電能質量治理在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中的必要性日益凸顯。隨著可再生能源和智能電網技術的廣泛應用，電力系統(tǒng)面臨著頻率波動、諧波污染和電壓不穩(wěn)定等問題。這些問題不僅影響了電力的可靠性和安全性，還可能導致設備損壞和能效降低。因此，實施電能質量治理措施，可以有效提升配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，保障用戶的用電需求，促進經濟可持續(xù)發(fā)展。此外，良好的電能質量還能夠優(yōu)化能源利用效率，為最終實現(xiàn)更高效的能源管理奠定基礎。

電能質量治理在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中的必要性主要體現(xiàn)在幾個方面。首先，隨著信息技術和智能設備的普及，電力系統(tǒng)中的非線性負荷激增，導致諧波和電壓波動現(xiàn)象頻繁。這不僅降低了電力設備的使用壽命，還可能引發(fā)電氣故障，造成經濟損失。其次，電能質量不達標會影響設備的正常運行，尤其是在工業(yè)領域，可能導致生產效率下降和產品質量問題，此外，電能質量治理對于實現(xiàn)可再生能源的有效接入至關重要。風能和太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性要求配電系統(tǒng)具備更強的適應能力，確保電網的平衡與穩(wěn)定。因此，采用先進的電能質量監(jiān)測和治理技術，能夠及時識別和解決電能質量問題，提升電網的整體韌性。

隨著電力市場的發(fā)展和用戶對電能質量要求的提高，開展電能質量治理也成為了增強市場競爭力的重要手段。只有實現(xiàn)良好的電能質量，才能吸引更多用戶，提升整體經濟效益。因此，電能質量治理不僅是技術上的需求，更是保障社會經濟健康發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

什么是電能質量？

電能質量是指電力系統(tǒng)中電能的質量。理想的電能應該是電參數波形為完美的對稱正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導致電能質量問題，一方面我們研究這些因素會導致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些問題，從而最大程度上使電參數波形接近正弦波。

影響電能質量的危害

降低電網、輸電及用電設備的使用效率

零線過熱

用電設備發(fā)熱、加速老化，從而降低設備的使用壽命

引起用電設備損壞，諧振嚴重時還會引起跳閘事故

電氣測量儀表計量不準確

用戶吸收電網總功率變大，導致供電變壓器容量被占用

設備應用場景

數據中心

數據中心行業(yè)在國民經濟中起到了不可替代的作用,但其繁多的非線性電力負載,如通訊系統(tǒng)、大型計算機、網絡控制設備、變頻空調、各種數碼辦公設備、燈光調控系統(tǒng)、UPS、監(jiān)控系統(tǒng)等給其供電系統(tǒng)帶來了嚴重的諧波干擾,對大型數據中心的運行安全造成了較大的威脅,為此我們分析研究了其諧波產生的根源及諧波特性,結合用戶需求采用有源諧波無功綜合治理的設計方案，治理效果顯著,解決了數據中心行業(yè)的諧波污染問題。

醫(yī)療行業(yè)

現(xiàn)代化醫(yī)療機構為提高服務水平不斷引入新型、復雜的醫(yī)療設備,如核磁共振、CT機、X光機、血透機等,以上非線性設備在運行過程中會產生諧波,對醫(yī)院的供配電系統(tǒng)造成干擾,影響設備正常工作,使供電系統(tǒng)存在安全隱患。

污水處理

我國目前水廠的能耗問題十分突出,節(jié)能潛力巨大。以泵、風機為主要負載。電機節(jié)能技術在污水處理系統(tǒng)中占據重要地位,變頻調速技術以改變交流電動機的電源頻率來改變交流電動機的速度是一種較為理想的高效調速裝置和節(jié)能裝置,但大量使用變頻器同時也會產生了諧波。引起變壓器、電動機振動、發(fā)熱等問題,導致使用壽命縮短。無功補償電容器不能正常投切,功率因數低,面臨電力部門罰款。

半導體電子行業(yè)

在國家政策的引導下,電子行業(yè)發(fā)展迅速,同時新建了大批半導體電子廠房。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(xiàn)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。

新能源材料加工

晶體材料具有多樣化特征,而單晶硅是至關重要的組成部分。在單晶硅生產制造中,需應用多種電器設備,常見有線切機、中頻爐、多晶爐等等,在各類設備運行過程中,一方面單晶爐產生的諧波電流會造成造成系統(tǒng)電壓畸變,使單晶爐內部傳感器失靈,造成測量誤差,從而使生產的單晶硅質量不合格,造成人工、時間和原材料的浪費。另一方面,諧波還會造成PLC 控制失靈,嚴重時可使設備癱瘓或者燒壞,對用戶生產造成極大的損失。在諧波的影響下,會形成脈動轉矩,使得電動機發(fā)生振動,對晶體正常生長造成不良影響,同時還會造成電機的使用年限縮短。

醫(yī)藥行業(yè)

醫(yī)藥行業(yè)主要的諧波負載為生產及辦公照明、電腦及通訊設備、UPS、變頻器(數量較多且功率不同)、變頻空調、電梯、水泵等,諧波主要以5次和7次為主。諧波對藥品生產的運行、電容柜、變壓器及整個供配電系統(tǒng)產生不利影響,同時由于諧波造成功率因數降低使企業(yè)受到罰款。

系統(tǒng)介紹

電能質量監(jiān)測與治理系統(tǒng)平臺主要由電能質量治理設備、物理網關、服務器及服務終端四部分組成，其中電能質量治理設備作為基礎，實現(xiàn)數據采集與電能質量補償，物理網關實現(xiàn)設備與服務器間的數據傳輸以及對設備進行策略功能分配，數據經由服務器最終以服務終端為媒介為用戶提供可視化展示。

電能質量監(jiān)測與治理系統(tǒng)除作為本地終端為用戶提供電能質量監(jiān)測、治理與設備運維等功能外,亦可通過接入AcreIEMS企業(yè)微電網能效管理平臺,為用戶提供遠程在線服務。

安裝與接線

整柜安裝

設備從上至下分三部分:

母線室:主母排通過母線室貫穿濾波柜;

斷路器室:多個模塊可通過斷路器匯流到主母排:每個模塊也可以單獨分配一個斷路器,多個斷路器通過匯流排連接到主母排:

模塊室:單柜最多可放5臺抽屜式模塊,模塊室的前后門板應開蜂窩孔通風散熱,風道的方向為前方進風,后方出風。柜門上安裝觸摸屏,便于設置各個模塊參數及顯示模塊運行數據。

模塊安裝

模塊安裝于柜內時,單個模塊我司將標配2個安裝掛耳將模塊前端與柜體固定。此外我司建議在模塊的左右兩側安裝兩個導橫梁來固定支撐模塊。

壁掛式安裝

壁掛式模塊通常在墻壁上或者尺寸較小的柜體內，壁掛式模塊會標準配置一對掛耳,如圖所示?？稍趬Ρ诖颛?0的孔,用M8的膨脹螺絲進行固定。

HMI接線

工廠照片