安科瑞电能质量在线监测装置的应用

1.项目概况：

上海特斯拉工厂是一个位于上海市浦东新区的超级工厂，占地面积约为86万平方米。上海特斯拉工厂主要以生产Model 3和Model Y为主，同时也包括动力电池和电机组装车间以及一个研发中心。工厂采用了智能化的生产线和新的制造技术，是一个集智能化、自动化于一体的现代化工厂，为特斯拉在全球的发展提供了重要的支持。

本项目在原有的10/0.4kV系统上新增分布式光伏并网。配电系统原有高压柜4台、变压器4台、低压柜31台。本项目采用0.4kV并网，设计1#并网电和2#并网点，光伏并网接入位于原有低压配电柜出线开关，供电系统图及并网柜位置如图1所示。

                                                            图1 配电系统一次系统图

2.项目需求：

光伏发电属于清洁能源，但其电能质量并不稳定，由于光伏发电的不确定性可能会导致输出功率的随机波动，进而导致电网频率偏差、电压暂升暂降、电压短时中断、电压波动与闪变等电能质量问题。同时光伏发电使用交直流逆变器，在此环节会产生谐波问题，还伴随直流分量流入供电系统。

这些电能质量问题可能会对工厂造成以下影响：

电压波动和闪变：可能会导致电机设备运行不稳定，影响生产线的正常运行。

谐波污染：可能会干扰电子元件的正常工作，导致设备故障或损坏。

电压暂降和短时中断：导致设备停机或损坏，影响生产线的正常运行。

频率偏差：可能会影响电机设备的正常运行，导致生产线的停滞或损坏。

通过在线电能质量监测装置可以监测、分析、评估监测点的电能质量，包括电能质量实时监测、电能质量事件告警、录波、数据统计、评估分析等功能,及时发现并解决电能质量问题，提高光伏发电的效率和稳定性，同时保障电力系统的安全与稳定运行。

在光伏项目中，孤岛效应是一个常见问题。当电网侧停电时，光伏侧仍然处于正常发电状态，并向电网侧送电，形成了孤岛效应。这给电网侧的检修人员带来了很大的安全威胁。防孤岛保护装置可以及时切断光伏系统与电网的连接，避免孤岛效应的产生，从而保护检修人员的安全。此外，防孤岛保护装置还可以在电网出现故障时，迅速切断光伏系统与电网的连接，避免设备受到损坏，并在故障解除后自动恢复并网，确保了光伏项目的稳定运行。

本项目要求并网点具有低压低于50%Un时0.1s闭锁发电、检有压85%Un自动并网功能，同时实时监测并网点电压谐波、直流分量、电压偏差等电能质量。需要将1#并网点、2#并网点的电压、电流、有功功率、无功功率以及防孤岛保护相关数据和电能质量数据上传至特斯拉220kV变电站，再通过站内原有调度数据网上传至调度中心。

同时光伏发电站项目还应满足以下相关规定。

根据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964-2012的相关要求，光伏电站并网点需要装设满足《电能质量检测设备通用要求》GB/T 19862-2005标准要求的A类电能质量在线监测装置，并且监测点需要放置在并网点。该装置需要对光伏电站可能引起的谐波、电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、三相不平衡度、注入电网直流分量进行在线监测，并且需要具备通讯接口，能够远传电能质量数据。这些数据需要通过综合业务数据网上传至电能质量检测主站。

根据《电能质量评估技术导则 三相电压不平衡》DL_T 1375-2014的规定，接入公共连接点的每个用户引该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。

根据《电能质量 供电电压偏差》GBT12325-2008的规定，220 V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%。

根据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964-2012的相关要求，光伏发电站应配置独立的防孤岛保护装置，动作时间应不大于2s。防孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。

综合本次项目要求及相关规定，本次分布式光伏并网项目在原有供电系统上进行改造，新增2个并网柜，需要在每个柜子中安装一台A类电能质量在线监测装置APView500PV对并网点电能质量进行实时监测，同时还需要安装一台防孤岛保护装置AM5SE-IS，当发生孤岛效应时可以及时切断并网柜断路器，避免事故的发生。具体配置方案如图2及图3所示。

                                                            图2  1#并网柜配置方案

                                                            图3  2#并网柜配置方案

各类设备主要实现的功能如下：

3.项目安装图

本项目各类设备均就地安装于开关柜中，现场安装图片如下，目前装置在现场运行正常。