深入探討APF運作原理,APF有何優(yōu)缺點?
APF,也就是我們所說的有源電力濾波器??梢哉f,APF是非常重要的器件之一。因此,我們有必要深入探討APF。為增進大家對APF的認識,本文將對APF的基本原理、APF優(yōu)缺點予以介紹。如果你對APF具有興趣,不妨一起繼續(xù)往下閱讀哦。
一、APF有源電力濾波器基本原理詳解
有源電力濾波器的輸出補償電流是根據(jù)系統(tǒng)的諧波量動態(tài)變化的,因此不會出現(xiàn)過補償?shù)膯栴}。另外有源電力濾波器的內(nèi)部應(yīng)具備過載保護功能,當系統(tǒng)的諸波量大于濾波器容量時,有源電力濾波器可以自動限制在100%額定容量輸出,不會發(fā)生濾波器過載。同時,有源電力濾波器的無功補償電流是根據(jù)系統(tǒng)無功量需求動態(tài)變化的,不會出現(xiàn)過補償,柔性的無功補償也不會產(chǎn)生涌流沖擊。
1、有源電力濾波器的主電路一般由PW逆變器構(gòu)成。根據(jù)逆變器直流側(cè)儲能元件的不同,可分為電壓型有源濾波器(儲能元件為電容)和電流型有源濾波器(儲能元件為電感)。
電壓型有源濾波器在工作時需對直流側(cè)電容電壓控制,使直流側(cè)電壓維持不變,因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電壓波。而電流型有源濾波器在工作時需對直流側(cè)電感電流進行控制,使直流側(cè)電流維持不變,因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電流波。電壓型有源濾波器的優(yōu)點是損耗較少,效率高,是目前國內(nèi)外絕大多數(shù)有源濾波器采用的主電路結(jié)構(gòu)。電流型有源濾波器由于電流側(cè)電感上始終有電流流過,該電流在電感內(nèi)阻上將產(chǎn)生較大損耗,所以目前較少采用。
2、電力系統(tǒng)諧波源分為兩類,即電流型諧波源和電壓型諧波源。因為理想的電流源的內(nèi)阻為無窮大,因此對于理想的電流型諧波源采用串聯(lián)補償?shù)姆绞讲荒転V除諧波,不能阻止諧波電流注入到電力系統(tǒng)中;對于并聯(lián)型諧波源只能采取并聯(lián)諧波進行分流,才能對注入到電力系統(tǒng)中的諧波進行抑制。而理想的電壓源內(nèi)阻為零,因此對于理想的電壓型諧波源只能采用串聯(lián)有源濾波器才能補償諧波電壓,防止諧波電壓加入到系統(tǒng)中。
而電力系統(tǒng)中不存在理想的電流型諧波源和電壓型諧波源。因此理論上,無論是采用并聯(lián)型濾波還是串聯(lián)型濾波都可以濾除諸波。如果諧波是從系統(tǒng)側(cè)來的,則諧波更多的是電壓源性質(zhì),應(yīng)采取串聯(lián)濾波;而如果諧波是用戶自己非線性負載產(chǎn)生的,則基本上是屬于電流型性質(zhì),應(yīng)采取并聯(lián)濾波。
二、有源電力濾波器優(yōu)缺點
(一)有源電力濾波器的優(yōu)點
1、有較快的響應(yīng)能力
有源電力濾波器可以在很短的時間之內(nèi)快速的計算出下一個開關(guān)的輸出頻率,響應(yīng)非常快速,可以快速補償變化較為頻繁的諧波。
2、可靠性高
具有輸出過電流、直流側(cè)過電壓、直流側(cè)欠電壓、交流側(cè)過電流、交流側(cè)過電壓、IGBT死區(qū)保護以及IGBT綜合保護等多種保護功能,以備設(shè)備或者系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時,設(shè)備可以安全的退出運行或保護系統(tǒng)及設(shè)備。
3、有著大容量的補償力
有源濾波器的補償能力跟IGBT容量有很大關(guān)系,大容量諧波就很難補償了,有源電力濾波器可以做到不受限制的并柜擴容,實現(xiàn)了大容量的諧波補償,并且大大降低了成本。
4、簡單的操作方法和結(jié)構(gòu)
操作簡單,只需與負荷并聯(lián)入系統(tǒng),無需進行其他的操作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡潔,變流器為模塊化結(jié)構(gòu),易于安裝和維護,接入系統(tǒng)后,無需人工干預(yù)即可正常運行。
5、高性價比
全面國產(chǎn)化技術(shù),控制器、變流器以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面具有自主的知識產(chǎn)權(quán)。
6、節(jié)能降耗能力
相比較無源濾波器而言,有源電力濾波器不是通過建立一個諧波通路濾波,因此,有源濾波器能夠?qū)⒅C波的畸變功率這部分完整地節(jié)約下來,由此保證用戶端得到直接的節(jié)能收益。
(二)有源電力濾波器的缺點
1、通帶范圍小,受到運放的限制。
2、需要直流電源。
3、適用于低頻、低壓、小功率等場合。
4、價格高,容量小
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