杰棱電力竭誠為用戶解決電能質(zhì)量問題,有源濾波器具備前所未有的濾波能力,能同時濾除2-50次諧波,濾波能力可高達(dá)97%以上,對階躍變化的諧波完全補(bǔ)償時間小于10ms。APF可多臺同時并聯(lián)運行,完全適用于工業(yè),民用領(lǐng)域各種情況,是非線性負(fù)載諧波治理的最佳解決方案。
圖2-1 APF工作原理圖
◆濾波原理
APF通過外部電流互感器實時采集電流信號,通過內(nèi)部檢測電路分離出其中的諧波部分,通過IGBT功率變換器產(chǎn)生與系統(tǒng)中的諧波大小相等相位相反的補(bǔ)償電流,實現(xiàn)濾除諧波的功能。
APF輸出補(bǔ)償電流根據(jù)系統(tǒng)的諧波量動態(tài)準(zhǔn)確變化,因此不會出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)膯栴}。另外,APF內(nèi)部有過載保護(hù)功能,當(dāng)系統(tǒng)的諧波量大于濾波器容量時,裝置可以自動限制在100%額定容量輸出,不會發(fā)生過載。
◆無功補(bǔ)償原理
用戶可以通過參數(shù)設(shè)置,使APF在濾除諧波的同時進(jìn)行動態(tài)無功補(bǔ)償。
APF根據(jù)系統(tǒng)的無功功率,通過IGBT功率變換器產(chǎn)生容性或感性的基波電流,實現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康?補(bǔ)償目標(biāo)值可以通過操作面板設(shè)定,不會出現(xiàn)過補(bǔ)償,并且補(bǔ)償平滑,不會產(chǎn)生對負(fù)載和電網(wǎng)的涌流沖擊。
圖2-2 APF內(nèi)部控制原理圖
如圖2-2所示,隔離開關(guān)合閘后,為防止上電后電網(wǎng)對直流母線電容器的瞬間沖擊,APF首先通過軟起電阻對直流母線的電容器充電,這個過程會持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到預(yù)定值后,主接觸器閉合。直流電容作為儲能器件,通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。APF通過外部CT實時采集電流信號送至信號調(diào)理電路,然后再送至FPGA控制器。控制器將基波成分分離,提取出所有的諧波,將采集到的諧波成分和APF已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較得到差值作為實時補(bǔ)償信號輸出到驅(qū)動電路,觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償諧波電流注入到電網(wǎng)中,實現(xiàn)濾除諧波的功能。
APF特別值得一提的是其優(yōu)越的動態(tài),穩(wěn)態(tài)特性。下圖顯示了APF在負(fù)載發(fā)生變化時的動態(tài)特性與滿載時的穩(wěn)態(tài)特性。
負(fù)載突變時的動態(tài)特性:響應(yīng)時間<10ms |
滿載時的穩(wěn)態(tài)特性:THDi從>70%補(bǔ)償?shù)?3% |
CH1:市電電壓;CH2:市電電流;CH3:負(fù)荷電流;CH4:裝置電流 |
10. APF可以實現(xiàn)8臺裝置并聯(lián)且只使用一個FPGA集中控制,克服了多個控制器之間通信存在延遲以及可能受到干擾的缺點,增強(qiáng)了APF的補(bǔ)償性能,提高了系統(tǒng)的可靠性。
11. APF采用閉環(huán)控制策略,并結(jié)合獨創(chuàng)的自適應(yīng)電流平均值控制算法。由于電流平均值控制的開關(guān)頻率是恒定的,因此克服了傳統(tǒng)的滯環(huán)電流控制由于開關(guān)頻率變化所帶來的輸出頻譜范圍寬,濾波較困難,高頻諧波會干擾電網(wǎng)等缺點,使APF達(dá)到了卓越的濾波性能。
12. 設(shè)計選型簡單,不需要進(jìn)行詳細(xì)的電網(wǎng)分析,只需要測量諧波電流的大小。