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

（1）電壓波動與閃變：

高功率設備及工藝過程導致電力負荷快速變化，進而沖擊電網，引發(fā)電壓波動。電力電子設備如中頻爐和直流爐產生的電流諧波干擾電網正常運行，加劇電壓波動和閃變。電網容量、阻抗分布及無功補償等自身特性同時也會影響電壓穩(wěn)定性。除此之外外部因素如天氣、其他設備運行狀況和電網負載變化也會對電壓穩(wěn)定性產生影響。

（2）諧波污染：

單晶硅棒的生產過程中，涉及到了多個階段，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備，如中頻爐、直流爐、大功率開關電源等。這些電力電子設備在工作過程中，普遍采用半導體可控整流方式，這種方式會產生大量的電流諧波。這些諧波不僅會對電網造成污染，降低電能質量，還可能對生產設備造成干擾，甚至損壞設備。

（3）頻率偏差：

電力系統(tǒng)的頻率偏差會對單晶硅棒的生產過程產生影響。例如，電動機的轉速會隨頻率變化而變化，這可能影響到設備的正常運行和產品質量的穩(wěn)定性。

電能質量監(jiān)測裝置能夠實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，確保電網的穩(wěn)定性和可靠性，從而避免生產過程中的電壓波動和閃變問題。同時，該裝置還能有效監(jiān)測并分析電流諧波，幫助生產廠家迅速解決諧波干擾，防止設備損壞和生產中斷。此外，通過監(jiān)測功率因數、電能損耗等指標，電能質量監(jiān)測裝置能夠提升電力系統(tǒng)的效率，減少能源浪費，實現更經濟的生產。更重要的是，該裝置還能提高用電安全，及時發(fā)現電壓失調、電壓暫降等電能質量問題，并采取相應措施，防止設備故障和安全事故的發(fā)生。因此，為了監(jiān)測這些電能質量問題，選擇在高壓重要進線處安裝電能質量監(jiān)測裝置APView500。

該設備主要實現的功能如下：

下圖是該光伏產業(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路主用進線，14路備用進線，2路環(huán)網柜進線。本次在每個配電室的主進線柜就地安裝1臺電能質量監(jiān)測裝置APView500，共計安裝14臺APView500。每臺裝置接入主用進線和備用進線的電壓電流，對兩路進線的電能質量進行實時監(jiān)測。

圖1 光伏產業(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)測是電能質量在線監(jiān)測裝置的兩個重要監(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。當電網成發(fā)生暫升、暫降、短時中斷等暫態(tài)事故時，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，里面詳細記錄暫降發(fā)生的時間、持續(xù)時間、暫降深度及剩余電壓等關鍵信息。此外，裝置還具備暫降源定位功能，利用等效阻抗算法，能夠準確判斷暫降源是來自母線側還是線路側，如圖4展示。在暫態(tài)事件發(fā)生時，裝置還會記錄相應的波形，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重要。圖6和圖7呈現的容忍度曲線，是裝置根據暫降事故生成的ITIC和SEMI F47曲線，它們直觀地反映了事故對設備的影響程度，為故障分析提供了有力依據。通過這些功能，電能質量在線監(jiān)測裝置實現了對電力系統(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

本項目各類設備均就地安裝于開關柜中，現場安裝圖片如下。