Per què la precisió en el control és important en els sistemes de qualitat de l'energia elèctrica
El paper crític de la precisió en el monitoratge en dispositius en línia de qualitat de l'energia elèctrica
La precisió de mesura dels dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica és el nucli de la "capacitat de percepció" del sistema elèctric, determinant directament la seguretat, l'economia, la estabilitat i la fiabilitat de l'abastament d'energia als usuaris. Una precisió insuficient porta a errors de jutjament, controls incorrectes i decisions defectuoses, possiblement causant daus en els equips, pèrdues econòmiques o fins i tot fallades de la xarxa. En canvi, una alta precisió permet identificar amb precisió els errors, optimitzar la distribució i un abastament d'energia fiable, formant la base per a l'operació i manteniment intel·ligents.
A continuació es presenta un anàlisi en profunditat del seu impacte en cinc dimensions clau:
1. Impacte en la distribució de la xarxa: Determina la "Capacitat de Mantenir l'Equilibri del Sistema"
La distribució de la xarxa depèn de les dades en temps real dels dispositius de monitoratge per equilibrar la generació, la transmissió i la distribució, assegurant l'equilibri trifàsic, l'estabilitat de la freqüència i nivells de tensió acceptables. Dades inexactes porten directament a decisions de distribució defectuoses.
Riscos d'una Baixa Precisió
Malinterpretació de l'Imbalanç Trifàsic: Si l'error de mesura d'un dispositiu per a la tensió desequilibrada negativa supera ±0,5% (per exemple, ε₂% real = 2,5%, mesurat com 1,8%), el centre de control pot assumir incorrectament que hi ha equilibri, sense ajustar les càrregues monofàsiques o les sortides d'inversors. Això permet que l'imbalanç s'agavi, causant sobrecalorament dels transformadors (10–20% de pèrdues incrementals), corrents de seqüència zero elevades i fins i tot salt de proteccions.
Omissió de Sobrepasos Armònics: Si l'error de mesura del 5è harmònic supera ±1% (real 5%, mesurat com 4,2%), el sistema pot perdre un sobrepàs armònic (límit GB: 4%), permetent l'acumulació d'armònics que interrompen la protecció del relé (malfuncionament) i distorsionen els senyals de comunicació.
Valor d'una Alta Precisió
Distribució Precisa: Els dispositius de classe A (error de desequilibri de tensió ≤ ±0,1%) poden detectar canvis tan petits com 0,1%, permetent als distribuidors ajustar proactivament l'excitació del generador o canviar dispositius de compensació, mantenint ε₂% dins dels 2% establerts pel standard nacional.
Integració Eficient de les Renovables: Una precisió de ±0,5% en el monitoratge harmònic (ordres 2–50) per a l'eolí i el solar assegura una connexió compatible a la xarxa, reduint les fluctuacions de la xarxa i millorant l'ús de les renovables (per exemple, reduint la retenció en un 2–3%).
2. Impacte en la Protecció dels Equips: Determina la "Capacitat de Prevenir l'Escalada de Fallades"
Els dispositius de protecció (per exemple, interruptors, paratrips) depenen de paràmetres transitoris (per exemple, magnitud i durada de la caiguda de tensió) dels sistemes de monitoratge. Dades inexactes causen malfuncionament (salt fals) o falla en funcionar (salt omès), posant en risc els equips.
Riscos d'una Baixa Precisió
Mesura Incorrecta de la Durada de la Caiguda: Un error de ±40ms (real 100ms, mesurat com 140ms) pot causar un sobre-salt, desconectant línies sanes en lloc de només la branca defectuosa, provocant apagones extenses (costos per a usuaris industrials de de milers per incident).
Malinterpretació de la Corrent de Curtcircuit: Un error de ±1% en la mesura de la corrent (real 20kA, mesurat com 19,8kA) pot evitar que l'interruptor salti, permetent que la fallada persisti i destrueixi transformadors o cables (cost de reemplaçament d'un transformador de 110kV supera un milió de RMB).
Valor d'una Alta Precisió
Protecció Precisa: Els dispositius de classe A (error de durada de caiguda ≤ ±20ms) capturen transitoris de 10ms amb precisió, permetent als sistemes de protecció aïllar només el punt de fallada, minimitzant l'àmbit de l'apagada i reduint el daus als equips en més de 80%.
Localització de Fallades: Dades de precisió alta de fase i amplitud (error de fase ≤ ±0,5°) ajuden a localitzar fallades (per exemple, posicions de curt-circuit), reduint el temps de reparació de 4 hores a menys d'1 hora.
3. Impacte en la Mesura de l'Energia: Determina la "Equitat Econòmica entre Generadors i Consumidors"
La facturació de l'energia depèn de mesures precises de tensió, corrent i potència, especialment als punts d'interconnexió (central-gxarxa, gxarxa-usuari). Errors de mesura causen directament desequilibris financers.
