隨著“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)正在高速推進(jìn)。然而，高比例電力電子設(shè)備的接入給電網(wǎng)帶來了嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題，如諧波畸變、無功功率不足、電壓暫降等。這些問題不僅影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，還可能導(dǎo)致設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷。本文結(jié)合安科瑞電能質(zhì)量監(jiān)測與治理系統(tǒng)的技術(shù)特點，探討其在新型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。通過分析電能質(zhì)量問題的成因、治理標(biāo)準(zhǔn)及實際案例，詳細(xì)闡述了安科瑞解決方案在提升電能質(zhì)量、保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行中的應(yīng)用價值。

一、電能質(zhì)量問題及現(xiàn)象

1. 電能質(zhì)量問題的成因

隨著電力電子器件的廣泛應(yīng)用，變頻器、功率調(diào)節(jié)器、直流輸電換流閥、風(fēng)電變流器、光伏逆變器、充電樁、LED照明等各類電力電子裝置的規(guī)模化應(yīng)用，電網(wǎng)中諧波運行水平逐漸惡化。非線性負(fù)載的特點是對負(fù)載施加正弦形電壓時，其輸出電流并不是正弦形，負(fù)載阻抗不是恒定常數(shù)。

2. 電能質(zhì)量問題的主要表現(xiàn)

諧波：諧波會導(dǎo)致設(shè)備更多的損耗，使用壽命減少，嚴(yán)重可能會影響整個電力系統(tǒng)的安全可靠。

無功功率不足：無功問題不但大大影響系統(tǒng)效率和穩(wěn)定性，還造成不必要的電能浪費，增能源成本。

二：安科瑞電能質(zhì)量產(chǎn)品架構(gòu)及服務(wù)

1.產(chǎn)品架構(gòu)

安科瑞電能質(zhì)量產(chǎn)品架構(gòu)涵蓋了多個方面，包括 AcrelEMS 企業(yè)平臺，以及 0.4kV 側(cè)的各類裝置，如 APM 儀表、功率因數(shù)控制裝置、ANSVC 無功功率補(bǔ)償裝置、有源諧波治理柜、光伏并網(wǎng)柜、饋線柜、母聯(lián)柜、有源無功補(bǔ)償柜等。同時，針對不同的應(yīng)用場景，如商業(yè)中心、公共建筑、工業(yè)生產(chǎn)、潔凈制造、光伏并網(wǎng)、光儲充場站等，提供了相應(yīng)的解決方案。

2.諧波監(jiān)測類

電能質(zhì)量在線檢測儀，如 APView500 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、APView400 新能源并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置等，能夠進(jìn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)測、暫態(tài)監(jiān)測、瞬態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)暫降源定位、電壓暫降容忍度曲線與分析、故障錄波和事件記錄、電能質(zhì)量日統(tǒng)計值、電能質(zhì)量水平評估報告、電能質(zhì)量符合性評估報告、PQDIF 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與導(dǎo)出、標(biāo)記功能、Websever 功能等，并通過了江蘇省電科院 A 類認(rèn)證、開普實驗室 EMC 認(rèn)證。

3.諧波治理類

有源電力濾波器，如 有源諧波治理裝置，通過 CT 采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。此外，還有諧波保護(hù)器等產(chǎn)品。

4.有源無功補(bǔ)償類

有源無功補(bǔ)償裝置，是一種用于補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，能對大小變化的無功以及負(fù)序進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償，克服了 LC 補(bǔ)償器等傳統(tǒng)無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能精確控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點，具有線性補(bǔ)償無功功率、無極性補(bǔ)償（感性 / 容性）、響應(yīng)時間快等優(yōu)勢。

5.傳統(tǒng)無功補(bǔ)償類

低壓無功功率補(bǔ)償裝置，如 ANSVC 產(chǎn)品，并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負(fù)載功率因數(shù)的變化通過控制器控制電力電容器投切進(jìn)行補(bǔ)償。其采用散件組成方案，主要以電容、電抗、投切開關(guān)、控制器等組成。

6.混合補(bǔ)償類

混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置，，是一種用于動態(tài)補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，其基本原理是將三相橋式電路通過電抗器直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，通過調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側(cè)電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康?，同時在容量滿足的情況下可補(bǔ)償多次諧波。

7.中線安防保護(hù)器

中線安防保護(hù)器，如 ANSNP 系列，對末端回路電流進(jìn)行檢測、分析，治理諧波及三相不平衡，可治理由 3N 次諧波和三相不平衡造成的 N 線電流過大問題，消除電氣火災(zāi)安全隱患，同時具備諧波電流、無功功率、雜散電流、系統(tǒng)電流突變、諧波電流突變的抑制功能，還具有系統(tǒng)節(jié)能功能，能降低系統(tǒng)線纜損耗，提高系統(tǒng)元件使用壽命，降低維修成本，并且具備無線數(shù)據(jù)傳輸功能及手機(jī) APP 交互功能。

三：項目案例：電子廠房 - 寧德時代

項目背景

在國家鼓勵半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，寧德時代電子廠房項目不斷推進(jìn)。根據(jù) GB 51127 - 2015 印刷電路板工廠設(shè)計規(guī)范，變壓器低壓側(cè)應(yīng)設(shè)置低壓無功補(bǔ)償柜，無功補(bǔ)償柜宜具備自動過零投切、分相補(bǔ)償?shù)裙δ?，并宜加裝適配的電抗器；電鍍整流設(shè)備等諧波特別嚴(yán)重的工藝設(shè)備，宜在設(shè)備處設(shè)置相應(yīng)的諧波處理裝置或者在低壓配電柜中設(shè)置諧波處理設(shè)施。

治理方案

該項目的諧波源為可控硅、單晶爐等，諧波設(shè)備包括單晶爐、石英等。由于變壓器容量大、補(bǔ)償容量大、濾波需求大、散熱要求高、預(yù)留補(bǔ)償倉位、柜體設(shè)計超寬、溫度監(jiān)測點位多且要求高，針對不同變電所和變壓器，配置了不同容量的濾波器，如 ANSVG - G - A 800 - 400、ANSVG - G - A 600 - 300 等，并預(yù)留了相應(yīng)的倉位。

治理效果

通過合理配置無功補(bǔ)償和諧波治理設(shè)備，有效解決了電子廠房中諧波嚴(yán)重等問題，保障了生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運行，提高了生產(chǎn)效率。

四：結(jié)論

安科瑞電能質(zhì)量監(jiān)測與治理系統(tǒng)通過實時監(jiān)測、智能分析和精準(zhǔn)治理，為新型電力系統(tǒng)提供了高效、可靠的解決方案。通過實際案例的分析，安科瑞解決方案在提升電能質(zhì)量、保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行方面具有顯著優(yōu)勢。未來，隨著技術(shù)進(jìn)步和政策支持，安科瑞將在更廣泛的應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用，助力新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。