新能源（光伏、风电）并网场景中，电能质量在线监测装置需要重点监测哪些参数？

LZ-DZ200电能质量在线监测装置

在新能源（光伏、风电）并网场景中，电能质量监测装置的核心目标是评估新能源发电对电网的影响、保障并网稳定性、满足电网导则要求，并为新能源电站的控制策略（如逆变器 / 变流器调节、无功补偿）提供数据支撑。结合光伏、风电的发电特性（波动性、电力电子化、间歇性）及电网对新能源并网的技术规范（如 GB/T 19964《光伏电站接入电网技术规定》、GB/T 19963《风电场接入电网技术规定》），需重点监测以下参数：

一、基础电气参数（稳态监测）

电压（三相相电压、线电压）

光伏 / 风电并网时，逆变器 / 变流器的输出电压需与电网电压匹配，电压偏差（超出 ±7% 或 ±10%）会触发保护动作导致脱网。监测电压有效值及偏差，可实时评估并网接口的电压稳定性（尤其弱电网中，新能源出力波动易引发电压波动）。

电流（三相电流）

监测电流有效值及变化趋势，反映新能源电站的实际出力（有功 / 无功），同时用于计算谐波、三相不平衡等指标。

有功功率、无功功率及功率因数

有功功率：光伏（受光照）、风电（受风速）的出力波动大，需监测有功功率的实时值及变化率（如风电 1 分钟 / 10 分钟功率变化率），避免快速波动对电网调频造成压力。

无功功率：新能源电站需具备无功调节能力（如光伏逆变器的容性 / 感性无功输出），监测无功功率及功率因数（需满足 ±0.9 以上），确保电压支撑能力。

频率

新能源出力波动（如云层遮挡导致光伏出力骤降、阵风导致风电出力骤升）可能影响电网频率（尤其孤岛微电网或弱电网），需监测频率偏差（通常要求 ±0.2Hz 或 ±0.5Hz），为调频控制提供依据。

二、谐波与间谐波

新能源发电依赖电力电子设备（光伏逆变器、风电变流器），其高频开关动作会产生大量谐波，是并网电能质量的核心问题，需重点监测：

谐波（整数次谐波，2~50 次）

低次谐波（3、5、7 次）：逆变器拓扑（如两电平、三电平）及调制策略易产生，可能导致电网谐振、变压器过热。

高次谐波（11~50 次）：高频开关器件（如 IGBT）的开关频率（kHz 级）可能引入，需监测幅值及总谐波畸变率（THDu、THDi，通常要求 THDu≤5%）。

间谐波（非整数次谐波）

光伏组件局部阴影、风电变流器转速波动时，可能产生非整数次谐波，导致灯光闪烁、计量误差，需监测其频率及幅值。

三、电压波动与闪变

电压波动

风电叶片扫风不均匀、光伏云层快速移动时，出力会短时间内波动（如风电 10 秒内功率变化 ±10%），导致并网电压的周期性波动（幅度通常用 ΔU??表示），需监测波动幅度及频率。

闪变

电压波动若在人眼敏感的频率范围（0.5~35Hz），会引发灯光闪烁（闪变），影响用户体验。需监测短时闪变值（Pst）和长时闪变值（Plt），通常要求 Plt≤1。

四、暂态事件（电压暂升 / 暂降 / 中断）

新能源并网接口的暂态事件多与设备操作或故障相关，需快速捕捉：

电压暂降 / 暂升

暂降：电网侧故障（如短路）、新能源电站内部保护动作（如逆变器过流）可能导致电压骤降（幅值 0.1~0.9p.u.，持续 0.5 周波～3 秒）。

暂升：逆变器无功过补、电网负荷突减时可能引发电压暂升（幅值 1.1~1.8p.u.），需监测其幅值、持续时间及相位。

电压中断

电网故障或新能源电站脱网时，可能出现电压完全消失（<0.1p.u.），需记录中断时刻及持续时间，评估对电网恢复的影响。

五、三相不平衡

三相电压 / 电流不平衡度

光伏组串局部阴影、风电箱变接线误差、或单相逆变器接入比例过高时，可能导致三相电流 / 电压不平衡。需监测负序电压不平衡度（通常要求≤2%）和负序电流不平衡度，避免影响电网三相设备（如电机）运行。

六、特殊场景补充参数

直流分量

光伏逆变器若存在直流侧漏电或调制异常，可能向电网注入直流分量，导致变压器直流偏磁（发热、噪声增大），需监测直流电流分量（通常要求≤0.5% 额定电流）。

电压骤升 / 骤降的源头定位

部分高级监测装置需具备暂态事件的方向判别能力（如故障电流方向），区分暂态事件是来自电网侧还是新能源电站侧，便于责任划分。

功率波动速率

针对风电，需监测有功功率的变化率（如 1 分钟内最大变化量），避免快速波动超出电网接纳能力（如某些地区要求风电 1 分钟功率变化率≤10% 额定功率）。

总结

新能源并网的电能质量监测需聚焦 **“电力电子化带来的谐波问题”“波动性带来的电压 / 频率波动问题”“暂态事件的快速捕捉”** 三大核心，参数选择需严格匹配电网导则要求，同时为新能源电站的主动治理（如 SVG 无功补偿、逆变器谐波抑制）提供精准数据支撑。

审核编辑 黄宇