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1 、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

面臨嚴(yán)峻的電力諧波污染問(wèn)題，有源電力濾波器是提高電能質(zhì)量有效的工具。有源電力濾波器，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速 DSP 器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的電力諧波治理專用設(shè)備。有源電力濾波器相當(dāng)于一個(gè)諧波電流發(fā)生器，它跟蹤諧波源電流中的諧波分量，產(chǎn)生與之等幅反相的諧波電流，從而抵消諧波源產(chǎn)生的諧波電流。與傳統(tǒng)的無(wú)源電力濾波器相比，有源電力濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 諧波濾除率高，濾波性能不受系統(tǒng)阻抗的影響；

(2) 不會(huì)與系統(tǒng)阻抗發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化不會(huì)影響治理效果；

(3) 具有寬帶濾波特性，一臺(tái)裝置就能完成各次諧波的治理；

(4) 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)治理，能夠迅速響應(yīng)諧波的頻率和大小發(fā)生的變化；

(5) 由于裝置本身能完成輸出電流限制，因此即使負(fù)載諧波含量增大也不會(huì)過(guò)載；

(6) 具備多種補(bǔ)償功能，可以對(duì)無(wú)功功率和負(fù)序進(jìn)行補(bǔ)償；

(7) 諧波補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)頻率變化的影響；

(8) 可以對(duì)多個(gè)諧波源進(jìn)行集中治理。

有源電力濾波器可廣泛用于工業(yè)、商業(yè)、信息行業(yè)等各領(lǐng)域中的電力諧波治理，治理效果好，節(jié)能、節(jié)材，是諧波治理技術(shù)的發(fā)展放向，有著廣闊的發(fā)展前景。

2 、工作原理簡(jiǎn)介

有源電力濾波器（Active Power Filter，簡(jiǎn)稱 APF），是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速 DSP 器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng) IGBT 或 IPM 功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動(dòng)消除電力諧波。

有源電力濾波器是利用全控電力電子元件滿足對(duì)電能質(zhì)量（功率因數(shù)和諧波）有別要求的用戶需求的裝置。APF 裝置并聯(lián)在系統(tǒng)和用戶設(shè)備之間，其主要功能是在電網(wǎng)供電過(guò)程中當(dāng)負(fù)載側(cè)產(chǎn)生諧波和無(wú)功電流時(shí)，保證系統(tǒng)側(cè)的電流沒(méi)有諧波和無(wú)功電流，使用戶其他關(guān)鍵敏感設(shè)備得以在近不受干擾的電氣環(huán)境中正常運(yùn)行，并且不會(huì)污染電網(wǎng)。

有源電力濾波器裝置采用基于 DSP 的主控制器和模塊驅(qū)動(dòng)器的分層分布式控制器體系，并采用基于彩色觸摸屏的人機(jī)界面，具有全數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化，人機(jī)界面友好，控制方法靈活等特點(diǎn)。目前，產(chǎn)品電壓等級(jí)為380V，濾波電流為400A。

3、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

采用基于滑窗迭代離散傅里葉變換智能監(jiān)測(cè)算法、突破了行業(yè)經(jīng)典諧波算法，更高效，更穩(wěn)定。用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波電流，通過(guò)PI、PR電流跟蹤控制，自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)諧波變化，具有高度可控性與快速響應(yīng)性。

功率變換設(shè)計(jì)

采用全球的IGBT智能模塊化功率器件，主電路采用三電平NPC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和正弦PWM變流技術(shù)，具有體積小，效率高，可靠性好的特點(diǎn)，的LCL濾波技術(shù)及多模塊并聯(lián)均流策略便于實(shí)現(xiàn)整機(jī)容量擴(kuò)展。

