1 、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

面臨嚴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)量最有效的工具。有源電力濾波器，是采用現代電力電子技術(shù)和基于高速 DSP 器件的數字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專(zhuān)用設備。有源電力濾波器相當于一個(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。與傳統的無(wú)源電力濾波器相比，有源電力濾波器具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

(1) 諧波濾除率高，濾波性能不受系統阻抗的影響；

(2) 不會(huì )與系統阻抗發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振，系統結構的變化不會(huì )影響治理效果；

(3) 具有寬帶濾波特性，一臺裝置就能完成各次諧波的治理；

(4) 實(shí)現了動(dòng)態(tài)治理，能夠迅速響應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，因此即使負載諧波含量增大也不會(huì )過(guò)載；

(6) 具備多種補償功能，可以對無(wú)功功率和負序進(jìn)行補償；

(7) 諧波補償特性不受電網(wǎng)頻率變化的影響；

(8) 可以對多個(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，節能、節材，是諧波治理技術(shù)的最新發(fā)展放向，有著(zhù)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(chēng) APF），是采用現代電力電子技術(shù)和基于高速 DSP 器件的數字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專(zhuān)用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運算電路實(shí)時(shí)監視線(xiàn)路中的電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調制（PWM）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅動(dòng)脈沖，驅動(dòng) IGBT 或 IPM 功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進(jìn)行補償或抵消，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(mǎn)足對電能質(zhì)量（功率因數和諧波）有高級別要求的用戶(hù)需求的裝置。APF 裝置并聯(lián)在系統和用戶(hù)設備之間，其主要功能是在電網(wǎng)供電過(guò)程中當負載側產(chǎn)生諧波和無(wú)功電流時(shí)，保證系統側的電流沒(méi)有諧波和無(wú)功電流，使用戶(hù)其他關(guān)鍵敏感設備得以在近不受干擾的電氣環(huán)境中正常運行，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界面，具有全數字化、自動(dòng)化、智能化，人機界面友好，控制方法靈活等特點(diǎn)。目前，產(chǎn)品電壓等級為380V，最大濾波電流為400A。

3、產(chǎn)品優(yōu)勢

實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)補償

采用基于滑窗迭代離散傅里葉變換智能監測算法、突破了行業(yè)經(jīng)典諧波算法，更高效，更穩定。用以實(shí)時(shí)監測諧波電流，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性。

先進(jìn)的功率變換設計

采用全球領(lǐng)先的IGBT智能模塊化功率器件，主電路采用三電平NPC拓撲結構和正弦PWM變流技術(shù)，具有體積小，效率高，可靠性好的特點(diǎn)，先進(jìn)的LCL濾波技術(shù)及多模塊并聯(lián)均流策略便于實(shí)現整機容量擴展。

智能監控

采用浮點(diǎn)運算DSP（數字信號處理器）和CPLD（可編程邏輯器件）高速監測和運算，確保諧波監測和補償精度準確有效，兼具智能監控及遠程互聯(lián)網(wǎng)監管以及故障自動(dòng)診斷功能，能自主進(jìn)行并網(wǎng)及退網(wǎng)操作。

4、應用領(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：減少電力測量?jì)x器的誤差度，確保電能管理和收費的準確性；

典型應用：化工廠(chǎng)，鉆井平臺；

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

2.鋼鐵冶煉行業(yè)

諧波特點(diǎn)：鋼鐵冶煉系統中存在著(zhù)大量的沖擊性非線(xiàn)性負載（電弧爐、軋機）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：減小諧波電流對電網(wǎng)的沖擊，保證設備安全運行，減小諧波對PLC等各種控制器的影響，降低因設備誤動(dòng)作而造成的損失；

典型應用：軋鋼廠(chǎng)；

問(wèn)題：供電系統電流嚴重畸變，PLC控制系統經(jīng)常受到干擾，繼電保護裝置誤動(dòng)作。

3.通信行業(yè)

諧波特點(diǎn)：通訊系統中由大量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50%

諧波治理的意義：提高供電可靠性，消除諧波對通信系統的干擾，延長(cháng)設備壽命

典型應用：數據中心

問(wèn)題：負載為UPS，進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)出現無(wú)故跳閘，諧波干擾嚴重

4.軌道交通行業(yè)

諧波特點(diǎn)：軌道交通系統中非線(xiàn)性負載主要包括機車(chē)牽引裝置和機電系統部分的變頻器，UPS和節能燈等以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)功補償裝置的安全可靠運行；

典型應用：地鐵站；

問(wèn)題：無(wú)功補償電容器容易燒毀，補償容量不能無(wú)極調整，配電系統含有大量諧波。

5.采礦業(yè)

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

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

典型應用：采礦廠(chǎng)；

問(wèn)題：多臺變頻器應用于礦場(chǎng)的供電系統中，各次諧波嚴重超標，造成變壓器發(fā)熱嚴重，同時(shí)影響其他設備的安全運行。

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)檢測負載電流，并通過(guò)內部DSP計算，提取出負載電流的諧波成分，然后通過(guò)PWM信號發(fā)送給內部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)中補償諧波電流，實(shí)現濾波功能。