Значимостта на точното наблюдение в системите за качество на електроенергията

Критичната роля на точността в мониторинга за качеството на електроенергията в онлайн устройства

Точността на измерването на онлайн устройствата за мониторинг на качеството на електроенергията е сърцевината на „способността за восприятие“ на електрическата система, което директно определя безопасността, икономиката, стабилността и надеждността на доставката на електроенергия до потребителите. Недостатъчна точност води до грешни оценки, неправилно управление и дефектни решения, които потенциално могат да причинят повреди на оборудването, икономически загуби или дори провали на мрежата. От друга страна, висока точност позволява прецизно разпознаване на повреди, оптимизирано диспечиране и надеждна доставка на електроенергия, формирайки основата за интелигентна експлойтация и поддръжка.

По-долу е детайлна анализа на нейния въздействие в пет ключови аспекти:

1. Въздействие върху диспечерирането на мрежата: Определя „способността за поддържане на баланса на системата“

Диспечерирането на мрежата зависи от реалните данни от устройствата за мониторинг, за да балансира производството, транспортирането и разпределението, осигурявайки тримерен баланс, честотна стабилност и приемливи нива на напрежението. Неточни данни водят директно до грешни диспечерски решения.

• Рискове при ниска точност

• Грешна оценка на тримерния дисбаланс: Ако грешката на устройството за измерване на негативното последователно напрежение надвиши ±0,5% (например, реално ε₂% = 2,5%, измерено като 1,8%), контролният център може грешно да предположи баланс, без да коригира единични натоварвания или изход на инверторите. Това позволява дисбалансът да се усилва, причинявайки прекомерно затопляне на трансформаторите (с 10–20% увеличени загуби), повишаване на нулевите токове и дори активиране на защитни механизми.

• Пропускане на превишаване на хармониките: Ако грешката в измерването на 5-та хармоника надвиши ±1% (реално 5%, измерено като 4,2%), системата може да пропусне нарушение на хармониките (GB лимит: 4%), позволявайки натрупване на хармоники, което разбива релейната защита (неправилна работа) и искажава комуникационните сигнали.

• Стойност на високата точност

• Прецизно диспечериране: Устройства от клас A (грешка на напрежението ≤ ±0,1%) могат да засичат промени до 0,1%, позволявайки на диспечери да предварително коригират възбудата на генераторите или да свързват компенсиращи устройства, поддържайки ε₂% в рамките на националния стандарт от 2%.

• Ефективна интеграция на възобновяеми източници: ±0,5% точност в мониторинга на хармониките (поредица 2–50) за вятър и слънце гарантира съответствие при свързване към мрежата, намалявайки колебанията на мрежата и подобрявайки използването на възобновяеми източници (например, намаляване на ограниченията с 2–3%).

2. Въздействие върху защитата на оборудването: Определя „способността за предотвратяване на ескалацията на повреди“

Защитните устройства (например, автомати, ограничители на перенапрежение) зависят от преходни параметри (например, величината и продължителността на спадовете на напрежението) от системи за мониторинг. Неточни данни причиняват неправилна работа (ложни срабативания) или нефункциониране (промахнати срабативания), което поставя на риск оборудването.

• Рискове при ниска точност

• Неправилно измерване на продължителността на спада: Грешка от ±40ms (реално 100ms, измерено като 140ms) може да причини прекомерно срабативание – разключване на здрави линии вместо само на повредената грана – довежда до широко разпространени прекъсвания (което струва на индустриалните потребители десетки хиляди за инцидент).

• Неправилна оценка на краткосрочния ток: Грешка от ±1% в измерването на тока (реално 20kA, измерено като 19,8kA) може да попречи на срабатването на автомата, позволявайки повредите да продължат и да унищожат трансформаторите или кабелите (цена за замяна на 110kV трансформатор надхвърля един милион RMB).

• Стойност на високата точност

• Точна защита: Устройства от клас A (грешка в продължителността на спада ≤ ±20ms) засичат преходни явления на ниво 10ms, позволявайки защитните системи да изолират само точката на повреда – минимизирайки обхвата на прекъсването и намалявайки повредите на оборудването с над 80%.

• Локализация на повреди: Високопрецизни данни за фаза и амплитуда (грешка на фазата ≤ ±0,5°) помагат за локализация на повреди (например, позиции на краткосрочни замыкания), намалявайки времето за ремонт от 4 часа до под 1 час.

3. Въздействие върху измерването на енергията: Определя „икономическа справедливост между произвеждащи и потребители“

Фактурирането на енергията зависи от точните измервания на напрежението, тока и мощността – особено в точки на връзка на мрежата (електроцентрала-мрежа, мрежа-потребител). Грешки в измерванията директно причиняват финансова дисбалансира.

• Рискове при ниска точност

• Отклонение в измерването на портала: Устройство от клас A с >±0,1% грешка в напрежението (реално 220V, измерено като 220,22V) за 1000MW блок при цена 0,3 CNY/kWh би довело до надплатата от ~51,840 CNY месечно – водещо до дългосрочни финансови спорове.