智能監(jiān)控

采用浮點(diǎn)運(yùn)算DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）和CPLD（可編程邏輯器件）高速監(jiān)測(cè)和運(yùn)算，諧波監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償精度準(zhǔn)確有效，兼具智能監(jiān)控及遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管以及故障自動(dòng)診斷功能，能進(jìn)行并網(wǎng)及退網(wǎng)操作。

4、應(yīng)用領(lǐng)域

1.石化行業(yè)

諧波特點(diǎn)：大量使用變頻器，諧波電流以5、7、11、13、17次為主；

諧波治理的意義：減少電力測(cè)量?jī)x器的誤差度，電能管理和收費(fèi)的準(zhǔn)確性；

典型應(yīng)用：化工廠，鉆井平臺(tái)；

問(wèn)題：電容補(bǔ)償過(guò)容或欠容，功率因數(shù)過(guò)低，造成無(wú)功罰款。

2.鋼鐵冶煉行業(yè)

諧波特點(diǎn)：鋼鐵冶煉系統(tǒng)中存在著大量的沖擊性非線性負(fù)載（電弧爐、軋機(jī)）和變頻器，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生2~13次的諧波電流；

諧波治理的意義：減小諧波電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證設(shè)備安全運(yùn)行，減小諧波對(duì)PLC等各種控制器的影響，降低因設(shè)備誤動(dòng)作而造成的損失；

典型應(yīng)用：軋鋼廠；

問(wèn)題：供電系統(tǒng)電流嚴(yán)重畸變，PLC控制系統(tǒng)經(jīng)常受到干擾，繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

3.通信行業(yè)

諧波特點(diǎn)：通訊系統(tǒng)中由大量UPS和開(kāi)關(guān)電源，會(huì)造成電網(wǎng)中5次、7次、11次諧波的驟增，畸變率高達(dá)50%

諧波治理的意義：提高供電可靠性，消除諧波對(duì)通信系統(tǒng)的干擾，延長(zhǎng)設(shè)備壽命

典型應(yīng)用：數(shù)據(jù)中心

問(wèn)題：負(fù)載為UPS，進(jìn)線開(kāi)關(guān)出現(xiàn)無(wú)故跳閘，諧波干擾嚴(yán)重

4.軌道交通行業(yè)

諧波特點(diǎn)：軌道交通系統(tǒng)中非線性負(fù)載主要包括機(jī)車牽引裝置和機(jī)電系統(tǒng)部分的變頻器，UPS和節(jié)能燈等以3、5、7、11、13、17次諧波電流為主；

諧波治理的意義：通過(guò)諧波治理，保障無(wú)功補(bǔ)償裝置的安全可靠運(yùn)行；

典型應(yīng)用：地鐵站；

問(wèn)題：無(wú)功補(bǔ)償電容器容易燒毀，補(bǔ)償容量不能無(wú)調(diào)整，配電系統(tǒng)含有大量諧波。

5.采礦業(yè)

諧波特點(diǎn)：主要由于系統(tǒng)中變頻設(shè)備的影響使得5次、7次、11次、13次電流諧波超標(biāo)，對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的諧波污染；

諧波治理的意義：可以降低變壓器溫度，保證可靠運(yùn)行，并降低電網(wǎng)損耗；

典型應(yīng)用：采礦廠；

問(wèn)題：多臺(tái)變頻器應(yīng)用于礦場(chǎng)的供電系統(tǒng)中，各次諧波嚴(yán)重超標(biāo)，造成變壓器發(fā)熱嚴(yán)重，同時(shí)影響其他設(shè)備的安全運(yùn)行。

APF有源電力濾波柜的工作原理

有源電力濾波器通過(guò)外部電流互感器CT，實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流，并通過(guò)內(nèi)部DSP計(jì)算，提取出負(fù)載電流的諧波成分，然后通過(guò)PWM信號(hào)發(fā)送給內(nèi)部GBT，控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)和符合諧波大小相等，方向相反的電流注入到電網(wǎng)中補(bǔ)償諧波電流，實(shí)現(xiàn)濾波功能。