混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置原理介紹

引言

由于電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量非線性負(fù)載和不平衡負(fù)荷以及新的發(fā)電方式與儲(chǔ)能方式的推廣使用。這些設(shè)備的使用導(dǎo)致了電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生，并時(shí)刻影響著日常生產(chǎn)工作。因此有許多場合在無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，進(jìn)行諧波治理。

如使用靜止無功發(fā)生器+有源濾波器兩種設(shè)備來治理，不僅投入成本高，占地面積也較大，而混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置正是將此兩種產(chǎn)品功能有機(jī)結(jié)合在同一個(gè)產(chǎn)品中形成的，此時(shí)用混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置來進(jìn)行治理的優(yōu)勢就十分明顯。

大多改造項(xiàng)目的電容柜中都是純?nèi)蓦娙莨?，如要使用APF治理諧波，還需要在原來電容柜中進(jìn)行14%串抗，而混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置可以在保留原電容柜的情況下擴(kuò)容且治理諧波。

混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置原理介紹

混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)在于可將靜止無功發(fā)生器與有源電力濾波器的功能有機(jī)組合在同一個(gè)模塊中，使用一個(gè)控制器控制無功+諧波兩種輸出。

它將電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，通過對裝置輸出電流相位的控制，從感性到容性整個(gè)范圍進(jìn)行連續(xù)的無功調(diào)節(jié)，快速補(bǔ)償系統(tǒng)對無功功率的需求；同時(shí)采集并計(jì)算出線路中的諧波電流分量，通過調(diào)節(jié)三相橋式電路交流側(cè)輸出與電網(wǎng)中諧波幅值相等，方向相反的補(bǔ)償電流從而達(dá)到諧波治理的目的。

其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能好的控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)；還可避免傳統(tǒng)電容柜對有源濾波器工作產(chǎn)生的不良影響。它在一個(gè)單柜內(nèi)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)有源濾波及SVG型無功補(bǔ)償，并將兩種功能結(jié)合在一個(gè)模塊中智能調(diào)節(jié)輸出比例，可利用了各自的優(yōu)點(diǎn)，大幅提高了應(yīng)用效率。

混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置工作原理圖

市場需求

近年來，電能質(zhì)量市場在各方推動(dòng)下增長迅速，尤其是濾波設(shè)備和無功補(bǔ)償設(shè)備，復(fù)合年增長率超過16%。2011年我國電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到近416.6億元，其中無功補(bǔ)償市場銷售額為330.20億元，諧波治理86.40億元。2012年我國電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到近453.21億元，其中無功補(bǔ)償市場銷售額為351.27億元，諧波治理101.94億元。2013年我國的電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)銷售額超過了500億元。

應(yīng)用場所

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和電力電子產(chǎn)品的推廣使用，供電系統(tǒng)或負(fù)荷中含有大量諧波；且負(fù)載投切迅速，導(dǎo)致功率變化快，傳統(tǒng)電容補(bǔ)償型無功柜已難以滿足市場需求。

在此前提下，不少廠家開始著手采購有源濾波器并改造無功柜，此項(xiàng)工程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且受限于配電室的空間使有源濾波容量普遍偏小，若采用混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置方案則只需將原無功柜直接替換即可，不用另增加有源濾波柜柜體空間，且投入成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同SVG+APF。

此外，混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置同樣適用于商業(yè)中心、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等同時(shí)需要無功補(bǔ)償和諧波治理的場所。

工作模式

混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置是一種用于補(bǔ)償無功，濾除諧波，提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)無極補(bǔ)償效果的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)有源及無源模塊的輸出配比；ANSVG-G-A整機(jī)主要是由ANSVG-G-A模塊并聯(lián)、通訊組成；能完成更大容量的無功諧波電流的補(bǔ)償，整機(jī)通過一個(gè)7寸觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過RS485與ANSVG-G-A模塊進(jìn)行通信。

