PQA-FLEX 電網監測模組 - 下一代電能品質量測技術
電能品質相量量測單元 | 混合 PMU、MFM或客製化功能 | 多饋線監測
PQA-FLEX 採用模組化架構設計，可靈活配置一個 CPU 模組，並搭配最多六個可選配的輸入模組，整合至單一量測儀表，滿足多樣化應用需求。
產品亮點
- 模組化架構：可靈活配置 1 個 CPU 模組，搭配 最多 6 個選定的輸入模組，整合至單一量測儀表。
- 高通道數與高速採樣，支援 超諧波（supra-harmonics）量測。
- CPU 模組內建 FPGA（Field Programmable Gate Array），負責接收所有數位輸入資料，由即時控制器驅動量測儀表韌體，提供資料存儲與多種介面。
- 支援多饋線監測（Multifeeder Monitoring, MFM）與相量量測單元（Phasor Measurement Unit, PMU），適用於電網狀態監控與電能品質分析。
- 即時資料更新頻率 200 毫秒，歷史資料可儲存長達 12 個月，確保完整記錄與分析。
- 內建韌體符合 EN50160 標準，並完全滿足 IEC 61000-4-30 第三版（Ed. 3）A 類（Class A） 及相關標準（IEC 61000-4-7、IEC 61000-4-15），確保測量結果可用於官方電網監測與合規性評估。
主要特點與優勢
- 高通道數，支援多通道同步量測，提供更完整的資料分析。
- 電網量測、優化與成本節約，精確監測電力品質，提升電網效率並降低運行成本。
- Class A 電能品質分析儀，符合 IEC 61000-4-30 Ed.3，適用於合規監測與高精度量測應用。
- 模組化設計，滿足精確需求，可靈活配置 CPU 與輸入模組，適應不同應用場景。
- 符合 IEC 61000-4-30 Ed.3 電能品質標準，確保量測資料的高準確度與合規性。
- 現成解決方案，提供可靠量測結果，經驗證的技術架構，確保穩定且一致的資料輸出。
- 簡單設定，詳細報告，易於安裝與操作，並支援完整的資料記錄與分析報告。
模組化架構，多種組合應用
PQA-FLEX 採用模組化架構設計，可將 1 個 CPU 模組 與最多 6 個可自由選配的輸入模組透過 數位背板匯流排（Digital Backplane Bus）整合至單一量測儀表，確保高速資料傳輸與模組化擴展能力。
- 輸入模組負責訊號隔離、濾波、A/D 轉換，並透過數位背板匯流排（Digital Backplane Bus） 傳輸資料。
- CPU 模組內建 FPGA，負責接收所有數位輸入資料，並透過即時控制器驅動內建量測儀表韌體，確保高效運算與準確量測。
主要量測功能
- 電壓（U）、電流（I）、實際功率（P）、虛功功率（Q）、總功率（S）、頻率（frequency）、總諧波失真（THD U、THD I）、功率因數（power factor）、能量參數（AP、AQ、AS、APin、APout），所有量測均提供單相與總計資料。
- 諧波分析：可量測 U 和 I 的諧波，支援最高 50 次諧波（可選擇量測至 180 次諧波），並涵蓋 2-9kHz 頻段的超諧波（supraharmonics）。
- 高頻率資料計算：資料計算頻率為 200 毫秒（10/12 週期基準），完全符合 IEC 61000-4-30 標準。
- 電壓品質評估：符合 EN50160 及 IEC 61000-4-30 Ed.3 Class A，可監測電壓（U）、頻率（frequency）、總諧波失真（THD U）、閃變（flicker）、不平衡（unbalance）、諧波（harmonics）。
- 電壓事件監測：可偵測電壓暫降（dip）、電壓驟升（swell）、中斷（interruption），並符合 EN50160、IEC 61000-4-30 Ed.3 Class A 標準。
- 波形擷取：當觸發條件滿足時，設備可擷取原始電壓/電流訊號，取樣率 192 或 256 次/週期，波形長度 50 週期（前 0.2 秒觸發，總長 1 秒），最多可儲存 100 組波形。
智慧軟體解決方案
Averna 開發了一款專用軟體，可自動讀取所有量測儀表的即時與歷史資料，並提供多種視覺化呈現，包括：
