无功谐波混合补偿装置及有源滤波的选型与应用介绍
无功补偿和混合滤波综合补偿系统及其应用
无功补偿和混合滤波综合补偿系统及其应用摘要：在本文中，将就无功补偿和混合滤波综合补偿系统及其应用进行一定的研究，对稳态补偿性能进行一定的分析，并在系统中对谐振注入式有源滤波拓扑进行了应用。
关键词：无功补偿；混合滤波；综合补偿系统；1 引言在无功补偿装置中，并联电容器根据其所具有的低成本以及较为简单的结构在现今工业系统以及电网中得到了较为广泛应用。
随着近年来自动控制技术、计算机技术以及电力电子技术的发展，部分更为先进的无功补偿装置也得到了开发。
在该种情况下，并联电容器依然是现今无功补偿中非常主流的装置类型。
在该类性补偿装置实际应用中，电容器在特定频率信号下会同电网等效电感产生串联或者并联谐振现象，即我们经常说的谐波谐振。
为了对该种谐振情况进行抑制，一般会通过将电抗器在补偿支路中串接的方式进行应对，该种方式在电抗器电抗率对特定条件进行满足的情况下，能够对一定次数的谐振进行抑制。
而对于该种方式来说，其在对补偿无功需求进行满足的情况下，电感量取值不宜过大，就因此很难对谐振要求的电抗率进行满足。
同时，由于电网等效电感参数运行中会产生一定的波动情况，对此已串联电抗器抑制的性能也将产生一定的下降，甚至部分会因此失去抑制功能。
为了对该种问题进行解决，很多研究都通过有源装置的设置对无源滤波器以及谐波谐振的滤波性能进行抑制，即在整个系统参数发生变化时，保证补偿装置也能够具有较好的补偿性能。
在本研究中，根据某企业13/11次谐波含量偏高的情况为基础，对能对谐波电流产生抑制、且能够满足无功补偿要求的装置进行设计与研究。
2 无功补偿混合滤波综合补偿系统结构图1 结构原理图在该系统中，其有源部分为电压型逆变器，而无源部分则为以多组单调谐滤波器。
由于谐波源为12脉波整流装置，其特征谐波分别为13次以及11次，对此，系统所具有的两条无源支路则分别对这两条谐波电流产生抑制作用。
而其中有源的部分，则通过基波串联谐振电路以及耦合变压器以并联的方式对串联谐振有源滤波器进行了构成，且整个装置同电网实现并联。
有源滤波器与无功补偿组合式滤波补偿的应用分析
ｆｕ ．Ｂ ｓｄｏ ｅａ ａ ｓ ｆ ｅｕ ｅ ｏ ｐ ｎ ａ ｏ ａａ ｅ ｒ ， ｈ ｏ ｂｎ ｔ ｎ ｓｌｔ ｎ ｏ Ｐ Ｆ ａｔ ｅｆｔ ｎ ａ ｌ ａｅ ｎ ｔ ｎ ｌ ｉ ｏ ｄ ｔｎ ｄ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔ ｎ ｐ ｒｍ ｔ ｓ ｔｅｃｍ ｉａ ｏ ｏ ｉ ｆ Ｑ ｃ ｖ ｌ ｒ ｄ ｔ ｈ ｙｓ ｉ ｅ ｉ ｕｏ ｉ ｉ ｅａ
节能技术 。
同时也带来了谐波污染问题。谐 波污染不 仅对其他设备 的稳定运行 和电网的安全性造 成 了威胁 ， 而且干扰 了用于无功补偿的并联 电力 电容 ， 使其寿命 降低 、 投切失灵 。在分
析去谐补偿参数 的基础上 ， 提出 了采用有 源滤波器和无 功补偿单元 作为解决 该类 电能
质量 问题 的整体技术方案 。 关键词 ：谐波 ；无功补偿 ；电抗器 ； 有源滤波器 ； 应用分析
低压 电器 （０ １ ｏ ５ ２１Ｎ ． ）
・ 电能质量 ・
有 源 滤 波 器 与 无功 补 偿 组 合 式滤 波 补 偿 的 应 用 分 析
张 琼 芳
（ 海现 代建 筑设 计集 团都 市建筑设 计 院 ， 海 上 上
摘
２００ ） ０ ０ ３
要： 大量 的电力 电子设备应用 于各个领 域 ， 带来 了节 能 、 于控制 等好处 ， 便 但 张 琼 芳 （ ９ １ ） １７ 一 ， 女， 高级 工程师 ， 研 究方 向为建筑 电气
浅谈无功补偿SVG装置及谐波治理设备的实际应用
浅谈无功补偿 SVG装置及谐波治理设备的实际应用特变电工新疆新能源股份有限公司新疆乌鲁木齐830011摘要：在现代工业工程中，变频调速、电焊设备、数控机床、电子控制设备、直流传动设备以及电泳设备等各种非线性负载自动化设备均已得到广泛的使用。
