不少企業(yè)的運維人員都有這樣的感觸：同樣的電力設(shè)備，有的廠能用五六年，有的廠用兩三年*壞了，排查下來大半都是電能質(zhì)量里的諧波問題鬧的。制造類企業(yè)經(jīng)常遇到變頻電機無故過熱燒壞、精密儀器測量誤差超標的情況，公共機構(gòu)則要頭疼公共區(qū)域電力設(shè)備運行不穩(wěn)定、電能質(zhì)量檢測報告不符合監(jiān)管要求的問題。無論是B端企業(yè)還是G端機構(gòu)，諧波引發(fā)的電能質(zhì)量問題已經(jīng)成為影響電力設(shè)備運行效率、合規(guī)性的核心因素，而要制定科學的諧波治理方案，精準的諧波分析是必不可少的前提。

一、諧波對電能質(zhì)量與電力設(shè)備的實際影響

諧波是指電流中所含有的頻率為基波整數(shù)倍的電量，主要由非線性電力設(shè)備運行過程中產(chǎn)生，常見的非線性電力設(shè)備包括變頻器、光伏逆變器、充電樁、LED照明裝置、UPS電源等。當電網(wǎng)中的諧波含量超過一定閾值時，會直接拉低整體電能質(zhì)量，對不同場景下的電力設(shè)備造成多重損害。

對于生產(chǎn)制造類B端用戶來說，諧波超標會導致電機類電力設(shè)備出現(xiàn)銅損、鐵損升高的情況，引發(fā)設(shè)備過熱、絕緣層老化加速，直接縮短電力設(shè)備的使用壽命；同時諧波還會干擾精密測量類電力設(shè)備的采樣精度，導致電子控制類電力設(shè)備出現(xiàn)誤動作，增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)的次品率，嚴重時甚至會引發(fā)生產(chǎn)線非計劃停機，造成大額經(jīng)濟損失。不少企業(yè)在未開展系統(tǒng)諧波分析的前提下*盲目采購諧波治理設(shè)備，*終要么治理效果達不到預期，要么設(shè)備容量遠超實際需求，造成不必要的成本浪費。電能質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到電力設(shè)備的運行壽命，也間接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率和運營成本。

對于G端的政府、公共機構(gòu)用戶來說，諧波引發(fā)的電能質(zhì)量問題不僅會影響公共區(qū)域電力設(shè)備的運行穩(wěn)定性，還可能不符合現(xiàn)行的電能質(zhì)量相關(guān)標準要求，面臨合規(guī)風險。比如市政軌道交通、政務辦公大樓、公共療機構(gòu)等場景，一旦因為諧波問題導致電力設(shè)備故障，會直接影響公共服務的正常開展；同時在新能源并網(wǎng)、公共建筑驗收等環(huán)節(jié)，監(jiān)管部門也對電能質(zhì)量中的諧波指標有明確要求，需要提供符合規(guī)范的檢測報告作為驗收依據(jù)【1】。做好諧波治理、保障電能質(zhì)量達標，也是公共機構(gòu)運維管理的核心工作之一。

二、精準諧波分析是諧波治理的核心前提

很多用戶在開展諧波治理時效果不佳，核心原因*在于前期的諧波分析不夠全面、準確。諧波的產(chǎn)生具有明顯的時段性、場景性特征，不同類型的非線性電力設(shè)備產(chǎn)生的諧波頻次、幅值都有明顯差異，同一套電力系統(tǒng)在不同的運行時段，電能質(zhì)量波動較大，諧波含量也會出現(xiàn)較大波動，如果只是采用臨時抽檢的方式獲取數(shù)據(jù)，很容易遺漏峰值諧波特征，導致后續(xù)的諧波治理方案出現(xiàn)偏差。

