空調設備用有源電力濾波器方案

空調設備用有源電力濾波器方案 主要是通過外部電流互感器，實時檢測負載電流，并通過內部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后輸出PWM信號給內部IGBT，使逆變器產生一個和負載諧波電流大小相等，相位相反的諧波電流注入到電網中，使得流入電網的電流為純凈的正弦波電流，進而消除濾波。

一、功能： 通過電流互感器采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。

二、應用范圍： 空調設備用有源電力濾波器方案

適用于并聯在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。

三、電力濾波裝置訂貨范例：

具體型號：ANAPF150-380/BGL

技術要求：諧波補償電流150A，線電壓等級380V 。

接線方式：三相四線

安裝方式：立柜式

互感器接線方式：負載側

四、有源電力濾波器技術參數：

抽屜式有源濾波器主要采用FFT算法，DFT算法以及三相電路瞬時無功功率理論算法；抽屜式有源濾波器有并聯型和串聯型兩種，前者用的多；并聯抽屜式有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯抽屜式有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。

APF有源電力濾波器是采用現代電力電子技術和基于高速DSP器件的數字信號處理技術制成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監視線路中的電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調制（PWM）信號形式向補償電流發生電路送出驅動脈沖，驅動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。

APF有源電力濾波器可廣泛應用于工業、商業和機關團體的配電網中，如：電力系統、電解電鍍企業、水處理設備、石化企業、大型商場及辦公大樓、精密電子企業、機場/港口的供電系統、機構等。根據應用對象不同，APF有源電力濾波器]的應用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產品質量、增長設備壽命減少設備損壞等作用。

五、產品選型：

六、產品介紹：

安科瑞電氣股份有限公司[代碼:300286.SZ]是一家集研發、生產、銷售和服務于一體的高新技術企業，致力于為用戶端提供能效管理和用電安全的系統解決方案。目前已有8000多套各類系統解決方案在全國各地運行，幫助用戶實現能源的可視化管理，提供能源數據服務，為用戶安全用能保駕護航。安科瑞自2012年上市以來一直保持穩定增長，公司將秉著“創新、團結、誠信"的理念，堅持穩健經營、持續創新，為電力系統用戶端和微電網提供更多的解決方案、產品和服務。
ANAPF電力濾波裝置是我公司研發的電能補償裝置的一種，采用現代電力電子技術，基于高速全數字控制方式的數字信號處理技術制成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。與傳統無源濾波器（相當于給諧波電流提供了接近于0的低阻抗通道，以免諧波電流注入系統）相對比，有源濾波裝置通過IGBT逆變模塊實現了各次諧波的動態濾除。

6.1 ANAPF電力濾波裝置工作原理

ANAPF板載式有源濾波裝置可以通過外部電流互感器，實時檢測負載電流，并通過內部DSP計算，提取并計算出負載電流的諧波成分，然后通過PWM信號發送給內部IGBT，控制逆變器產生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網中抵消對應諧波電流，達到濾波目的。工作原理圖及補償示意如圖1所示。

圖1 ANAPF工作原理及對應波形示意

6.2 ANAPF有源電力濾波器結構介紹及優勢分析

ANAPF板載式有源濾波裝置相較于公司前期的立柜式產品來說，體積更小、重量更輕、方便安裝、更美觀，這對產品的結構安排和內部集成度有了更高的要求。我司生產的ANAPF有源濾波裝置分為兩種安裝方式：抽屜式、壁掛式

6.2.1抽屜式模塊

抽屜式板載模塊外觀如圖所示：

其主要參數如下：

外形尺寸485×610×275 （寬*深*高）

額定電流：50A（可按照需求適當提高）

額定電壓:AC380V

接線方式:三相三線或三相四線

進線方式：后進后出

額定頻率：50Hz

模塊殼體顏色：RAL9004

防護等級：IP20

質量：50KG

6.2.2壁掛式模塊

壁掛式板載模塊外觀如圖所示：

其主要參數如下：

外形尺寸485×275×610 （寬*深*高）

額定電流：50A（可按照需求適當提高）

額定電壓:AC380V

接線方式:三相三線或三相四線

進線方式：上進上出

額定頻率：50Hz

模塊殼體顏色：RAL7035

防護等級：IP20

質量：50KG

接線示意圖如下：

其中壁掛式結構適用于負荷容量較小或場地緊湊的場合，一般推薦為單柜獨立運行時使用；抽屜式結構多采用多模塊并聯安裝在抽屜柜體中的安裝方式，可根據實際補償容量需求增減柜體內模塊數量，適用于大負荷容量的場合。目前我司常規產品較大的為6個模塊組合，并且正在向更多模塊數，更大容量化方面研究與發展。其抽屜柜安裝效果圖如圖4所示。

APF有源電力濾波器之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源（用以補償主電路的諧波），其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波和無功補償方法的缺點（傳統的只能固定補償），實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功。
該方式相對于傳統整柜式有以下幾項優點：

（1）每個模塊容量為50A（可在適當范圍內浮動），相同的柜體格局下有更多容量選擇，并可根據客戶實際需求增加模塊數量至6個以上（需加寬柜體尺寸，效果可參照圖5）；

（2）可根據負載使用變化隨時增、減APF設備的容量（加、減模塊數量即可，并對人機界面作相應參數設置）；

（3）每個模塊單獨安裝散熱單元，并可在柜體上加裝散熱風扇，散熱效果良好，故障率低；

（4）多個模塊之間雖有通訊連接，但各臺的故障并不會相互影響其它模塊繼續工作（補償容量會相應減小）；

（5）后期維護方便，可實現故障模塊單獨維修、更換；維護期間ANAPF有源濾波裝置可持續工作。

（6）結構精巧，設計靈活，可作為零部件（模塊）單獨購買，嵌入第三方柜體；柜型外觀、尺寸的改變基本不影響內部安裝和整體使用效果。

（7）生產周期短，即使是非常規要求產品亦能保證及時投入使用，確保客戶經濟利益。

圖4 模塊化組合式安裝示意圖                            圖5 兩列模塊組裝效果示意圖

ANAPF板載式有源濾波裝置在原有立柜、抽屜、壁掛式產品基礎上，進一步縮小了體積并減輕重量；由于其采用了高集成化模塊設計，后期維護變得更加輕松、便利，而且治理效果也更顯著。其不僅能治理諧波，也能補償無功：治理諧波，可改善電能質量使設備誤動作率大大降低，從而提高電氣設備利用率和產品合格率，既保證了電網運行，又能降低用戶的電力損耗；而補償無功，使功率因數高達0.98以上，則避免了用戶因功率因數不足而被罰款，也為用戶帶來了可觀的經濟收益。由此可見，選用ANAPF板載式產品，對電網設施和用戶設備都有大的益處，可以說是實現了供用電雙方的共贏。
安科瑞公司擁有功能完善的產品試驗中心，可開展環境、電磁兼容、安全性、可靠性等多種試驗。生產過程依托信息化管理系統和嚴格執行ISO9001管理標準，為產品產業化、規模化實施提供了保障，儀表年生產能力200萬臺，電量互感器150萬只、節能成套柜10000臺套。