• Надфактуриране на индустриалните потребители: Устройство от клас S с >±0,5% грешка в тока (реално 1000A, измерено като 1005A) би причинило на сталната фабрика да плати ~142,000 CNY месечно, увеличавайки операционните разходи.

• Стойност на високата точност

• Справедливи разчети: Устройства от клас A (грешка в напрежението/тока ≤ ±0,1%) гарантират точност на измерването на порталите в рамките на ±0,2% (по GB/T 19862-2016), предотвратявайки спорове и осигурявайки справедливост между произвеждащи, оператори на мрежата и потребители.

• Оптимизация на разходите: Високопрецизен мониторинг (грешка на коефициента на мощност ≤ ±0,001) позволява на индустриалните потребители да финетунят реактивната компенсация, подобрявайки коефициента на мощност от 0,85 до 0,95 и намалявайки штрафните такси с 5–10% месечно.

4. Въздействие върху интеграцията на възобновяеми източници: Определя „способността за безопасно абсорбиране на чиста енергия“

Променливостта на вятърната и слънчевата енергия въвежда хармоники, DC отклонение и колебания на напрежението. Ниска точност в мониторинга позволява невъзможно съобразни устройства да се свързват, заплашвайки безопасността на мрежата. Висока точност гарантира „дружествена интеграция в мрежата“.

• Рискове при ниска точност

• Свързване с превишаване на хармониките: Грешка от ±0,5% в измерването на 5-та хармоника от PV инвертор (реално 5%, измерено като 4,3%) може да фалшиво премине проверката (GB лимит: 4%), вкарвайки вредни хармоники, които разбиват чувствителното оборудване (например, MRI машини, литографски машини) или активират резонанс.

• Пропускане на DC отклонение: Грешка от ±0,1% в измерването на DC съдържание от вятърен конвертор (реално: 0,3%, измерено: 0,18%) може да не засече прекомерно DC отклонение, довеждайки до DC биас на трансформатора, 30% увеличение на загубите и 50% намаляване на жизнения му срок.

• Стойност на високата точност

• Съобразно свързване: Устройства от клас A (грешка на хармониките ≤ ±0,1%, грешка на DC отклонение ≤ ±0,05%) точно идентифицират невъзможно съобразни възобновяеми източници, изисквайки корекции преди свързване – намалявайки повредите от интеграцията на възобновяеми източници с над 30%.

• Оптимизирано диспечериране: Високопрецизни данни за колебанията на мощността (грешка за 1 минута ≤ ±0,5%) помагат за прогнозиране на изхода на възобновяемите източници, позволявайки по-добро координиране с термални или аккумулаторни устройства и намаляване на ограниченията (например, повишаване на използването на PV над 98%).

5. Въздействие върху доставката на електроенергия до потребителите: Определя „способността да се удовлетвори изискванията на чувствителните натоварвания“

Съвременните индустрии (например, полупроводници, електроника, фармацевтика) изискват високо качество на електроенергия (например, колебания на напрежението ≤ ±0,5%, продължителност на спада ≤ 50ms). Ниска точност в мониторинга води до недетектирани проблеми с качеството и производствени загуби.

• Рискове при ниска точност

• Производствени аварии: Грешка от ±0,3% в измерването на колебанията на напрежението (реално: 0,8%, измерено: 0,4%) може да не засече прекомерни колебания, довеждайки до скрапване на вафли (стойност десетки хиляди CNY за брой) или спиране на производствената линия (денни загуби над един милион CNY).

• Неуспешни предупреждения за спадове: Грешка от ±1% в измерването на величината на спада (реално 70% Un, измерено като 71,2% Un) може да класифицира B-уровен спад като A-уровен, без да активира превключване на UPS – довежда до повреда на ваксини или спиране на производството.

• Стойност на високата точност

• Предварително предупреждение: Устройства от клас A (грешка в колебанията на напрежението ≤ ±0,1%) засичат промени от 0,2%, предоставяйки 10–30 секунди предварително предупреждение – позволяващо потребителите да превключат към резервна енергия и да избегнат загуби (намаляване на инцидентите с над 90%).

• Персонализирана доставка на енергия: Високопрецизни данни за потребителските натоварвания позволяват персонализирани услуги (например, специализирани линии, филтриране на хармоники), подобрявайки продуктивността (например, от 95% до 99% в електронните заводи).

Заключение: Точността в мониторинга е „нервната система“ на електрическата мрежа

Точността на онлайн устройствата за мониторинг на качеството на електроенергията отразява „способността за восприятие“ на електрическата система. Слаба точност лишава системата от способността да засича рискове или да взима правилни решения. Висока точност позволява „предиктивна поддръжка, прецизно диспечериране, дружествена интеграция и премиум доставка на енергия“.

На дългосрочна основа, високата точност в мониторинга подкрепя надеждно планиране на мрежата (например, модернизация на линии, строителство на подстанции), избягвайки слепи инвестиции и намалявайки разходите за излишни ремонти с 20–30%. Тя е основен камък във формирането на модерна електрическа система, доминирана от възобновяеми източници и обслужваща високо чувствителни потребители.