按照現(xiàn)行的電能質(zhì)量檢測規(guī)范要求，諧波分析需要覆蓋穩(wěn)態(tài)諧波、暫態(tài)諧波兩類數(shù)據(jù)，同時需要連續(xù)采集不少于72小時的全時段數(shù)據(jù)，才能完整還原整個電力系統(tǒng)的諧波特征【2】。常規(guī)的便攜式檢測設(shè)備大多只能支持單次、短時間的測量，很難捕捉到偶發(fā)的暫態(tài)諧波，也無法統(tǒng)計不同生產(chǎn)周期、用電時段的諧波變化規(guī)律，難以滿足諧波治理的前期數(shù)據(jù)需求。同時部分檢測設(shè)備的諧波測量范圍有限，只能支持32次以下的諧波測量，無法覆蓋高頻諧波的采集需求，而高頻諧波往往是干擾精密電力設(shè)備正常運行的主要原因。

一套合格的諧波分析方案，需要同時滿足全頻段測量、連續(xù)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)可追溯、符合標準規(guī)范四大要求，采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)不僅要能支撐企業(yè)制定合理的諧波治理方案，還要能符合監(jiān)管部門的檢測報告要求，兼顧實用性與合規(guī)性。諧波分析的精度越高，后續(xù)的諧波治理方案針對性*越強，也能更好地保障電力設(shè)備的穩(wěn)定運行。

三、PQM-710在電能質(zhì)量監(jiān)測與諧波分析中的落地應用

針對當前諧波分析環(huán)節(jié)存在的痛點，PQM-710電能質(zhì)量監(jiān)測儀可以為不同場景的用戶提供精準的數(shù)據(jù)支撐。作為符合多項國際國內(nèi)標準的電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，PQM-710支持*高96次諧波的連續(xù)采集，電壓、電流測量精度可達0.2級，完全符合IEC 61000-4-7、GB/T 19862等標準對諧波測量的精度要求【3】，能夠完整捕捉穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)的全頻段諧波特征，不會遺漏偶發(fā)的高頻諧波數(shù)據(jù)。依托PQM-710開展的諧波分析，數(shù)據(jù)準確度更高，能夠為后續(xù)的諧波治理提供可靠的決策依據(jù)。

PQM-710支持同時采集20路模擬量、48路開關(guān)量，可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中所有非線性電力設(shè)備接入點的同步監(jiān)測，設(shè)備內(nèi)置邊緣計算模塊，可在本地直接完成諧波畸變率、三相不平衡度、電壓閃變、暫態(tài)脈沖等多項電能質(zhì)量參數(shù)的計算，無需將原始數(shù)據(jù)上傳至后臺即可輸出分析結(jié)果，數(shù)據(jù)響應速度更快，適合部署在生產(chǎn)車間、新能源并網(wǎng)節(jié)點、公共建筑配電房等多種場景。PQM-710還支持多協(xié)議數(shù)據(jù)對接，可直接接入企業(yè)現(xiàn)有電力運維平臺，不需要額外改造系統(tǒng)，降低了用戶的使用成本。

針對B端企業(yè)用戶的需求，PQM-710內(nèi)置16G本地存儲容量，可保存18個月以上的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，方便用戶追溯不同生產(chǎn)時段的諧波變化規(guī)律。比如某汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)，在開展諧波治理前，在變頻生產(chǎn)線、涂裝車間、分布式光伏并網(wǎng)側(cè)共部署了6臺PQM-710，連續(xù)監(jiān)測30天的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過PQM-710輸出的諧波分析報告發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)的諧波主要來自變頻類電力設(shè)備產(chǎn)生的3次、5次諧波，高峰時段電壓總諧波畸變率*高達到12.3%，且主要集中在早班、中班的生產(chǎn)高峰時段。基于PQM-710提供的諧波分析數(shù)據(jù)，企業(yè)針對性選擇了3臺100A的有源濾波器部署在諧波源頭側(cè)，*終治理后電壓總諧波畸變率穩(wěn)定控制在3.5%以內(nèi)，電力設(shè)備的故障率較之前下降了62%，諧波治理的整體投入比初始的盲目方案減少了32%，同時也解決了此前因為電能質(zhì)量不達標被電網(wǎng)處罰的問題。

