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產品概述 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。通過實時檢測電網中諧波電流,利用IGBT逆變器輸出反相補償電流,實時自動跟蹤并濾除電網諧波電流。APF還可以向電網提供感性或容性無功電流,將功率因數調節在0.95~0.99范圍內。 APF克服了傳統無源濾波器的濾波效果差、容易發生諧振、只能濾除固定次諧波等缺點,對各種快速瞬變的沖擊性負荷均能起到良好的濾波和補償效果。 本公司自主研發生產的RZ200系列有源電力濾波器產品采用軍工級CP∪,具有很強的計算能力及抗干擾性。采用自適應電流平均值控制算法并結合LCL拓撲結構,補償速度快,諧波濾除效果好。 該產品已廣泛應用于電力、電氣化鐵路、風力與太陽能發電、煤礦、冶金等領域,適合配網中低壓系統的應用。 優勢特點 1、濾波效果好:諧波濾除率大于97%,對特征次諧波濾除率達99%; 2、濾波范圍競:達2~50次(全補償或特定次數補償),不會發生諧振; 3、響應時間快:瞬時響應時間<0.1ms,全響應時間<10ms; 4、安裝維護簡單方便:采用積木式模塊結枃,模塊可真正實現熱拔插。 性能指標
工作原理 Rz200有源電力濾波器以并聯的方式接入電網,在濾除諧波的同時可進行無功補償。 Rz200型APF通過外部系統CT實時采集電流信號,采集的電流信號通過信號調理電路送至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已發岀的補償電流比較,得到的差值作為實時補償信號輸岀到驅動電路,觸發IGBT變換器將補償諧波電流注入到電網中,實現濾除諧波的功能。 實時檢測系統的無功功率,通過IGBT功率變換器產生容性或感性的基波電流,實現動態連續無功補償,無功補償的目標功率因數可以通過操作面板設定。 主電路采用3H全橋拓撲三電平結構,輸出電流波形更平滑,同時使直流母線電壓和開關器件的開關頻率僅有傳統兩電平有源電力濾波器的1/2,大大降低了開關器件的損耗。
裝置結構 RZ200型APF采用積木式模塊安裝結構。 RZ200主要可以分成兩個部分:控制部分和功率單元部分。
積木式模塊結構設備擴容、維護都比較方便 當設備中某個模塊岀現故障時,系統自動檢測故障,并將故障模塊自動切除,而不影響設備的正常工作。 模塊更換時,操作簡單,只需將故障或損壞模塊抽岀,插λ新的模塊即可。 Rz200型AP可以實現12臺裝置并聯且只使用一個FPGA集中控制,每臺功率模塊的額定輸出為50A,總額定輸出為600A。 每個功率模塊均流輸岀,模塊之間無環流,提高了裝置的可靠性。 ■控制部分 Rz200控制器根據檢測的電流數據決定注入電網的諧波電流量。
Rz200控制器內置FPGA控制板,可實現12臺功率單元模塊并機運行,控制器與功率單元模塊之間采用光纖通訊,抗干擾能力強 控制系統采用美國Xiinⅸx公司的軍工級FPGA進行集中控制。時鐘頻率最高可到200MHz,內部有84個硬件DSP單元,DSP并行運算,速率遠髙于傳統的單個DSP控制方式,通信延遲小,響應速度更快。且FPGA燒錄程序后,相當于—個硬件電路,不需要調用程序,不會岀現程序跑飛故障,運行可靠性極高。 ■功率單元部分 Rz200功率單元是無功和諧波電流發生器,Rz200玏率單元根據控制器指令發岀補償電流。 Rz200功率單元模塊并聯接入電網,輸出補償電流。實現濾除諧波、補償無功的目的。
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