电气设计上岗技能分享：新能源二次设备介绍（作用与结构分析）

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新能源一次调频控制装置屏是专门用于新能源发电系统（如风电场、光伏电站等）中实现一次调频功能的控制设备。它通过实时监测电网频率，当频率偏离额定值时，自动调整新能源机组的有功功率输出，以抑制频率波动，维持电网稳定运行。该装置屏是新能源电站参与电网调频的重要技术手段。

新能源一次调频控制装置屏由硬件设备和软件系统构成。硬件设备含主控单元、数据采集模块、通信接口模块、人机交互界面及电源与防护模块，主控单元负责数据处理与指令下发，数据采集模块精准采集参数，通信接口实现多系统数据交互，人机交互界面便于操作管理，电源及防护模块保障供电与抗干扰。软件系统包括调频控制算法、逻辑控制程序、数据管理与通信软件以及故障诊断与保护模块，可实现快速功率调节、协调控制、数据管理与故障处理等功能。

故障解列装置是反映系统电压或频率变化而动作的安全自动装置，当检测到本站母线或线路出现故障时，为避免故障冲击电网，会将并网点切除，保证电网安全运行。其组成主要包括硬件和软件部分：该装置由硬件和软件两部分组成。硬件包括处理器与数据采集器、测量与信号处理模块、通信接口、人机交互界面、出口继电器与开关量输入输出模块、电源模块以及壳体与防护部件，各部分协同工作实现数据采集、处理、通信、显示及控制等功能。软件主要指的是保护算法、参数设置与整定模块、故障录波与事件记录功能、通信与数据传输程序以及自检与故障诊断程序，保障装置准确判断故障、灵活设置参数、记录故障信息、实现数据交互并进行自我监测。故障解列装置一般由壳体、处理器与数据采集器、保护功能模块、操作与显示模块、通信接口模块、电源模块等部分组成，

反孤岛装置的作用指的是：当电网侧失电需检修时，光伏本侧可能仍在发电并向电网侧送电，形成孤岛效应，危及维修人员安全。反孤岛装置能破坏分布式光伏发电系统的非计划孤岛运行，在检修时切断孤岛与电网的连接，避免检修人员触电。孤岛运行时，电网恢复供电可能出现相位不同步，产生浪涌电流，损坏光伏系统、负载和供电系统。反孤岛装置可强迫用户侧逆变器停运，防止孤岛效应对电网和设备造成损害。在电力人员检修与分布式光伏发电相关的线路或设备时，投入反孤岛装置可破坏孤岛效应，使系统处于安全状态，便于检修工作开展。

光伏反岛装置呈柜体形态，其主要由反孤岛专用控制器、扰动电阻、行程开关、塑壳开关、时间继电器、中间继电器以及电压表等部件构成。当检测到并网开关处于断开状态，且400V母线存在电压时，该装置会发出相应告警命令，通过反孤岛专用控制器与扰动负载打破用电平衡，致使光伏逆变器所检测到的外部电压无法满足正常输出发电要求，进而逼停逆变器，以此实现安全检修的目的。

箱变智能保护测控终端装置，乃新能源场站（涵盖光伏发电站与风电站）的关键设备之一。其作为新能源场站全套保护、测量控制及通信管理的终端模块，具备信息采集、事件记录、时间校对、远程维护、参数设置、数据存储、自诊断自恢复、数据转发与通信功能，同时可实现故障检测与保护、执行远方控制命令以及装置组网通讯等。该装置适用于各类电压等级和装机容量的新能源场站。箱变智能保护测控装置采用5U嵌入式机箱设计，后插拔结构实现强弱电分离，支持箱后接线。内部插件包括通讯管理、开出、开入（选配）、CPU及交流插件，其中PRS-3342G系列可直接安装于被控设备附近完成信息采集与控制。

防孤岛保护装置的作用：当电网侧失电需要检修时，若光伏本侧仍正常发电并向电网送电，会形成孤岛效应，危及电网侧检修人员生命安全；当光伏本侧故障需检修而电网侧带电时，电网侧可能向光伏侧反送电，威胁光伏侧维修人员安全。防孤岛保护装置在光伏本侧或电网侧任一侧失电时，会迅速向并网断路器发出跳闸信号，使断路器分闸，保护两侧检修人员生命安全。当光伏本侧或电网侧任何一侧出现频率、电压异常或过载运行时，防孤岛保护装置会迅速向并网开关发出跳闸信号，避免两侧主设备受到冲击，防止事故扩大，保护孤岛区域供电电压与频率不稳定对用电设备造成的破坏，以及供电恢复时电压相位不同步产生的浪涌电流对光伏系统、负载和供电系统带来的损坏。装置带有失压跳闸、检有压自动合闸功能。当故障解除后，若光伏两侧都处于正常状态，防孤岛保护装置会检测到相关信号，自动合上并网开关，使其正常工作，省去人工并网的繁琐操作，实现光伏电站的智能化无人值守。防孤岛保护装置的结构通常由信号输入、处理、输出、供电、监测记录及通信接口等模块组成，各部分协同工作以实现孤岛检测与保护功能；

光伏箱变测控装置通过实时监测电气参数（如电流、电压、温度等）实现过载、短路、过温等保护，异常时快速切断电路或告警，防止设备损坏；内置智能算法自动调整工作模式和输出功率，如MPPT算法提升运行效率与可靠性，减少人工干预；支持多种通信方式实现远程监控与管理，运维人员可远程操作并降低巡检频率；存储历史数据并分析预测故障，制定维护计划延长设备寿命；通过早发现、早处理故障降低维修成本与停机损失。光伏箱变测控装置由传感器、数据采集、通信、控制、人机交互、电源及扩展接口模块构成。

电能质量在线监测装置在工业制造、数据中心、新能源并网和轨道交通等领域都有广泛的应用。在工业制造领域，它可以监测谐波和电压暂降等问题，保护敏感设备；在数据中心，它确保电力供应的稳定性，避免数据丢失；在新能源并网中，它监测电压波动和谐波，确保符合并网标准；在轨道交通领域，它监测直流牵引系统的纹波系数和电压暂降，保障列车安全运行。

该装置除监测常规电能质量稳态指标外，还对暂态扰动（电压骤升、骤降）进行监测记录，实用性强。主要功能包括：可测量电网频率、电压电流有效值等基本测量量；能监测三相基波相关指标、电压偏差、频率偏差、不平衡度、谐波等基本监测指标以及间谐波、电压波动闪变、电压骤升骤降短时中断等高级监测指标；有显示、设置（含密码保护）、记录存储（数据最长保存 1 年以上按“先进先出”更新）、统计（对主要指标在线统计）、通讯（多种接口方式）、GPS 对时（选配）、事件触发录波等功能。

电能质量在线监测装置由数据采集、监测系统、通信、电源、人机交互及扩展接口六大模块构成。