10kV供電系統為單母線分段系統，對每路10kV回路配置1臺APView500電能質量監(jiān)測裝置，共計30臺。

電能質量現場與分析: 本項目通過在鐵路變電站10kV總進線安裝APView500電能質量監(jiān)測裝置，經過現場勘察發(fā)現裝置近期發(fā)生多次電流瞬態(tài)現象，結合鐵路行業(yè)的負荷特點，后續(xù)和客戶溝通持續(xù)關注諧波、波動、不平衡等指標。

電能質量監(jiān)測裝置-資質證書

五. 總 結

各行業(yè)存在多樣電能質量問題，如風電、光伏的諧波與電壓波動，數據中心、冶金等行業(yè)的諧波問題等。因設備對供電質量要求提高及政策要求，電能質量監(jiān)測需求迫切。安科瑞APView系列電能質量在線監(jiān)測裝置具備穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等全維度監(jiān)測功能，支持數據存儲與分析，在半導體、新能源、鐵路等行業(yè)案例中，有效助力監(jiān)測與改善電能質量，保障系統穩(wěn)定運行 。