С непрерывным совершенствованием промышленной автоматизации и широким применением различных нелинейных нагрузочных устройств (таких как преобразователи частоты, выпрямители, электродуговые печи и т. д.) гармоническое загрязнение в энергосистемах становится все более серьезной проблемой. Гармоники не только вызывают искажение напряжения в электросети и увеличивают потери в линиях, но также могут создавать помехи или даже повреждать чувствительное электронное оборудование. На этом фоне активные фильтры мощности (АФП) стали ключевым техническим средством решения проблем гармоник и реактивной мощности в электросети.
В сложных и постоянно меняющихся условиях промышленного электроснабжения часто встречается дисбаланс трехфазной нагрузки, приводящий к генерации тока нулевой последовательности и тока отрицательной последовательности, что, в свою очередь, вызывает ряд проблем, таких как перегрузка нейтрали, перегрев оборудования и снижение эффективности.
Для достижения быстрого отклика и точного отслеживания сигналов управления несбалансированным током современные активные фильтры мощности обычно используют высокопроизводительные контроллеры на основе DSP или FPGA в сочетании с передовыми алгоритмами управления с обратной связью. Например, использование комбинации повторяющегося управления и управления скользящим режимом позволяет эффективно подавлять периодические гармоники без использования традиционных ПИ-регуляторов; В то время как механизм онлайн-обучения, основанный на адаптивной фильтрации, может справляться с неопределенностями, вызванными изменениями характеристик нагрузки.
Разнообразные формы изделий отвечают потребностям различных сценариев применения
Для удовлетворения реальных потребностей различных отраслей промышленности, мощностей и условий установки активные фильтры мощности развились в различные модели и конструктивные формы, образуя богатую систему продукции. К распространенным типам относятся: однофазные параллельные активные фильтры мощности, подходящие для локальной обработки небольших коммерческих зданий или одного мощного оборудования; трехфазные четырехпроводные параллельные активные фильтры мощности, специально разработанные для гражданских и промышленных систем распределения электроэнергии с искажением тока нейтрали; Централизованные высокопроизводительные активные фильтры мощности, используемые для обработки магистральных цепей в крупных распределительных центрах заводов или на подстанциях; и распределенные модульные активные фильтры мощности, которые поддерживают гибкую сетевую конфигурацию, облегчая будущее расширение и техническое обслуживание.
Некоторые модели высокого класса также интегрируют функции мониторинга качества электроэнергии, удаленной связи (поддерживая такие протоколы, как Modbus и IEC 61850) и самодиагностики неисправностей для обеспечения интеллектуального управления эксплуатацией и техническим обслуживанием. Разнообразные варианты выбора позволяют пользователям выбрать наиболее подходящее решение на основе фактических характеристик нагрузки, места установки, бюджета и других факторов.
С масштабным подключением возобновляемых источников энергии, таких как фотоэлектрические и ветровые электростанции, нестабильность и нелинейность энергосистемы еще больше усилились, предъявляя более высокие требования к качеству электроэнергии.