APF濾波補償裝置 安科瑞
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
與傳統諧波治理技術相比，有源電力濾波器作為凈化電網污染，改善供電質量的一種**裝置，具有明顯的優勢。大功率電力電子技術和控制技術的不斷發展，APF的成本逐漸降低，在我國必將有廣闊的應用前景，與此同時，此裝置在農村電網治理上也必然得到廣泛應用。
一、諧波治理技術的演變大致經歷了以下幾個階段：
1.無緣濾波設備。主要針對高壓專線電網中的諧波問題，電弧爐、中頻爐等大容量非線性負荷，諧波的治理技術采用無源濾波技術-LC濾波回路，主要通過了解電網線路阻抗，有針對性地設計特征次諧波LC 濾波回路，實現對固定次數的諧波濾出，但有諧振的危險，對設計方案、元器件性能、檢測數據有較高要求，無法滿足系統變化的需求。
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保護補償電容器來達到抑制諧波的作用，其一般只能多減少30%左右的諧波流入電網，因此該技術不能減少諧波源增加對公用電網所造成的危害。
3.有源電力濾波器（APF）。隨著諧波問題逐漸由專用電網向公用電網轉移，有源濾波技術快速發展，成為目前行業技術發展的主流：一方面，公用電網負載容量普遍較小、數量眾多，產生的諧波次數和諧波量波動大，采用無源濾波技術不但不能解決諧波問題而且有可能引起諧振；另一方面，公用電網無功補償大多采用集中補償，諧波抑制技術易造成補償回路過載， 而有源濾波技術從補償電網中檢測出諧波電流和基波無功， 由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而方向相反的補償電流，從而使電網電流只含基波成分，同時動態補償基波無功功率，使電網無功功率因數達 0.99。 有源濾波技術能對頻率和幅值都變化的諧波及無功功率進行跟蹤補償，且補償特性不受電網阻抗的影響。
我司產品ANAPF（有源電力濾波器）采用模塊式安裝方式，可自由搭配數量，可通過并聯模塊進行擴容。對于ANSVG.ANAPF此類電力電子裝置，控制和變換的關鍵是基于全控的 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在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實 時的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF 系列有源電力濾波器通過 CT 采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取 各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并 注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。
2.ANAPF 整機工作原理
有源電力濾波器是一種用于補償無功、諧波治理以及不平衡調節的新型電力電子裝置；智能控制系統主動根據系 統的線性動態需求，自動調節模塊的輸出；ANAPF整機主要是由ANAPF模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補 償，整機通過一個7寸觸摸屏實現人機交互。觸摸屏通過RS485與ANAPF模塊進行通信。
三、產品特點
1) 補償方式靈活：既可補諧波，又可兼補無功，可對 2-51 次諧波進行全補償或次諧波進行補償；
2) 可治理三相不平衡；
3) 線性補償，響應時間≤5ms；
4) 具有人性化的人機交互界面，可通過該界面看到系統和本體的實時電能質量信息，操作簡單，可以遠控，也可以本控；
5) 采用進口 IGBT，功率密度大，可靠性高；
6) 采用 DSP 高速檢測和運算的數字控制系統；
7) 監控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過 PC 機實時監控；
8) 標準模塊化設計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護性。
四、應用場所
1.商業中心
2.數據中心
3.變頻行業
4.光伏行業
5.港口/油田
6.化工/冶煉
五、有源電力濾波器的好處
1、提高企業設備的供電質量，提供設備運行的可靠性，減少因設備誤動作而造成的經濟損失。
2、降低用電設備發熱，減少絕緣老化，從而提高設備的使用壽命，減少設備的維護費用。
3、減少電容器的諧振幾率，提高用電安全。
4、減少諧波產生的電磁干擾，保障弱點系統正常工作。
5、滿足國家及地方標準要求，避免罰款。
六、有源電力濾波器終實現的目的
1、提高企業設備的供電質量，提供設備運行的可靠性，減少因設備誤動作而造成的經濟損失。
2、降低用電設備發熱，減少絕緣老化，從而提高設備的使用壽命，減少設備的維護費用。
3、減少電容器的諧振幾率，提高用電安全。
4、減少諧波產生的電磁干擾，保障弱點系統正常工作。
5、 滿足國家及地方標準要求，避免罰款。
電力系統中理想的電壓、電流波形都是頻率為50Hz的正弦波，但是非線性電力設備 （大功率可控硅、變頻器、UPS、開關電源、中頻爐等）的廣泛應用產生了大量畸變的諧波電流，諧波電流耦合在線路上產生諧波電壓。對非正弦的畸變電流作傅立葉級數分解，其中頻率與工頻相同的分量為基波，頻率是基波頻率整數倍的分量為諧波。諧波是電能質量的重要指標。因此有波濾波器是消除諧波的有力**
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