有源电力滤波器(APF)基础知识介绍

In
S K1 I hp SK 2
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
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.1 谐波治理方式
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4 部分厂家APF产品介绍
4.3 诺基亚
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4.4 夏弗纳
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4.4 夏弗纳
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4.5 深圳盛弘
3 我司APF系统架构及操作说明
3.4 WAPF实验结果
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4.1 ABB
PQFI
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PQFM
PQFK
PQFS
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4.1 ABB
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3 我司APF系统架构及操作说明
3.3 WAPF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
5.2 谐波治理方式——集中治理
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5 APF选型及应用场合注意事项
5.2 谐波治理方式——两者比较
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5 APF选型及应用场合注意事项
5.3 APF安装位置选择
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2.4 逆变基本原理
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.4 逆变基本原理
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.5 PWM的基本理论
u
O
ωt
>
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.5 PWM的基本理论
（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）
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5 APF选型及应用场合注意事项
5.2 谐波治理方式——分散治理
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5 APF选型及应用场合注意事项
4.7 上海思源
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4.8河南森源
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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%
CT PT
控制系统
负载
投切控制
iC
信号检测
uabc iL.abc
iC.abc
Udc
C
DSP+FPGA
软启动装置
谐波 电流计算
L
变流单元
Udc
IGBT驱动
+-
* iC
Uref
远程监控
连接电抗器 变换器 Udc
+-
电流跟 踪控制
驱动电路
电压 调节器
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2 谐波治理方式及APF工作原理
Sinexcel
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4 部分厂家APF产品介绍
4.5 深圳盛弘
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4.5 深圳盛弘
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4.5 深圳盛弘
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4 部分厂家APF产品介绍
AccuSine4LS
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4.2 施耐德
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4.2 施耐德
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4.2 施耐德
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4.3 诺基亚
MaxSine
4.5深圳盛弘
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4.6 西安赛博
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4.6 西安赛博
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4.6 西安赛博
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3 我司APF系统架构及操作说明
3.1 WAPF样机
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3 我司APF系统架构及操作说明
3.2 WAPF功率单元测试（与SVG功率单元类似）
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3 我司APF系统架构及操作说明
3.2 WAPF功率单元测试
非正弦电流 i (t ) a0 cn sin( nt n )
n 1
N次谐波电流含有率HRIn
HRI n
In 100% I1
2 n
谐波电流含量
IH
I
n2

电流谐波总畸变率THDi
THDi
谐波与功率因数之间的关系 P UI1 cos 1 I1 cos 1 2 2
2 谐波治理方式及APF工作原理
2.2 APF工作原理
i Load i1 ih i APF ih is iLoad i APF i1
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.3 APF拓扑结构
ua ub uc iS iL 谐 波 源 负 荷
电源 CT
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3 我司APF系统架构及操作说明
3.4 WAPF实验结果
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3.4 WAPF实验结果
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3 我司APF系统架构及操作说明
3.4 WAPF实验结果
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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
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4.9南京亚派
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5 APF选型及应用场合注意事项
5.1 APF选型
US UL UI L
Us IL UI APF 负载 UL
diL UI dt
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
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.7 主要参数对控制系统的影响
（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
PWM波形可等效为各种波形：面积等效原理
20V
0V
-20V
0s
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.6 三角波比较PWM控制
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2 谐波治理方式及APF工作原理
2.7 主要参数对控制系统的影响
1 谐波及谐波分析
1.1 谐波来源
广义地说，有非 线性元件存在的 地方就有谐波
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1 谐波及谐波分析
1.1 谐波来源
常见谐波负载的谐波含量
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1 谐波及谐波分析
1.2 谐波的危害
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1 谐波及谐波分析
1.3 谐波相关概念
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IH 100% I1
I1 cos 1 I I THD
2 1 2 1 2 i
S
UI
I1 I H

cos 1 1 THDi2
1 谐波及谐波分析
1.4 谐波电流允许值
谐波允许标准
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：
有源电力滤波器（APF）基础知识介绍
姚海瑞 2013-05-21
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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 5 APF选型及应用场合注意事项
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4.1 ABB
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4 部分厂家APF产品介绍
4.1 ABB
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4 部分厂家APF产品介绍
4.1 ABB
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4 部分厂家APF产品介绍
4.2 施耐德
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