Riscos d'una Baixa Precisió
Desviació en la Mesura als Portals: Un dispositiu de classe A amb un error de tensió >±0,1% (real 220V, mesurat com 220,22V) per a una unitat de 1000MW a ¥0,3/kWh sobrecarregaria aproximadament ¥51.840 mensualment, conduint a disputes financeres a llarg termini.
Sobrefacturació d'Usuaris Industrials: Un dispositiu de classe S amb un error de corrent >±0,5% (real 1000A, mesurat com 1005A) podria fer que una fàbrica d'acer sobrepagui aproximadament ¥142.000 mensualment, incrementant els costos operatius.
Valor d'una Alta Precisió
Acords Justos: Els dispositius de classe A (error de tensió/corrent ≤ ±0,1%) asseguren la precisió de la mesura als portals dins de ±0,2% (segons GB/T 19862-2016), prevenint disputes i assegurant la justícia entre generadors, operadors de la xarxa i consumidors.
Optimització de Costos: El monitoratge de alta precisió (error de factor de potència ≤ ±0,001) permet als usuaris industrials ajustar la compensació reactiva, millorant el factor de potència de 0,85 a 0,95 i reduint les penalitzacions en un 5–10% mensual.
4. Impacte en la Integració de les Renovables: Determina la "Capacitat de Absorbir Segurament Energia Neta"
La variabilitat de l'energia eòlica i solar introdueix harmònics, desplaçament DC i fluctuacions de tensió. Una baixa precisió en el monitoratge permet que dispositius no conformes es connectin, amenaçant la seguretat de la xarxa. Una alta precisió assegura una "integració amiga de la xarxa".
Riscos d'una Baixa Precisió
Connexió Amb Sobrepàs Harmònic: Un error de ±0,5% en la mesura del 5è harmònic d'un inversor fotovoltaic (real 5%, mesurat com 4,3%) pot passar falsament la conformitat (límit GB: 4%), injectant harmònics nocius que interrompen equips sensibles (per exemple, màquines de RMN, eines de litografia) o triguen ressonàncies.
Omissió de Desplaçament DC: Un error de ±0,1% en la mesura del contingut DC d'un convertidor eòlic (real: 0,3%, mesurat: 0,18%) pot no detectar un desplaçament DC excessiu, conduint a un biaix DC del transformador, un increment de pèrdues del 30% i una reducció de la vida útil del 50%.
Valor d'una Alta Precisió
Connexió Conforme: Els dispositius de classe A (error harmònic ≤ ±0,1%, error de desplaçament DC ≤ ±0,05%) identifiquen amb precisió renovables no conformes, requereixent correccions abans de la connexió, reduint les fallades de la xarxa degudes a la integració de renovables en més de 30%.
Distribució Optimitzada: Dades de fluctuació de potència de alta precisió (error de 1 minut ≤ ±0,5%) ajuden a preveure la producció de renovables, permetent una millor coordinació amb unitats tèrmiques o d'emmagatzematge i reduint la retenció (per exemple, augmentant l'ús de l'energia fotovoltaica a més de 98%).
5. Impacte en l'Abastament d'Energia als Usuaris: Determina la "Capacitat de Satisfacer les Demandes de Càrregues Sensibles"
Les indústries modernes (per exemple, semiconductors, electrònica, farmacèutica) requereixen una alta qualitat d'energia (per exemple, fluctuació de tensió ≤ ±0,5%, durada de caiguda ≤ 50ms). Una baixa precisió en el monitoratge porta a problemes de qualitat no detectats i pèrdues de producció.
Riscos d'una Baixa Precisió
Accidents de Producció: Un error de ±0,3% en la mesura de la fluctuació de tensió (real: 0,8%, mesurat: 0,4%) pot no detectar fluctuacions excessives, conduint a la pèrdua de wafers (valen de milers de RMB cada un) o parades de la línia de producció (pèrdues diàries superen un milió de RMB).
Alertes de Caiguda Faltes: Un error de ±1% en la magnitud de la caiguda (real 70% Un, mesurat com 71,2% Un) pot malclassificar una caiguda de nivell B com a nivell A, sense activar el commutador de UPS, resultant en vacunes guastades o parades de producció.
Valor d'una Alta Precisió
Avís Precoç: Els dispositius de classe A (error de fluctuació de tensió ≤ ±0,1%) detecten canvis de 0,2%, proporcionant 10–30 segons d'avís anticipat, permetent als usuaris commutar a l'energia de reserva i evitar pèrdues (reduint els incidents en més de 90%).
Abastament Personalitzat: Dades de càrrega d'usuari de alta precisió permeten serveis personalitzats (per exemple, línies dedicades, filtratge d'harmònics), millorant el rendiment del producte (per exemple, de 95% a 99% en plantes electròniques).
Conclusió: La Precisió en el Monitoratge és el "Sistema Nerviós" de la Xarxa Elèctrica
La precisió dels dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia reflecteix la "capacitat de percepció" del sistema elèctric. Una baixa precisió enserra el sistema, fent-lo incap
