有源滤波及无功补偿装置治理谐波

有源滤波及无功补偿装置治理谐波国内研究现状，国内对于补偿谐波的有源电力滤波器的研究十分活跃，技术也相当成熟，但仍处于试验阶段，且成本较高。并联型有源电力滤波器的研究较为成熟，主要以理论和实验研究为主。虽然我们在理论上已经取得了一定的成就， 但多数只是实验样机，存在容量小、可靠性差、补偿效果不理想、造价高等缺点。

1这种控制电路的特点是不需要载波，硬件电路简单， 电流响应快，若滞环宽度固定则其电流跟踪误差范围固定。但这种方式中的滞环宽度H对补偿电流的跟踪性能有较大的影响：当H较大时，其跟踪误差大，跟踪能力差， 对主电路中电力半导体器件的开关频率要求较低；反之， 当H较小时其电流跟踪误差小，但同时对主电路中电力半导体器件的开关频率要求就比较高。
产品简介

　　功能：

　　ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

　　应用范围：

　　适用于并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。

　　订货范例：

　　具体型号：ANAPF150-380/BGL

　　技术要求：谐波补偿电流150A，线电压等级380V 。

　　接线方式：三相四线

　　安装方式：立柜式

　　互感器接线方式：负载侧

　　2 技术参数

3 产品选型

 4 应用案例

   　ANAPF在低压配电系统中的具体应用

　　上海某中小型企业，变压器容量为150kVA，到了冬季当有大量的空调同时打开时，断路器就会跳闸，严重影响了公司的日常运营。经调查该公司有大量节能灯、变频空调、计算机、打印机和电梯等非线性负载，正是这些非线性负载降低了变压器的出力。研究表明谐波电流会引起变压器外壳外层硅钢片或某些紧固件发热，可能导致局部过热的发生，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏，缩减变压器使用寿命。谐波对变压器的使用效率产生重大的负面影响。经实际勘测分析发现该公司变压器裕量虽不大，但如果把谐波降低到符合国家标准规定的范围内，就可以满足日常的供电需求，没有必要扩容。对公司的用电负荷进行调查分析，发现照明回路负荷较大，并且因为照明回路使用了大量的节能灯，使该回路谐波含量比较高，是降低变压器出力的主要原因。

　　用FLUKE 434对照明回路进行测量得到电流波形如图1所示。由图可知，电流波形与理想的正弦波相去甚远，畸变较为严重。电流波形的畸变会导致电压波形的畸变进而影响到其他设备如计算机的正常运转。同时N相电流达37A，电流不平衡问题也比较突出，存在较大的用电隐患。

　　分次谐波含量数据如图2所示。由图可知，A相、B相、C相的THDi分别为19.7%、27.8%、26.6%，谐波污染非常严重，存在安全隐患。

　　图1：照明回路电流波形          图2：照明回路分次谐波含量数据

　　根据谐波含量，选用额定容量为50A的ANAPF对照明回路进行单独补偿，治理后得到的电流波形图、分次谐波含量数据分别如图3、图4所示。

　　图3：治理后照明回路电流波形            图4：治理后照明回路分次谐波含量数据

　　从图3、图4可以看出，治理后电流波形接近于的正弦波，电流的畸变得到了有效的控制；中性线电流也从37A降低到5A，消除了因中性线电流过大而引起的火灾隐患；电流的谐波含量也从20%左右降到了3%左右，谐波含量大为降低，已符合GB T14549-1993《电能质量 公用电网谐波》规定标准。

　　ANAPF有效的降低了THDi，同时治理了三相不平衡，减少了中性线流过的电流，有效的提高了各项电能指标，使各种用电设备能正常稳定运行，延长了设备的使用寿命，减少了因电路故障而产生的损失。
低压配电网的谐波治理措施,低压配电网的谐波治理措施主要有两个：一是主动措施，即从谐波源本身出发，使其不产生谐波或降低其输出的谐波的含量；二是被动措施，即通过安装电力滤波器，滤掉谐波源产生的谐波，或者阻碍电力系统的谐波流入用户电网。主动措施包括多脉冲整流技术、脉宽调制技术（PWM）、矩阵变换器、四象限变流器等。采用主动措施可以有效限制谐波的产生，但由于非线性负载的多样性，通过主动措施*消除谐波电流是不可能的。被动措施主要有PPF以及近几年来兴起的APF。PPF因其成本低、结构简单和维护方便的原因得到了广泛应用，但其有些缺点是难以克服的，如只能滤除特定频率的谐波、容易和系统发生并联谐振、对于波动性负载滤波效果不理想等。APF具有响应速度快、滤波能力强、安装灵活、方便扩展的特点，近几年来得到了越来越广泛的应用。
三角波比较控制，三角波比较方法是较简单的一种电流控制方法，这种方法将补偿电流指令信号ic*和实际补偿电流信号ic之间的差Δic经放大器A放大之后再与三角波比较，放大器A一般采用比例放大器或者比例积分放大器，控制电路的设计目标将Δic控制为较小。三角波比较方式的特点是电流响应比较慢，跟随误差大，硬件复杂，器件开关频率固定，输出电压中所含的谐波少。

 有源滤波及无功补偿装置治理谐波