С непрерывным совершенствованием промышленной автоматизации сложность энергосистем возрастает. Широкое использование нелинейных нагрузок, таких как частотные преобразователи, импульсные источники питания и сварочные аппараты, привело к значительному увеличению гармоник в электросети. Эти гармоники не только влияют на качество электроэнергии, но и могут вызывать ряд проблем, таких как перегрев оборудования, сбои в работе защиты и помехи в связи. На этом фоне появились активные фильтры мощности (АФП), которые быстро стали одной из ключевых технологий для улучшения качества электроэнергии. Являясь новым поколением устройств динамической компенсации реактивной мощности и подавления гармоник, активные фильтры мощности эффективно подавляют гармоники, обнаруживая гармонические токи в электросети в режиме реального времени и генерируя обратные компенсационные токи.
В системах электроснабжения и распределения современных промышленных и горнодобывающих предприятий, а также коммерческих зданий нерациональное распределение реактивной мощности является основной причиной высоких потерь в линиях, падения напряжения и низкой эффективности использования трансформаторов.
Гармоничное тестирование качества электроэнергии является не только основой для разработки предварительных решений по снижению гармоник, но и важным инструментом для приемки проекта после его завершения и долгосрочного управления эксплуатацией и техническим обслуживанием.
На этапе реализации проекта требуется проведение приемочных испытаний сторонним агентством по тестированию качества электроэнергии для обеспечения соответствия всех показателей национальным стандартам (например, GB/T 14549-2018 ?Качество электроэнергии — Гармоники в общественных электросетях?). Отчет об испытаниях служит доказательством соответствия проекта и напрямую влияет на то, сможет ли компания успешно пройти экологические и энергосберегающие проверки. На более поздних этапах эксплуатации и технического обслуживания регулярный мониторинг качества электроэнергии помогает оперативно выявлять новые источники гармоник, устаревающее оборудование или неисправные устройства компенсации. Например, после трех лет эксплуатации в центре обработки данных наблюдались частые перезагрузки серверов. Гармоническое тестирование качества электроэнергии показало, что недавно подключенный источник бесперебойного питания (ИБП) генерирует сильные третьи гармоники, вызывая аномально высокий ток в нейтрали. Установка специального фильтра и оптимизация стратегии компенсации позволили полностью решить проблему. Тенденции развития: интеллектуальное, интегрированное и цифровое управление. С развитием технологий Интернета вещей (IoT), граничных вычислений и искусственного интеллекта управление качеством электроэнергии движется в сторону интеллектуальных и цифровых решений. В будущем фильтры с активным фильтром мощности (APF) и шкафы компенсации низкого напряжения будут не ограничиваться локальным управлением, а будут интегрированы в корпоративные системы управления энергопотреблением (EMS) и платформы ?умных зданий? для обеспечения удаленного мониторинга, прогнозируемого обслуживания и адаптивной регулировки. Анализируя исторические данные о гармониках с помощью больших данных, система сможет заблаговременно предупреждать о потенциальных рисках и автоматически оптимизировать стратегии компенсации. Одновременно с этим, само оборудование будет обладать более высокими коэффициентами энергоэффективности и более низким уровнем шума, отвечая требованиям ?зеленого? и низкоуглеродного развития. В соответствии с национальными целями ?двойного углеродного? развития, высокоэффективное оборудование для управления качеством электроэнергии станет стандартным оборудованием в ключевых областях, таких как промышленные парки, центры обработки данных и железнодорожный транспорт, способствуя созданию безопасной, надежной и эффективной современной электросети.