Klassifisering og prinsipper for APF (Active Power Filter) enheter

Innen kraftkvalitetsstyring er APF (aktivt kraftfilter) kjerneutstyret for å håndtere harmonisk forurensning. Noen brukere har imidlertid nettopp begynt å bruke dette utstyret og er ikke kjent med dets arbeid. Derfor er APF -filterprodusentene i dag her for å forklare klassifiseringen og prinsippene for APF -filtre for alle.

I. Klassifiseringssystem for topologiske strukturer

1. APF er klassifisert av topologi som parallell type, serietype og hybridtype. Den parallelle typen kan direkte kompensere for den harmoniske strømmen til belastningen, og den utgjør over 75% i harmonisk avbøtning av gjeldende kilder.

2. Seriestype eliminerer spenningsharmonikker ved å injisere kompensasjonsspenning, og er egnet for spenningsfølsomme applikasjoner.

3. Hybridtypen kombinerer fordelene ved begge, i stand til samtidig å adressere spennings- og strømkvalitetsproblemer. Den avanserte versjonen, Unified Power Quality Controller (UPQC), har en høy grad av integrasjon, men kostnadene øker med 30 - 40%.

Ii. Analyse av kretsarkitekturtyper

Fra perspektivet til kretsarkitektur kan APF-er hovedsakelig klassifiseres i to-nivåer og flernivå-typer.

Den to-nivå APF har en enkel struktur og lave kostnader, men den har høye bytte tap og en effektivitet på 92 - 95%.

2. Multi-nivå strukturer (med tre nivåer eller høyere) har en kostnadsøkning på omtrent 25%, men de har fordelene med lavt harmonisk innhold (THD <3%) og lavt byttingstap (effektivitet større enn eller lik 97%). Modulær APF (MMC - APF) på flere nivåer er egnet for middels og høyspenningsscenarier. Hver strømmodul har en spenning på 1 - 2 kV og kan kaskaderes for høyere spenninger.

Iii. Kjernearbeidsprinsippanalyse

APF opererer basert på den øyeblikkelige reaktive maktteorien. Den bruker en høyhastighets DSP for å oppdage de harmoniske komponentene i belastningsstrømmen (samplingshastighet større enn eller lik 128 poeng per syklus), og kontrollerer IGBT-omformeren for å generere kompenserende strømmer med like amplituder og motsatte faser. De viktigste teknologiene inkluderer harmoniske deteksjonsalgoritmer (for eksempel IP-IQ, DQ-transformasjon), gjeldende sporingskontroll (prediktiv strøm- eller hysteresekontroll) og PWM-modulasjonsstrategier. Den høye ytelsen APF har en responstid på mindre enn eller lik 5ms, og den harmoniske filtreringshastigheten er 95 - 98%.