有源电力滤波器的应用领域

随着国内外电力电子技术的发展,大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等,故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出,全美因谐波等电能质量损失达几百亿美元。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热,使电力电容器组工作不正常,甚至造成热击穿损坏;

有源电力滤波器应用 随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等，故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出，全美因谐波等电能质量损失达几百亿美元。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热，使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏；对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害，严重时会引发设备误动作，造成重大事故；谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备也有严重的干扰。因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。

在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出，严重影响到各种类大型厂矿的正常生产，如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业，以及IT和大规模微电子集成电路企业，造成产品报废，生产线停产，生产设备的寿命骤减甚至损坏。

谐波使电网中串、并联设备产生谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波电流流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。谐波对计算机和数控设备具有很大危害，可以影响程序运行，破坏数据，使信息丢失，导致控制系统误动作。谐波能够影响各种电气设备的正常运行，对电机、变压器、电容器、电缆等设备造成振动、过热、绝缘老化，严重影响设备的使用寿命甚至直接造成设备损坏。

例如大众汽车在生产中所产生的谐波直接影响上海安亭电网，且谐波的干扰使得大众的DeviceNet现场总线自动化生产系统无法正常工作。这些谐波污染问题带来的严重经济损失以及随着电力市场的发展趋势，政府、企业和个人用户对电能质量越来越重视，产生谐波污染的用户需要相应的设备减轻或消除其对周边电力系统的影响，电力运行管理部门也会加强对相关企业的监督管理。显然上述配电网用户都是本产品的目标市场。

目前用户通常采用并联型无源滤波器来抑制谐波，但存在不少缺陷。现在的趋势是采用电力电子装置进行谐波补偿，即电力有源滤波器(APF)。与前者相比，有源滤波器能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿，而且补偿特性不受电网阻抗的影响。

有源滤波器的应用范围很广，从最常用的钢铁企业及其他有色金属冶炼加工企业，到煤矿，造纸，化工，玻璃，纺织以及电子和大规模集成电路芯片制造企业，以及IT业所需的大量计算机服务器等，都需要有源滤波器保证其生产线的可靠稳定运行。有源滤波器的设计制造在国内外均处于一个较初步阶段。国内外生产和研发该产品的公司很少。目前在国内提供有源滤波器销售服务的只有外资企业，即ABB中国投资有限公司（上海）的低压产品部，芬兰NOKIANCAPACITOR公司，以及法国梅兰日兰电气有限公司在中国所设机构。这几家公司只提供产品的售前咨询、销售安装和售后技术服务，而其技术核心的研发，以及设备元件的生产、装配和测试均在国外完成。并且设备的价位很高，给各用户安全高效的生产运行，以及技术革新，新生产线的引进等设置了较大的资金障碍。

目前国内依然停留在理论仿真、样机试验的阶段，还没有可生产工业用有源滤波器的企业，离工业化、产品化还有较大距离。这样就造成了少数的外资公司在有源滤波器系列上处于价格和技术的垄断地位。并且由于国内外电网的不同（结构、电压等级、谐波源、谐波次数等），国外的产品并不能完全适合我国电网的应用实际。