Можно ли управлять 2-50-й гармоникой с помощью APF (Active Power Filter)?

Перед лицом сложного широкополосного гармонического загрязнения в современных энергетических системах возможности фильтрации APF (Active Power Filter) стали центром внимания в отрасли. Далее мы систематически проанализируем схему фильтрации и оптимизацию APF на гармониках в диапазоне от 2 до 50 циклов с точки зрения технических принципов до практических применений.

I. Анализ базовых возможностей управления

Стандартный APF может эффективно управлять от 2 до 25 гармонических частот, при этом коэффициент компенсации обычно достигает более 90%. Для высокочастотных гармоник выше 25 циклов из-за ограничения частоты переключения, обычный эффект управления APF будет постепенно снижаться. APF с использованием устройств SIC может расширить эффективный диапазон частот управления до 50 циклов, уменьшая потери переключения более чем на 40%.

II Высокочастотная технология управления гармоникой

Для управления 50 -й гармонической частотой (2500 Гц) требуется минимальная частота переключения 12 кГц. Рекомендуется использовать трехуровневую структуру топологии. Используя параллельную резонансную технологию подавления, высокочастотные гармоники могут быть предотвращены усиленными во время процесса лечения. Конструкция цифрового фильтра должна оптимизировать характеристики задержки группы, чтобы избежать фазовых искажений в высокочастотном диапазоне. В практической инженерии эффективность 50 -го гармонического лечения обычно остается в пределах от 75% до 85%.

Iii. Схема гибридной фильтрации

Гибридная система «APF + пассивный фильтр» является экономичным и эффективным решением. Пассивный фильтр обрабатывает 5/7/11 и другую характерную субраммонику, в то время как APF фокусируется на управлении высокочастотной и межсармоникой. Это решение может сохранить общий THDV системы в пределах 3%, а инвестиционная стоимость на 30% ниже, чем у чисто активного решения. Ключ состоит в том, чтобы оптимизировать сопоставление импеданса и предотвращение смещения параллельной резонансной точки.

IV Оптимизация алгоритмов управления

Улучшенный алгоритм обнаружения гармоники должен иметь следующие функции: быстрая операция БПК (<1ms), adaptive filtering function, and weighted processing of high-frequency components. It is recommended to adopt the sliding window DFT algorithm, with a frequency resolution of up to 1Hz. For rapidly changing harmonics, the predictive control mode can be enabled to compensate for the delay effect. Special attention should be paid to the sampling accuracy in the high-frequency band; it is recommended to use ADC chips with 16 bits or higher.

V. Типичные сценарии применения

Когда появляются гармоники мощности сервера управления центрами обработки данных, уровень компенсации для высокочастотных компонентов 23/25 превышает 80%. Для фотоэлектрических электростанций, посвященных гармоникам переключения инвертора (~ 35 раз), необходимо настроить специальные выходные фильтры. Медицинское оборудование для визуализации требует подавления сверхвысокого частотного помех, более 45 раз, и необходимо выбрать выделенные APF с частотой переключения, превышающей или равен 20 кГц.

VI Предложения по выбору оборудования

Для управления широкополосными гармониками следует соответствовать следующим критериям: частота переключения должна быть больше или равна 16 кГц, температура перехода модуля IGBT должна составлять> 30%, а частота отсечения выходного фильтра должна быть больше или равна 5 кГц. Обратите внимание на индикаторы в высокочастотном диапазоне, такие как уровень затухания 40-50-го гармоники, должен быть> 15 дБ. Система должна иметь функцию анализа спектра и иметь возможность автоматически идентифицировать выгодные полосы частот гармоники.

Обработка APF гармоник в диапазоне от 2 до 50 демонстрирует характеристики «низкочастотной эффективности и постепенного улучшения на высоких частотах». Для точных применений с требованием THD менее 5%рекомендуется многоэтапное решение фильтрации. Во время работы датчики тока должны регулярно калибровать. Если отклонение в высокочастотной обработке превышает 10%, необходима корректировка параметров.