如何驗證有源電力濾波器性能？

什么是諧波?

諧波是指在電力系統(tǒng)或其他周期性系統(tǒng)中，頻率與基波頻率成整數(shù)倍關(guān)系的額外電壓或電流成分。在電力系統(tǒng)中，諧波通常是由非線性負(fù)載引起的。非線性負(fù)載包括電子設(shè)備、UPS、開關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。這些設(shè)備會對電力系統(tǒng)中的電壓或電流產(chǎn)生非線性變化，使得波形發(fā)生扭曲，并產(chǎn)生諧波成分。

諧波波形示例

各類諧波產(chǎn)生來源

以建筑中的空調(diào)、電梯、照明系統(tǒng)為例，因為越來越多的考慮到節(jié)能需求，會使用大量的非線性電力電子裝置應(yīng)用其中，如變頻空調(diào)、變頻調(diào)速電梯、節(jié)能燈、UPS等等，將會產(chǎn)生更多諧波，使得供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題愈加嚴(yán)重，主要的問題有：諧波、無功功率、不平衡，其中以諧波問題最為嚴(yán)重。

諧波的主要危害**：**

1）諧波可能導(dǎo)致繼電保護(hù)，安全自動裝置拒動或誤動作；

2）可能引起諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致電容器，互感器等因過電流或過電壓而損壞；

3）增大了電力系統(tǒng)的諧波損耗；

4）降低電力設(shè)備利用率，使電氣設(shè)備(如旋轉(zhuǎn)電機(jī)，電容器，變壓器)及導(dǎo)線(如低壓中性線，電纜，母排等)過載運(yùn)行而產(chǎn)生發(fā)熱，振動，異常聲響等，從而縮短設(shè)備使用壽命。

電力諧波引起的火災(zāi)

諧波所產(chǎn)生的危害如此之嚴(yán)重，世界各國都對諧波問題給予了充分關(guān)注。作為治理諧波最有效的方案――有源電力濾波器(APF)成為了國內(nèi)外研究熱點。

什么是有源電力濾波器？

APF(ActivePowdeRFilter)有源電力濾波器是一種用在動態(tài)性抑止諧波、賠償有功的新式的電力電子設(shè)備，它可以對幅值及頻率都在變化的諧波及有功開展補(bǔ)償。按照接入電網(wǎng)的方式，有源電力濾波器又可以分為并聯(lián)型有源電力濾波器、串聯(lián)型有源電力濾波器和混合型有源電力濾波器。

并聯(lián)型APF主要由電流檢測電路以及電流補(bǔ)償電路兩大部分組成，將電路負(fù)載電流中的諧波分量以及無功電流分量檢測出來是電流檢測電路的任務(wù)，電流補(bǔ)償電路通過對逆變電路 進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生與諧波電流以及無功電流反向的補(bǔ)償電流，從而實現(xiàn)補(bǔ)償電路中由非線性負(fù)載所引起負(fù)載電流中的諧波分量和無功電流分量的目的。

串聯(lián)型APF用于補(bǔ)償電壓諧波。串聯(lián)型 APF 以串入電網(wǎng)的方式向電網(wǎng)中注入諧 波電壓信號，實現(xiàn)將電網(wǎng)電壓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)正弦波。

ITECH的應(yīng)用優(yōu)勢

1)某高校用戶購買IT7915-350-90進(jìn)行串聯(lián)型APF的測試，通過IT7900給出不同的電壓諧波分量，驗證APF的諧波消除能力。

串聯(lián)型有源電力濾波器測試接線圖

2)IT7900P/7900電網(wǎng)模擬器也可以進(jìn)行并聯(lián)型有源電力濾波器的測試，這主要得益于其電流源的工作模式。在恒流交流源狀態(tài)下，用戶可以輸出恒定的電流，這是一項非常具有實用價值，但很難實現(xiàn)的功能。IT7900P家族就是市面上少見的具有恒流源功能的全交流源及電網(wǎng)模擬器，強(qiáng)大的諧波電流模擬功能能更真實的仿真電網(wǎng)的復(fù)雜輸出狀態(tài)。

IT7900P/IT7900恒流源菜單界面

自定義諧波電流界面

IT7900P/IT7900系列電網(wǎng)模擬器能夠模擬harmonic、inter-harmonic以及諧波合成。通過設(shè)定振幅和相位可模擬高達(dá)50次諧波(基頻為50Hz或60Hz)，形成周期性的失真波形。同時內(nèi)建30條諧波失真波形，供用戶快速調(diào)用。可實現(xiàn)單相諧波、三相諧波及三相諧波不平衡輸出。



審核編輯：劉清