產(chǎn)品功能

●動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率：線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出，補(bǔ)償無死角，補(bǔ)償后系統(tǒng)功率因數(shù)≥0.99并且響應(yīng)時(shí)間<5ms。

●動(dòng)態(tài)諧波濾除：容量范圍內(nèi)對應(yīng)3、5、7、11次諧波濾除效果顯著，單抽屜模塊單模塊有50kvar+25A、75kvar+37.5A、100kvar+50A等容量，

●整柜容量：50kvar+25A～500kvar+250A

●分相補(bǔ)償能力：具備100%的分相補(bǔ)償能力，且可治理三相不平衡。

●性能穩(wěn)定：采用全控型電力電子器件及瞬時(shí)無功理論算法，避免了采用傳統(tǒng)型LC無功補(bǔ)償模塊容易出現(xiàn)的諧振問題，可靠性高。

●線路狀態(tài)采集：檢測設(shè)備所在的需補(bǔ)償線路的電壓、電流值及其波形、功率因數(shù)、諧波含量等重要電能質(zhì)量參數(shù)。

產(chǎn)品外觀及尺寸

●模塊外形尺寸

ANSVG-G-A模塊機(jī)箱正視圖

ANSVG-G-A模塊機(jī)箱側(cè)視圖

●實(shí)物圖

產(chǎn)品優(yōu)勢

●治理性能優(yōu)勢

ANSVG-G-A相對于除了適用環(huán)境更廣之外，在常規(guī)配電環(huán)境中使用時(shí)，也具有優(yōu)良的性能，且其無功+諧波一體式的輸出模式擁有更廣的適用群體。

●應(yīng)用優(yōu)勢

混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置不僅在治理性能上有不俗的表現(xiàn)，在技術(shù)特性及客戶體驗(yàn)方面也有著顯著的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）適用于任何電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗，不會(huì)發(fā)生諧振；

（2）可根據(jù)負(fù)載使用變化隨時(shí)增、減設(shè)備的容量（加、減模塊數(shù)量即可，并對人機(jī)界面作相應(yīng)參數(shù)設(shè)置）；

（3）每個(gè)模塊單獨(dú)安裝散熱單元，并可在柜體上加裝散熱風(fēng)扇，散熱效果良好，故障率低；

（4）多個(gè)模塊之間雖有通訊連接，但各臺(tái)的故障并不會(huì)相互影響其它模塊繼續(xù)工作（補(bǔ)償容量會(huì)相應(yīng)減?。?/p>

（5）后期維護(hù)方便，可實(shí)現(xiàn)故障模塊單獨(dú)維修、更換；維護(hù)期間其它設(shè)備可持續(xù)工作；

（6）方便備貨，生產(chǎn)周期短，即使是非常規(guī)要求產(chǎn)品亦能保證及時(shí)投入使用，確?？蛻艚?jīng)濟(jì)利益；

（7）功能集成化，在一個(gè)觸摸屏上選擇無功補(bǔ)償與有源濾波輸出容量，一體化啟?？刂啤?/p>

整柜產(chǎn)品對比

項(xiàng)目案例

結(jié)束語

安科瑞混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置集電能監(jiān)測、設(shè)備保護(hù)、通訊功能于一體，且具有強(qiáng)大的無功補(bǔ)償和諧波治理能力，可應(yīng)對各種無功補(bǔ)償和諧波治理需求的場合。其治理效果一則加強(qiáng)了電網(wǎng)的輸配電能力，降低損耗；二則避免了用戶因功率因數(shù)不足而被罰款，為用戶帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益；三則提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量，消除系統(tǒng)諧波，保障了用電設(shè)備的工作精度和使用壽命。由此可見，混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置的使用對供用電雙方都有益，既提高了電能質(zhì)量,保證了設(shè)備運(yùn)行性能和壽命，又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了雙方的共贏。

審核編輯 ：李倩