1 、產品簡介

面臨嚴峻的電力諧波污染問題，有源電力濾波器是提高電能質量最有效的工具。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。有源電力濾波器相當于一個諧波電流發生器，它跟蹤諧波源電流中的諧波分量，產生與之等幅反相的諧波電流，從而抵消諧波源產生的諧波電流。與傳統的無源電力濾波器相比，有源電力濾波器具有以下突出優點：

(1) 諧波濾除率高，濾波性能不受系統阻抗的影響；

(2) 不會與系統阻抗發生串聯或并聯諧振，系統結構的變化不會影響治理效果；

(3) 具有寬帶濾波特性，一臺裝置就能完成各次諧波的治理；

(4) 實現了動態治理，能夠迅速響應諧波的頻率和大小發生的變化；

(5) 由于裝置本身能完成輸出電流限制，因此即使負載諧波含量增大也不會過載；

(6) 具備多種補償功能，可以對無功功率和負序進行補償；

(7) 諧波補償特性不受電網頻率變化的影響；

(8) 可以對多個諧波源進行集中治理。

有源電力濾波器可廣泛用于工業、商業、信息行業等各領域中的電力諧波治理，治理效果好，節能、節材，是諧波治理技術的最新發展放向，有著廣闊的發展前景。

2 、工作原理簡介

有源電力濾波器（Active Power Filter，簡稱 APF），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。

有源電力濾波器是利用全控電力電子元件滿足對電能質量（功率因數和諧波）有高級別要求的用戶需求的裝置。APF 裝置并聯在系統和用戶設備之間，其主要功能是在電網供電過程中當負載側產生諧波和無功電流時，保證系統側的電流沒有諧波和無功電流，使用戶其他關鍵敏感設備得以在近不受干擾的電氣環境中正常運行，并且不會污染電網。

有源電力濾波器裝置采用基于 DSP 的主控制器和模塊驅動器的分層分布式控制器體系，并采用基于彩色觸摸屏的人機界面，具有全數字化、自動化、智能化，人機界面友好，控制方法靈活等特點。目前，產品電壓等級為380V，最大濾波電流為400A。

3、產品優勢

實時跟蹤、動態補償

采用基于滑窗迭代離散傅里葉變換智能監測算法、突破了行業經典諧波算法，更高效，更穩定。用以實時監測諧波電流，通過PI、PR電流跟蹤控制，自動跟蹤電網諧波變化，具有高度可控性與快速響應性。

先進的功率變換設計

采用全球領先的IGBT智能模塊化功率器件，主電路采用三電平NPC拓撲結構和正弦PWM變流技術，具有體積小，效率高，可靠性好的特點，先進的LCL濾波技術及多模塊并聯均流策略便于實現整機容量擴展。

智能監控

采用浮點運算DSP（數字信號處理器）和CPLD（可編程邏輯器件）高速監測和運算，確保諧波監測和補償精度準確有效，兼具智能監控及遠程互聯網監管以及故障自動診斷功能，能自主進行并網及退網操作。

4、應用領域

1.石化行業

諧波特點：大量使用變頻器，諧波電流以5、7、11、13、17次為主；

諧波治理的意義：減少電力測量儀器的誤差度，確保電能管理和收費的準確性；

典型應用：化工廠，鉆井平臺；

問題：電容補償過容或欠容，功率因數過低，造成無功罰款。

2.鋼鐵冶煉行業

諧波特點：鋼鐵冶煉系統中存在著大量的沖擊性非線性負載（電弧爐、軋機）和變頻器，工作時會產生2~13次的諧波電流；

諧波治理的意義：減小諧波電流對電網的沖擊，保證設備安全運行，減小諧波對PLC等各種控制器的影響，降低因設備誤動作而造成的損失；

典型應用：軋鋼廠；

問題：供電系統電流嚴重畸變，PLC控制系統經常受到干擾，繼電保護裝置誤動作。

3.通信行業

諧波特點：通訊系統中由大量UPS和開關電源，會造成電網中5次、7次、11次諧波的驟增，畸變率高達50%

諧波治理的意義：提高供電可靠性，消除諧波對通信系統的干擾，延長設備壽命

典型應用：數據中心

問題：負載為UPS，進線開關出現無故跳閘，諧波干擾嚴重

4.軌道交通行業

諧波特點：軌道交通系統中非線性負載主要包括機車牽引裝置和機電系統部分的變頻器，UPS和節能燈等以3、5、7、11、13、17次諧波電流為主；

諧波治理的意義：通過諧波治理，保障無功補償裝置的安全可靠運行；

典型應用：地鐵站；

問題：無功補償電容器容易燒毀，補償容量不能無極調整，配電系統含有大量諧波。

5.采礦業

諧波特點：主要由于系統中變頻設備的影響使得5次、7次、11次、13次電流諧波超標，對電網造成了嚴重的諧波污染；

諧波治理的意義：可以降低變壓器溫度，保證可靠運行，并降低電網損耗；

典型應用：采礦廠；

問題：多臺變頻器應用于礦場的供電系統中，各次諧波嚴重超標，造成變壓器發熱嚴重，同時影響其他設備的安全運行。

APF有源電力濾波柜的工作原理

有源電力濾波器通過外部電流互感器CT，實時檢測負載電流，并通過內部DSP計算，提取出負載電流的諧波成分，然后通過PWM信號發送給內部GBT，控制逆變器產生一個和符合諧波大小相等，方向相反的電流注入到電網中補償諧波電流，實現濾波功能。