谐波、闪变、逆功率一网打尽！这套电能质量方案让绿电更“纯净”

一. 摘 要

在“双碳”目标的驱动下，新能源正逐步取代化石能源，成为构建新型电力系统的核心力量。为保障这一新型电力系统的安全与可靠运行，科学配置微机保护装置与电能质量在线监测装置显得尤为关键。

这些装置能够全天候监测电网运行状态，精准捕捉并记录故障发生的位置与性质，为运维人员快速排查与处理问题提供坚实的数据支撑。以北京某沼气发电站项目为例，通过针对性地部署防孤岛保护装置与电能质量在线监测装置，不仅为电站的不同环节提供了定制化保护，还显著提升了变电站运行的安全性、可靠性及供电质量，有力推动了变电站综合自动化进程，为实现无人值守或少人值守的现代化运营模式奠定了坚实基础。

二. 项目案例概况

北京某某污水处理厂位于北京市朝阳区。是北京市的污水处理厂，也是我国第三大的污水处理厂。北京市每天产生污水250多万吨，近一半的污水在这里进行处理。高碑店污水处理厂污水系统流域面积96平方公里服务人口240万人，占地68公顷，汇集北京市南部地区的大部分生活污水、东郊工业区区和化工路的全部污水。

本项目位于北京市朝阳区某某污水处理厂内。厂内有3座总配电室，分别为xx污水总配电室、xx再生水厂总配电室、xx水厂总配电室。电缆进出线方式为下进线下出线。

三. 产品需求

沼气发电系统接入用户配电网会对当地电网的电能质量产生一定的影响，包括谐波、电压偏差、电压波动和电压不平衡度等方面。同时本项目电站应具备快速检测孤岛并断开与电网连接的能力。且当10kV线路发生短路故障时，线路保护应能快速动作，满足故障时快速可靠切除故障的要求。

3.1 该项目为沼气发电，“自发自用、余电不上网”，故在进线柜配置AM5SE-IS防孤岛保护装置，实现逆功率保护、失压保护功能，并与本段发电并网柜实现电气联锁；配置APView500电能质量在线监测装置监测电网侧电能质量是否正常，如电压闪变、电压中断、电压暂降等。

3.2 在并网柜配置AM5SE-F线路保护装置，实现过流、零流等保护功能，并与本段进线及母联柜实现电气联锁。在发电机柜配置APView500PV电能质量在线监测装置监测发电侧电能质量情况，如谐波、电压偏差、频率偏差等。当供电系统上产生逆功率、失压、过流等故障及电能质量异常现象时，保护装置和电能质量监测装置都会及时反馈。

这几款装置主要通过以下功能实现对高压柜的设备运行情况实时监视和保护：

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三. 产品解决方案

3.1 该沼气发电项目共有3个总配电室，分别为再生水区总变一、再生水区总变二和污水区总变二。共安装4台内燃发电机组，通过4个并网点，采用10kV电压等级的单母线分段系统接入用户内部系统。供电系统图及配置如下：

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3.2 三座工程所设微机保护、电能质量在线监测装置型号与数量如下：

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四. 现场安装图片

本项目燃气发电机组所需电能质量在线监测装置组屏安装，污水区总变二进线柜装置组屏安装，其余产品就地分散安装在高压开关柜上，现场安装如下图所示，该项目已于2023年送电使用，运行正常。

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五. 结语

全球工业化与城市化进程持续推进，温室气体大量排放引发全球变暖，双碳目标已成为各国应对气候变化、推进节能减排的核心路径。新能源是新型电力系统核心供电主体，机组与配网稳定运行是能源转型的关键支撑。

微机保护与电能质量在线监测装置可全天候感知电网运行状态，精准捕捉故障点位、记录故障类型，为快速排障提供数据支撑。本文依托某沼气发电项目，搭配两类设备形成成套电力保障方案，覆盖场站各类用电设备，在提升供电稳定性、实现配电系统综合自动化的同时，大幅缩减运维人力投入，助力生物质新能源项目安全、高效、低碳运转。

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