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安科瑞 師晴晴  

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰  

背景  

與傳統(tǒng)諧波治理技術(shù)相比，有源電力濾波器作為凈化電網(wǎng)污染，改善供電質(zhì)量的一種**裝置，具有明顯的優(yōu)勢。大功率電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，APF的成本逐漸降低，在我國必將有廣闊的應(yīng)用前景，與此同時，此裝置在農(nóng)村電網(wǎng)治理上也必然得到廣泛應(yīng)用。  

一、諧波治理技術(shù)的演變大致經(jīng)歷了以下幾個階段： 

1.無緣濾波設(shè)備。主要針對高壓專線電網(wǎng)中的諧波問題，電弧爐、中頻爐等大容量非線性負(fù)荷，諧波的治理技術(shù)采用無源濾波技術(shù)-LC濾波回路，主要通過了解電網(wǎng)線路阻抗，有針對性地設(shè)計(jì)特征次諧波LC 濾波回路，實(shí)現(xiàn)對固定次數(shù)的諧波濾出，但有諧振的危險，對設(shè)計(jì)方案、元器件性能、檢測數(shù)據(jù)有較高要求，無法滿足系統(tǒng)變化的需求。 

2.串抗型電容器或消諧電容器。采用電容器回路安裝電抗器的技術(shù)保護(hù)補(bǔ)償電容器來達(dá)到抑制諧波的作用，其一般只能多減少30%左右的諧波流入電網(wǎng)，因此該技術(shù)不能減少諧波源增加對公用電網(wǎng)所造成的危害。 

3.有源電力濾波器（APF）。隨著諧波問題逐漸由專用電網(wǎng)向公用電網(wǎng)轉(zhuǎn)移，有源濾波技術(shù)快速發(fā)展，成為目前行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流：一方面，公用電網(wǎng)負(fù)載容量普遍較小、數(shù)量眾多，產(chǎn)生的諧波次數(shù)和諧波量波動大，采用無源濾波技術(shù)不但不能解決諧波問題而且有可能引起諧振；另一方面，公用電網(wǎng)無功補(bǔ)償大多采用集中補(bǔ)償，諧波抑制技術(shù)易造成補(bǔ)償回路過載， 而有源濾波技術(shù)從補(bǔ)償電網(wǎng)中檢測出諧波電流和基波無功， 由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而方向相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波成分，同時動態(tài)補(bǔ)償基波無功功率，使電網(wǎng)無功功率因數(shù)達(dá) 0.99。 有源濾波技術(shù)能對頻率和幅值都變化的諧波及無功功率進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。 

我司產(chǎn)品ANAPF（有源電力濾波器）采用模塊式安裝方式，可自由搭配數(shù)量，可通過并聯(lián)模塊進(jìn)行擴(kuò)容。對于ANSVG.ANAPF此類電力電子裝置，控制和變換的關(guān)鍵是基于全控的 IGBT 器件，

二、工作原理  

1.ANAPF 模塊工作原理  

ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí) 時的跟蹤和補(bǔ)償。其原理為：ANAPF 系列有源電力濾波器通過 CT 采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取  各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并  注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。 

2.ANAPF 整機(jī)工作原理  

有源電力濾波器是一種用于補(bǔ)償無功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動根據(jù)系  統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANAPF整機(jī)主要是由ANAPF模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補(bǔ)  償，整機(jī)通過一個7寸觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過RS485與ANAPF模塊進(jìn)行通信。  

三、產(chǎn)品特點(diǎn)  

1) 補(bǔ)償方式靈活：既可補(bǔ)諧波，又可兼補(bǔ)無功，可對 2-51 次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或次諧波進(jìn)行補(bǔ)償；  

2) 可治理三相不平衡；   

3) 線性補(bǔ)償，響應(yīng)時間≤5ms；   

4) 具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；   

5) 采用進(jìn)口 IGBT，功率密度大，可靠性高；   

6) 采用 DSP 高速檢測和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)； 

7) 監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過 PC 機(jī)實(shí)時監(jiān)控；   

8) 標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。  

四、應(yīng)用場所

1.商業(yè)中心  

2.數(shù)據(jù)中心  

3.變頻行業(yè)  

4.光伏行業(yè)  

5.港口/油田  

6.化工/冶煉  

五、有源電力濾波器的好處

1、提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，提供設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少因設(shè)備誤動作而造成的經(jīng)濟(jì)損失。  

2、降低用電設(shè)備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。  

3、減少電容器的諧振幾率，提高用電安全。

4、減少諧波產(chǎn)生的電磁干擾，保障弱點(diǎn)系統(tǒng)正常工作。  

5、滿足國家及地方標(biāo)準(zhǔn)要求，避免罰款。  

六、有源電力濾波器終實(shí)現(xiàn)的目的

1、提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，提供設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少因設(shè)備誤動作而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2、降低用電設(shè)備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

3、減少電容器的諧振幾率，提高用電安全。

4、減少諧波產(chǎn)生的電磁干擾，保障弱點(diǎn)系統(tǒng)正常工作。

5、 滿足國家及地方標(biāo)準(zhǔn)要求，避免罰款。

電力系統(tǒng)中理想的電壓、電流波形都是頻率為50Hz的正弦波，但是非線性電力設(shè)備  （大功率可控硅、變頻器、UPS、開關(guān)電源、中頻爐等）的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了大量畸變的諧波電流，諧波電流耦合在線路上產(chǎn)生諧波電壓。對非正弦的畸變電流作傅立葉級數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量為基波，頻率是基波頻率整數(shù)倍的分量為諧波。諧波是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此有波濾波器是消除諧波的有力**

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