針對G端用戶的需求，PQM-710支持直接導出符合GB/T 14549標準要求的檢測報告，無需二次整理即可作為驗收、監(jiān)管的依據(jù)。比如某市級電力監(jiān)管部門在開展轄區(qū)內(nèi)公共建筑電能質(zhì)量抽檢工作時，將PQM-710作為專用的諧波分析設(shè)備，檢測數(shù)據(jù)直接對接市級電能質(zhì)量監(jiān)管平臺，對于諧波超標的單位可直接出具整改通知書，大大提升了監(jiān)管效率；同時在市政照明、軌道交通等公共項目的驗收環(huán)節(jié)，用PQM-710采集的諧波分析數(shù)據(jù)可直接作為電能質(zhì)量達標的證明材料，無需再委托第三方機構(gòu)重復檢測，縮短了項目驗收的周期。

四、基于PQM-710數(shù)據(jù)的諧波治理全流程方案

依托PQM-710的監(jiān)測數(shù)據(jù)，用戶可以搭建從前期診斷、方案制定到效果驗證、日常運維的全流程諧波治理體系，全面提升電能質(zhì)量，保障電力設(shè)備的穩(wěn)定運行。

在前期診斷階段，用戶可根據(jù)電力系統(tǒng)的規(guī)模，在主要非線性電力設(shè)備的接入點、關(guān)鍵負荷的進線側(cè)部署PQM-710，開展不少于72小時的連續(xù)監(jiān)測，獲取全時段的諧波分析數(shù)據(jù)，明確諧波的產(chǎn)生來源、幅值特征、發(fā)生規(guī)律，排除潛在的電能質(zhì)量隱患。對于規(guī)模較大的用電系統(tǒng)，可分級部署多臺PQM-710，實現(xiàn)對全網(wǎng)電能質(zhì)量的全覆蓋監(jiān)測，避免出現(xiàn)監(jiān)測盲區(qū)。

在方案制定階段，可基于PQM-710提供的不同時段諧波峰值數(shù)據(jù)，確定諧波治理設(shè)備的類型、容量、安裝位置，避免出現(xiàn)容量不足導致治理效果不達標，或者容量過大造成投資浪費的情況。比如針對諧波含量波動較大的場景，可以選擇響應速度更快的有源電力濾波器，而針對諧波特征穩(wěn)定的場景，也可以選擇成本更低的無源濾波裝置，進一步降低諧波治理的投入成本。通過PQM-710的精準數(shù)據(jù)支撐，諧波治理方案的適配性可以得到大幅提升。

在效果驗證階段，諧波治理設(shè)備安裝完成后，可通過PQM-710開展為期不少于7天的連續(xù)監(jiān)測，對比治理前后的諧波數(shù)據(jù)，確認諧波指標是否符合標準要求，同時驗證治理設(shè)備的運行效果，確保電能質(zhì)量滿足生產(chǎn)或合規(guī)要求。部分用戶在諧波治理完成后選擇長期部署PQM-710，持續(xù)跟蹤電能質(zhì)量變化，及時發(fā)現(xiàn)新增非線性電力設(shè)備帶來的諧波問題。

在日常運維階段，可將PQM-710接入企業(yè)或區(qū)域的電能質(zhì)量監(jiān)管平臺，設(shè)置諧波超標預*閾值，一旦出現(xiàn)諧波異常可以第一時間發(fā)送預*信息，運維人員可及時排查對應的電力設(shè)備故障隱患，避免故障擴大造成更大的損失。對于G端用戶來說，還可以通過批量部署PQM-710，實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)重點用電單位的電能質(zhì)量動態(tài)監(jiān)管，及時督促諧波超標的單位開展諧波治理，保障區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定運行【4】。

參考文獻

【1】 GB/T 14549-1993 公用電網(wǎng)諧波

【2】 IEC 61000-4-30 電能質(zhì)量測量方法

【3】 GB/T 19862-2016 電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求

【4】 DL/T 1194-2012 電能質(zhì)量術(shù)語