安科瑞 师晴晴  

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴  

背景  

与传统谐波治理技术相比，有源电力滤波器作为净化电网污染，改善供电质量的一种**装置，具有明显的优势。大功率电力电子技术和控制技术的不断发展，APF的成本逐渐降低，在我国必将有广阔的应用前景，与此同时，此装置在农村电网治理上也必然得到广泛应用。  

一、谐波治理技术的演变大致经历了以下几个阶段： 

1.无缘滤波设备。主要针对高压专线电网中的谐波问题，电弧炉、中频炉等大容量非线性负荷，谐波的治理技术采用无源滤波技术-LC滤波回路，主要通过了解电网线路阻抗，有针对性地设计特征次谐波LC 滤波回路，实现对固定次数的谐波滤出，但有谐振的危险，对设计方案、元器件性能、检测数据有较高要求，无法满足系统变化的需求。 

2.串抗型电容器或消谐电容器。采用电容器回路安装电抗器的技术保护补偿电容器来达到抑制谐波的作用，其一般只能多减少30%左右的谐波流入电网，因此该技术不能减少谐波源增加对公用电网所造成的危害。 

3.有源电力滤波器（APF）。随着谐波问题逐渐由专用电网向公用电网转移，有源滤波技术快速发展，成为目前行业技术发展的主流：一方面，公用电网负载容量普遍较小、数量众多，产生的谐波次数和谐波量波动大，采用无源滤波技术不但不能解决谐波问题而且有可能引起谐振；另一方面，公用电网无功补偿大多采用集中补偿，谐波抑制技术易造成补偿回路过载， 而有源滤波技术从补偿电网中检测出谐波电流和基波无功， 由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而方向相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波成分，同时动态补偿基波无功功率，使电网无功功率因数达 0.99。 有源滤波技术能对频率和幅值都变化的谐波及无功功率进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。 

我司产品ANAPF（有源电力滤波器）采用模块式安装方式，可自由搭配数量，可通过并联模块进行扩容。对于ANSVG.ANAPF此类电力电子装置，控制和变换的关键是基于全控的 IGBT 器件，

二、工作原理  

1.ANAPF 模块工作原理  

ANAPF系列有源电力滤波器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。其原理为：ANAPF 系列有源电力滤波器通过 CT 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。 

2.ANAPF 整机工作原理  

有源电力滤波器是一种用于补偿无功、谐波治理以及不平衡调节的新型电力电子装置；智能控制系统主动根据系  统的线性动态需求，自动调节模块的输出；ANAPF整机主要是由ANAPF模块组成；能完成更大容量的无功功率的补  偿，整机通过一个7寸触摸屏实现人机交互。触摸屏通过RS485与ANAPF模块进行通信。  

三、产品特点  

1) 补偿方式灵活：既可补谐波，又可兼补无功，可对 2-51 次谐波进行全补偿或次谐波进行补偿；  

2) 可治理三相不平衡；   

3) 线性补偿，响应时间≤5ms；   

4) 具有人性化的人机交互界面，可通过该界面看到系统和本体的实时电能质量信息，操作简单，可以远控，也可以本控；   

5) 采用进口 IGBT，功率密度大，可靠性高；   

6) 采用 DSP 高速检测和运算的数字控制系统； 

7) 监控以及显示具备远程通讯接口，可以通过 PC 机实时监控；   

8) 标准模块化设计，缩短交付周期，同时提高了使用的可靠性和可维护性。  

四、应用场所

1.商业中心  

2.数据中心  

3.变频行业  

4.光伏行业  

5.港口/油田  

6.化工/冶炼  

五、有源电力滤波器的好处

1、提高企业设备的供电质量，提供设备运行的可靠性，减少因设备误动作而造成的经济损失。  

2、降低用电设备发热，减少绝缘老化，从而提高设备的使用寿命，减少设备的维护费用。  

3、减少电容器的谐振几率，提高用电安全。

4、减少谐波产生的电磁干扰，保障弱点系统正常工作。  

5、满足国家及地方标准要求，避免罚款。  

六、有源电力滤波器终实现的目的

1、提高企业设备的供电质量，提供设备运行的可靠性，减少因设备误动作而造成的经济损失。

2、降低用电设备发热，减少绝缘老化，从而提高设备的使用寿命，减少设备的维护费用。

3、减少电容器的谐振几率，提高用电安全。

4、减少谐波产生的电磁干扰，保障弱点系统正常工作。

5、 满足国家及地方标准要求，避免罚款。

电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备  （大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。谐波是电能质量的重要指标。因此有波滤波器是消除谐波的有力**

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