- 表格（tables）、圖表（graphs）、單線圖（single-line diagrams）
- 電壓/頻率曲線（voltage/frequency profiles）、相量（vectors）、諧波（harmonics）
- 數位指標（digital indicators）、地理視覺化地圖（maps）、歷史趨勢（historical trends）
- 能耗摘要與曲線（energy summarization and profiles）
資料可通過 MODBUS 標準協定 進行 即時傳輸（200 毫秒刷新），或按照用戶定義的時間間隔計算真均方根（RMS）資料，並長期儲存 12 個月。
相量量測單元（Phasor Measurement Unit, PMU）
PMU（相量量測單元）使用 GPS 進行同步量測：
- 量測電壓與電流相量（Phasors），總向量誤差（Total Vector Error, TVE）低於 0.5%，確保高精度同步量測。
- 量測頻率，並計算電壓與電流的正序對稱分量（Positive Symmetrical Components），用於電網穩定性分析。
- 補償量測變壓器誤差，確保測量準確性，並符合 IEEE C37.118-2005 通訊協定，適用於 電網狀態即時檢測。
多饋線監測（Multifeeder Monitoring, MFM）
- 量測單組三相電壓 + 多組三相電流，適用於複雜電力系統監測。
- 主要用於監測變電站的多輸出饋線（Feeder），確保電力分配穩定性與效率。
- 可量測最多 10 組三相饋線，提供各饋線的功率與能耗資料，支援精確負載分析與能源管理。
混合 / 自訂功能
PQA-FLEX 提供高度靈活的硬體與軟體架構：
- 硬體：可選擇不同類型的輸入模組，以滿足特定應用需求。
- 軟體：韌體可根據需求配置為 PMU（相量量測單元）/ MFM（多饋線監測） 混合裝置，並支援 客製化功能，適應多樣化電網監測需求。
適用產業與應用
PQA-FLEX 電網監測模組憑藉其 高精度量測、模組化設計、即時資料分析與靈活擴展能力，可廣泛應用於以下產業與應用場景：
電力與能源產業
- 變電站監測：監測變電站的電壓、電流、功率與電能品質，確保供電穩定性與可靠性。
- 智慧電網（Smart Grid）：用於電網狀態監測、頻率調控、相量量測（PMU）與多饋線監測（MFM），提升電網運行效率。
- 可再生能源整合：監測 風力發電、太陽能發電站 的功率品質與電壓波動，確保電能穩定輸出與併網安全性。
工業與製造業
- 工業電力管理：監測工廠內部 電能消耗、功率負載與諧波分析，優化能源利用並降低運行成本。
- 智慧工廠（Industry 4.0）：結合 SCADA 或 IoT 平台，實現智慧能源管理、用電異常警報與設備維護策略優化。
- 大功率機電設備監控：適用於電動機、變壓器、發電機等設備的即時功率分析，避免無功功率過高導致電網損耗。
商業與建築能源管理
- 大型商業大樓與園區能源管理：監測 電壓波動、總功率消耗、功率因數補償，幫助降低電費與優化能耗策略。
- 資料中心（Data Center）：確保伺服器機房的電力品質穩定，防止電壓波動影響關鍵 IT 設備運行。
- 智慧城市（Smart City）：應用於公共設施（如路燈、交通號誌）與電網管理，提升城市能源效率。
交通與基礎設施
- 鐵路與地鐵電力監測：監測牽引變電站的電壓穩定性、頻率變化與負載調節，提高運輸系統的供電效率。
- 機場與港口電力管理：監測大功率設備（如燈塔、機場照明、貨運輸送帶）的電能品質，防止電壓閃變影響關鍵設施運作。
醫療與高科技設施
- 醫院與醫療設施：確保 MRI、CT 掃描儀等醫療設備的電壓品質穩定，防止電能異常影響診斷準確性。
- 半導體與精密電子產業：確保高精度製造設備（如光刻機、無塵室機台）在高穩定電壓環境下運行，避免電能波動影響產品良率。
能源監測與研究機構
- 電力品質研究與測試實驗室：支援標準化測試與分析，適用於電能品質研究、諧波影響分析、電力設備測試等應用。
- 學術研究與電力實驗室：適用於大學、研究機構的電網模擬與分析，支援電能品質監測、相量量測與頻率調控研究。