有源电力滤波器(APF)基础知识介绍

WeifanTechnology有源电力滤波器（APF）基础知识介绍姚海瑞2013-05-21WeifanTechnology主要内容1谐波和谐波分析2谐波治理方式及APF工作原理3我司APF系统架构及操作说明4部分厂家APF产品介绍5APF选型及应用场合注意事项WeifanTechnology1谐波及谐波分析广义地说，有非线性元件存在的地方就有谐波1.1谐波来源WeifanTechnology常见谐波负载的谐波含量1谐波及谐波分析1.1谐波来源WeifanTechnology1谐波及谐波分析1.2谐波的危害WeifanTechnology1谐波及谐波分析非正弦电流N次谐波电流含有率HRIn谐波电流含量电流谐波总畸变率THDi谐波与功率因数之间的关系10)sin()(nnntncati%1001IIHRInn22nnHII%1001IITHDHi21221211122111111coscoscoscosSPiiHTHDTHDIIIIIIUIUI1.3谐波相关概念WeifanTechnology1.4谐波电流允许值当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，可按如下公式修正：式中Sk1——公共连接点的最小短路容量Sk2——基准短路容量Ihp——表中第n次谐波电流允许值In——短路容量为Sk1时的第n次谐波电流允许值谐波允许标准hpKKnISSI211谐波及谐波分析WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理2.1谐波治理方式WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理11iiiiiiiiiAPFLoadshAPFhLoad2.2APF工作原理WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理2.3APF拓扑结构iLiSiCuaubuc谐波源负荷LC驱动电路iC*谐波电流计算iL.abcuabcUdciC.abcUref电压调节器-+-+变流单元Udc电流跟踪控制DSP+FPGA投切控制连接电抗器软启动装置远程监控信号检测IGBT驱动变换器负载电源CTPTCTUdc控制系统WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理2.4逆变基本原理WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理2.4逆变基本原理WeifanTechnology2.5PWM的基本理论Ouωt2谐波治理方式及APF工作原理WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms-20V0V20VPWM波形可等效为各种波形：面积等效原理2.5PWM的基本理论WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理2.6三角波比较PWM控制WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理负载APFUsUIULILILILSUdtdiLUUUa)直流侧电压Udc选择b)直流侧电容C的选择c)开关频率（平均）f大小的选择d)连接电抗器L大小的选择2.7主要参数对控制系统的影响WeifanTechnology2谐波治理方式及APF工作原理（1）Udc越大，ic变化越快，但是器件耐压要求越高；（2）当Udc一定时，电容值越小，则直流母线电压波动越大，影响有源电力滤波器的补偿效果；电容值越大，则直流母线电压波动越小，但是电容体积和造价都会增加；（3）电感值L越大，电流的纹波越小，但补偿电流变化率就越小，电流跟踪能力就越弱；电感值越小，电流变化率越大，有源电力滤波器的动态响应速度越快，但电流变化就越剧烈，电流的纹波就越大（4）开关频率f越高，ic纹波越小，可以补偿的谐波次数越高，但对器件的要求越高，开关损耗也增大；开关频率越低，ic纹波电流越大，补偿效果越差2.7主要参数对控制系统的影响WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.1WAPF样机WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.2WAPF功率单元测试（与SVG功率单元类似）WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.2WAPF功率单元测试WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.3WAPF操作说明（1）查线，检查通短路，特别注意传感器的方向（2）上电，查看有无异常（3）上电，测试过压、过流、过温、驱动保护等（可以将过流、过温、驱动保护等方案做成一块测试板）（4）空载，升压，观察电压是否能够稳住（5）发不同等级的谐波电流，看系统是否稳定WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.4WAPF实验结果WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.4WAPF实验结果WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.4WAPF实验结果WeifanTechnology3我司APF系统架构及操作说明3.4WAPF实验结果WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.1ABBPQFIPQFMPQFKPQFSWeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.1ABBWeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.1ABBWeifanTechnology4.1ABB4部分厂家APF产品介绍WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.1ABBWeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍AccuSine3LAccuSine4LAccuSine4LS4.2施耐德WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.2施耐德WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.2施耐德WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.2施耐德WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.3诺基亚MaxSineWeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.3诺基亚WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.4夏弗纳WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.4夏弗纳WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.5深圳盛弘SinexcelWeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.5深圳盛弘WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.5深圳盛弘WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.5深圳盛弘WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.5深圳盛弘WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.6西安赛博WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.6西安赛博WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.6西安赛博WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.7上海思源WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.8河南森源WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.9南京亚派动态响应及时性：响应时间＜100μs，完全响应时间＜7ms便捷及时的远程监控功能：集中监控、GSM远程控制功率损耗小：满载时≤小于模块总容量的3%低噪声设计：≤55dB（行业标准65dB）谐波滤除率＞97%功率因数＞0.98灵活的补偿方式：选定的各次谐波补偿可进行幅值设定WeifanTechnology4部分厂家APF产品介绍4.9南京亚派WeifanTechnology5APF选型及应用场合注意事项5.1APF选型（1）分析对象特征（2）确定APF应用的电压等级（3）确定是三线制还是四线制（4）确定滤波器容量（谐波电流大小）WeifanTechnology5APF选型及应用场合注意事项5.2谐波治理方式——分散治理WeifanTechnology5APF选型及应用场合注意事项5.2谐波治理方式——集中治理WeifanTechnology5APF选型及应用场合注意事项5.2谐波治理方式——两者比较WeifanTechnology5APF选型及应用场合注意事项5.3APF安装位置选择WeifanTechnologyThanks！