產(chǎn)品概述
有源電力濾波器(APF)是基于電壓源逆變器的新型電力電子諧波濾除裝置。通過實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)中諧波電流,利用IGBT逆變器輸出反相補(bǔ)償電流,實(shí)時(shí)自動(dòng)跟蹤并濾除電網(wǎng)諧波電流。APF還可以向電網(wǎng)提供感性或容性無功電流,將功率因數(shù)調(diào)節(jié)在0.95~0.99范圍內(nèi)。
APF克服了傳統(tǒng)無源濾波器的濾波效果差、容易發(fā)生諧振、只能濾除固定次諧波等缺點(diǎn),對(duì)各種快速瞬變的沖擊性負(fù)荷均能起到良好的濾波和補(bǔ)償效果。
本公司自主研發(fā)生產(chǎn)的RZ200系列有源電力濾波器產(chǎn)品采用軍工級(jí)CP∪,具有很強(qiáng)的計(jì)算能力及抗干擾性。采用自適應(yīng)電流平均值控制算法并結(jié)合LCL拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),補(bǔ)償速度快,諧波濾除效果好。
該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、電氣化鐵路、風(fēng)力與太陽能發(fā)電、煤礦、冶金等領(lǐng)域,適合配網(wǎng)中低壓系統(tǒng)的應(yīng)用。
優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1、濾波效果好:諧波濾除率大于97%,對(duì)特征次諧波濾除率達(dá)99%;
2、濾波范圍競(jìng):達(dá)2~50次(全補(bǔ)償或特定次數(shù)補(bǔ)償),不會(huì)發(fā)生諧振;
3、響應(yīng)時(shí)間快:瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間<0.1ms,全響應(yīng)時(shí)間<10ms;
4、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便:采用積木式模塊結(jié)枃,模塊可真正實(shí)現(xiàn)熱拔插。
性能指標(biāo)
工作原理
Rz200有源電力濾波器以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng),在濾除諧波的同時(shí)可進(jìn)行無功補(bǔ)償。
Rz200型APF通過外部系統(tǒng)CT實(shí)時(shí)采集電流信號(hào),采集的電流信號(hào)通過信號(hào)調(diào)理電路送至FPGA控制器。
控制器將基波成分分離,提取岀所有的諧波,將采集的諧波電流和RZ200已發(fā)岀的補(bǔ)償電流比較,得到的差值作為實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號(hào)輸岀到驅(qū)動(dòng)電路,觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償諧波電流注入到電網(wǎng)中,實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能。
實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的無功功率,通過IGBT功率變換器產(chǎn)生容性或感性的基波電流,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)無功補(bǔ)償,無功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)功率因數(shù)可以通過操作面板設(shè)定。
主電路采用3H全橋拓?fù)淙娖浇Y(jié)構(gòu),輸出電流波形更平滑,同時(shí)使直流母線電壓和開關(guān)器件的開關(guān)頻率僅有傳統(tǒng)兩電平有源電力濾波器的1/2,大大降低了開關(guān)器件的損耗。
裝置結(jié)構(gòu)
RZ200型APF采用積木式模塊安裝結(jié)構(gòu)。
RZ200主要可以分成兩個(gè)部分:控制部分和功率單元部分。
積木式模塊結(jié)構(gòu)設(shè)備擴(kuò)容、維護(hù)都比較方便
當(dāng)設(shè)備中某個(gè)模塊岀現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)故障,并將故障模塊自動(dòng)切除,而不影響設(shè)備的正常工作。
模塊更換時(shí),操作簡(jiǎn)單,只需將故障或損壞模塊抽岀,插λ新的模塊即可。
Rz200型AP可以實(shí)現(xiàn)12臺(tái)裝置并聯(lián)且只使用一個(gè)FPGA集中控制,每臺(tái)功率模塊的額定輸出為50A,總額定輸出為600A。
每個(gè)功率模塊均流輸岀,模塊之間無環(huán)流,提高了裝置的可靠性。
■控制部分
Rz200控制器根據(jù)檢測(cè)的電流數(shù)據(jù)決定注入電網(wǎng)的諧波電流量。
Rz200控制器內(nèi)置FPGA控制板,可實(shí)現(xiàn)12臺(tái)功率單元模塊并機(jī)運(yùn)行,控制器與功率單元模塊之間采用光纖通訊,抗干擾能力強(qiáng)
控制系統(tǒng)采用美國(guó)Xiinⅸx公司的軍工級(jí)FPGA進(jìn)行集中控制。時(shí)鐘頻率最高可到200MHz,內(nèi)部有84個(gè)硬件DSP單元,DSP并行運(yùn)算,速率遠(yuǎn)髙于傳統(tǒng)的單個(gè)DSP控制方式,通信延遲小,響應(yīng)速度更快。且FPGA燒錄程序后,相當(dāng)于—個(gè)硬件電路,不需要調(diào)用程序,不會(huì)岀現(xiàn)程序跑飛故障,運(yùn)行可靠性極高。
■功率單元部分
Rz200功率單元是無功和諧波電流發(fā)生器,Rz200玏率單元根據(jù)控制器指令發(fā)岀補(bǔ)償電流。
Rz200功率單元模塊并聯(lián)接入電網(wǎng),輸出補(bǔ)償電流。實(shí)現(xiàn)濾除諧波、補(bǔ)償無功的目的。
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