Kan de 2-50e harmonische worden beheerd met behulp van een APF (Active Power Filter)?

In het licht van de complexe brede harmonische vervuiling in moderne energiesystemen, zijn de filtermogelijkheden van APF (Active Power Filter) de focus van de aandacht in de industrie geworden. In het volgende zullen we systematisch het filtereffect en het optimalisatieschema van APF op harmonischen analyseren, variërend van 2 tot 50 cycli vanuit het perspectief van technische principes tot praktische toepassingen.

I. Analyse van fundamentele governance -mogelijkheden

De standaard APF kan effectief 2 tot 25 harmonische frequenties beheren, waarbij de compensatiesnelheid in het algemeen meer dan 90%bereikt. Voor hoogfrequente harmonischen boven de 25 cycli, zal het managementeffect van de conventionele APF geleidelijk afnemen vanwege de beperking van de schakelfrequentie. De APF met SIC -apparaten kan het effectieve beheersfrequentiebereik uitbreiden tot 50 cycli, waardoor het schakelverlies met meer dan 40%wordt verminderd.

II. Hoogfrequente harmonische controletechnologie

Om de 50e harmonische frequentie (2500Hz) te beheren, is een minimale schakelfrequentie van 12 kHz vereist. Het wordt aanbevolen om een ​​topologiestructuur op drie niveaus te gebruiken. Door gebruik te maken van parallelle resonerende onderdrukkingstechnologie, kan de hoogfrequente harmonischen worden verhinderd tijdens het behandelingsproces te worden versterkt. Het ontwerp van het digitale filter moet de groepsvertragingskenmerken optimaliseren om fasevervorming in het hoogfrequente bereik te voorkomen. In de praktijktechnologie blijft de efficiëntie van de 50e harmonische behandeling meestal binnen het bereik van 75% tot 85%.

Iii. Hybride filterschema

Het hybride systeem "APF + Passive Filter" is een economische en efficiënte oplossing. Het passieve filter behandelt de 5/7/11 en andere karakteristieke subharmonica, terwijl de APF zich richt op het beheren van hoogfrequente en interharmonica. Deze oplossing kan de totale THDV van het systeem binnen 3% houden en de beleggingskosten zijn 30% lager dan die van een pure actieve oplossing. De sleutel is het optimaliseren van de impedantie -matching en voorkomen dat het parallelle resonantiepunt verschuift.

IV. Optimalisatie van besturingsalgoritmen

Het verbeterde harmonische detectie -algoritme zou de volgende functies moeten hebben: snelle FFT -bewerking (<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. Typische toepassingsscenario's

Wanneer de vermogensharmonischen van de datacenter-governance-server plaatsvinden, is de compensatiesnelheid voor de 23/25 hoogfrequente componenten groter dan 80%. Voor fotovoltaïsche elektriciteitscentrales die te maken hebben met omschakelingsharmonischen (~ 35 keer), moeten speciale uitvoerfilters worden geconfigureerd. Medische beeldvormingsapparatuur vereist de onderdrukking van ultrahoge frequentie-interferentie boven 45 keer, en speciale APF's met een schakelfrequentie van groter dan of gelijk aan 20 kHz moet worden geselecteerd.

Vi. Suggesties van apparatuur selectie

Voor het beheer van breedbandharmonischen moet aan de volgende criteria worden voldaan: de schakelfrequentie moet groter zijn dan of gelijk zijn aan 16 KHz, de junctietemperatuurmarge van de IGBT -module moet> 30%zijn en de afsnijdfrequentie van het uitgangsfilter moet groter zijn dan of gelijk aan 5kHz. Besteed aandacht aan de indicatoren in het hoogfrequente bereik, zoals het verzwakkingspercentage van 40-50e harmonischen moet> 15dB zijn. Het systeem moet een spectrumanalysefunctie hebben en de voordelige harmonische frequentiebanden automatisch kunnen identificeren.

De behandeling van de APF van harmonischen variërend van 2 tot 50 vertoont de kenmerken van "laagfrequente efficiëntie en geleidelijke verbetering bij hoge frequenties". Voor precieze toepassingen met een THD-eis van minder dan 5%wordt een filteroplossing met meerdere fasen aanbevolen. Tijdens de werking moeten de huidige sensoren regelmatig worden gekalibreerd. Als de afwijking van de hoogfrequente behandeling groter is dan 10%, is de parameteraanpassing nodig.