电能质量监测装置在新能源领域的应用十分广泛,主要围绕新能源发电、并网运行、电力传输与消纳等环节,通过实时监测和分析电能质量参数,确保系统稳定运行、提升能源利用效率。以下是具体应用场景及价值:
一、新能源发电侧:确保发电设备稳定运行
新能源发电(光伏、风电、储能等)受自然条件影响大,易产生电能质量问题,监测装置可针对性解决:
光伏电站
直流侧监测:光伏组件输出受光照、温度波动影响,直流电压/电流易出现纹波、闪变;逆变器将直流转为交流时,可能产生谐波、电压偏差。监测装置可实时检测直流侧纹波系数、逆变器的THD(总谐波畸变率)、三相不平衡度,避免逆变器因电能质量恶化而降额或停机。
低电压穿越(LVRT)验证:电网故障导致电压跌落时,光伏电站需保持并网并提供无功支撑。监测装置可记录电压跌落深度、持续时间及电站响应特性,验证是否符合LVRT标准,优化控制策略。
储能电站
充放电过程的电能质量管控:储能电池充放电时,若变流器控制不当,会向电网注入谐波或引起电压波动。监测装置可实时监测储能系统的功率因数、谐波含量,确保其在参与调峰、调频时不影响电网电能质量。
二、新能源并网侧:满足电网接入标准
新能源大规模并网需严格符合电网电能质量标准(如GB/T 12325《电能质量 供电电压偏差》、GB/T 24337《电能质量公用电网间谐波》),监测装置是关键验证手段:
并网点电能质量评估
在光伏/风电/储能的并网点安装监测装置,连续采集电压偏差、频率偏差、谐波、间谐波、电压波动与闪变、三相不平衡等指标,生成符合电网要求的“并网电能质量评估报告”,作为并网验收的条件。
分布式电源(DG)的集群监测
户用光伏、小型风电等分布式电源大量接入配电网后,易导致局部电压越限、谐波叠加。监测装置可通过“云边协同”架构,实现区域内多个DG的电能质量集中监测,识别高风险节点(如农村配电网末端电压偏高),辅佐电网公司优化配网规划(如加装调压器、无功补偿装置)。
三、微电网与多能互补系统:协调多能源电能质量
微电网(含光伏、风电、储能、柴油发电机等)或多能互补系统(如“光伏+储能+燃气轮机”)需实现内部电源与负荷的动态平衡,监测装置可确保系统自治运行时的电能质量:
微电网孤岛运行模式
当微电网脱离主网独立运行时,需自主维持电压和频率稳定。监测装置可实时监测孤岛内的电压暂降/暂升、频率偏移,触发储能系统快速响应(如释放有功支撑频率、吸收无功调节电压),避免负荷因电能质量恶化而停运。
四、新能源消纳场景:减缓弃风弃光与电能质量矛盾
新能源富集地区(如西北、东北)常因电网消纳能力不足导致弃风弃光,而强行并网又会加剧电能质量问题。监测装置可辅佐“准确消纳”:
弃风弃光原因分析
通过长期监测,区分“因电网输电瓶颈导致的弃电”和“因电能质量不达标被限制并网导致的弃电”。
柔性输电与电能质量联动
在特高压输电通道或柔性直流输电(VSC-HVDC)工程中,监测装置可实时监测新能源基地送出的电能质量(如直流侧的纹波、交流侧的谐波),配合换流站控制系统调整调制比,减少输电过程中的电能质量损耗,提升远距离消纳效率。
五、新能源汽车充电设施:确保充电网络电能质量
新能源汽车充电桩(尤其是快充桩)属于非线性负荷,大量接入会引发电网谐波、三相不平衡等问题,监测装置的应用包括:
充电桩集群的电能质量治理
在公交场站、高速公路服务区等充电桩密集区域,监测装置可统计谐波电流总量、功率因数,指导安装集中式有源电力滤波器(APF)或静止无功发生器(SVG),避免充电桩群对电网造成冲击。
车网互动(V2G)的电能质量支撑
当电动汽车参与V2G(向电网反向送电)时,其双向充电机可能成为谐波源或电压扰动源。监测装置可实时评估V2G对电网的影响,确保车辆在提供调频、备用服务时不违反电能质量标准。
