近幾年,隨著高精度電子設(shè)備被大量使用和大家節(jié)能理念的增強,電能質(zhì)量的治理被日益重視,具有高度可控性和快速響應(yīng)性的低壓有源濾波裝置在供配電系統(tǒng)中逐步得到了應(yīng)用。如何正確的選用有源濾波裝置來實現(xiàn)諧波治理的目標(biāo),成為電氣設(shè)計人員和用戶關(guān)注的問題。
1.低壓有源濾波裝置的基本原理 有源電力濾波裝置以三相電路瞬時無功功率理論為基礎(chǔ)理論,采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流,并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,送入高速數(shù)字信號處理器(DSP)對信號進行處理,將諧波與基波分離,并以脈寬調(diào)制(PWM)信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖,驅(qū)動絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或智能功率模塊(IPM),生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng),對諧波電流進行補償或抵消,從而達到消除電力諧波和補償無功功率的目的。
低壓有源濾波裝置的特點(1)主動動態(tài)補償,具有自適應(yīng)能力,可對頻率和大小都變化的諧波以及變化的無功進行補償,對補償對象的變化有極快的響應(yīng),還可以抑制閃變;(2)可同時對諧波和無功進行補償,且補償無功的大小可做到連續(xù)調(diào)節(jié);(3)補償無功時不需貯能元件;補償諧波時所需貯能元件容量也不大;即使補償對象電流過大,有源電力濾波器也不會發(fā)生過載,并能正常發(fā)揮補償作用;(4)受電網(wǎng)阻抗的影響不大,不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振。能跟蹤電網(wǎng)頻率的變化,故補償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響。
串并聯(lián)型有源濾波裝置綜合了串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種結(jié)構(gòu),共同來解決電能質(zhì)量的問題,兼有串聯(lián)有源濾波裝置和并聯(lián)有源濾波裝置的優(yōu)點。串聯(lián)型和并聯(lián)型有源濾波裝置共用直流側(cè)電容器或電感儲能裝置,串聯(lián)有源電力濾波裝置起到補償電壓諧波、消除系統(tǒng)不平衡、調(diào)節(jié)電壓波動或閃變、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性或阻尼振蕩的作用。并聯(lián)變流器起到補償電流諧波不平衡、補償負(fù)荷的無功、調(diào)節(jié)變流器直流側(cè)電壓的作用。因此可以實現(xiàn)短時間不間斷供電、蓄能、無功補償、抑制諧波、消除電壓波動及閃變、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定等功能。這種結(jié)構(gòu)即可用于三相系統(tǒng),又可以用于單相系統(tǒng)。主要缺陷在于成本較高(需要較多的開關(guān)器件)和控制復(fù)雜。
串并聯(lián)型有源濾波裝置綜合了串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種結(jié)構(gòu),共同來解決電能質(zhì)量的問題,兼有串聯(lián)有源濾波裝置和并聯(lián)有源濾波裝置的優(yōu)點。串聯(lián)型和并聯(lián)型有源濾波裝置共用直流側(cè)電容器或電感儲能裝置,串聯(lián)有源電力濾波裝置起到補償電壓諧波、消除系統(tǒng)不平衡、調(diào)節(jié)電壓波動或閃變、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性或阻尼振蕩的作用。并聯(lián)變流器起到補償電流諧波不平衡、補償負(fù)荷的無功、調(diào)節(jié)變流器直流側(cè)電壓的作用。因此可以實現(xiàn)短時間不間斷供電、蓄能、無功補償、抑制諧波、消除電壓波動及閃變、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定等功能。這種結(jié)構(gòu)即可用于三相系統(tǒng),又可以用于單相系統(tǒng)。主要缺陷在于成本較高(需要較多的開關(guān)器件)和控制復(fù)雜。