本文对SVG技术的理论进行详细说明，阐述了SVG技术在电力系统中的应用，并对系统的谐波处理方法进行讨论，评估SVG装置及其谐波治理设备的运行状况和经济效益。
关键词：无功补偿;谐波治理;SVG装置引言当前，我国电网效率较低；电力系统的平稳运转，是我国国民经济和社会发展的重要保证。
整流器、数控机床、直流传动以及电泳仪等多款不同的自动化设备，在电力行业均得到推广使用。
这些设备不仅为制造提供了便利，而且对电能的品质也造成了越来越多的影响，其中的原因有：电力因数降低，无形中浪费较多的电能，谐波污染，使电压大幅度波动，电路不稳，造成设备损坏和事故，从而对工厂的正常运转造成不利的后果。
1 SVG的工作原理1.1工作原理在进行电力系统的调峰时，采用了无功补偿技术对电网的谐波进行了有效的控制，SVG是一种静态的无功发电机，在电力系统的无功功率控制和谐波控制方面具有重要的地位，SVG是一种新型的谐波补偿技术，它是根据一代（机械静态补偿装置）和二代（电抗器）的谐波处理技术发展而来，它的主要部件是三相电压倒相器，利用三相电压逆变器来实现对输出的电压进行控制，调整幅度以保证输出的功率品质，并根据幅度的变化来进行感应或输出。
在电网中采用并联桥型换相，利用电抗器可以调整交流输出的电压幅度和相位，从而有效地消除无功电流，从而对电网进行无功补偿。
SVG技术在电网中的运用分为三大类型：空载运行模式、容性运行模式、感性运行模式，其中 SVG既不会吸收也不会释放无功。
电容工作方式中有一次提前电流I1，它是用持续的方式来调整SVG的无功的；感应操作方式中有一个延迟电流I2，SVG所吸收的无功可以被持续地进行控制。
电力系统无功补偿及谐波滤波技术研究
电力系统无功补偿及谐波滤波技术研究摘要：电力系统中的无功补偿和谐波滤波技术是重要的电能质量控制手段。
本文将就电力系统中无功补偿技术和谐波滤波技术进行研究，分析其原理、应用和最新发展。
引言：随着电力系统的不断发展和供电质量要求的提高，无功补偿和谐波滤波技术在电力系统中扮演着重要的角色。
如何有效地进行无功补偿和谐波滤波，已成为电力系统领域内的热点问题。
本文对无功补偿和谐波滤波技术进行研究和分析，旨在为电力系统设计和运维提供参考。
一、无功补偿技术研究1. 无功补偿技术的原理和分类无功补偿技术是通过改变电力系统中负载的无功功率来实现无功功率的平衡。
主要包括静态无功补偿设备（如电容器、电感器、静态无功发生器等）和动态无功补偿设备（如STATCOM、SVC等）。
通过对各种无功补偿设备的工作原理、特点和适用范围进行研究，可以为电力系统的无功补偿提供技术支持。
2. 无功补偿技术在电力系统中的应用无功补偿技术广泛应用于电力系统中，其主要目的是提高电力系统的功率因数、降低输电损耗、改善电压质量等。
在不同的电力系统中，根据系统的需求和运行特点，选择合适的无功补偿技术能够提高系统的稳定性和可靠性。
3. 无功补偿技术的最新发展随着电力系统的智能化发展，无功补偿技术也不断升级和更新。
目前，一些新型的无功补偿设备如电力电子补偿器（DSTATCOM）、多功能无功补偿器（MVAR）等，已经成为电力系统无功补偿的新方向。
此外，通过与电力系统的自动化和通信技术相结合，实现对无功补偿设备的智能化控制和管理，既提高了无功补偿的精度，又降低了维护成本。
二、谐波滤波技术研究1. 谐波滤波技术的原理和分类谐波滤波技术是通过对电力系统中的谐波进行滤除，使谐波电压和电流的失真程度降低。
常见的谐波滤波器包括被动滤波器、主动滤波器和混合滤波器。
通过对各种谐波滤波器的特点和适用范围进行研究，可以为电力系统的谐波控制提供技术支持。
2. 谐波滤波技术在电力系统中的应用谐波滤波技术广泛应用于电力系统中，其主要目的是降低谐波对电力系统的影响，提高电能质量。
无功功率补偿、谐波治理等技术的应用
无功功率补偿、谐波治理等技术的应用众所周知, 利用无功功率补偿技术来挖掘现有电力资源的潜力, 是一种能够迅速见效的、切实可行的措施之一, 同时也能够节约大量的电力能源。
1.无功功率补偿技术应用方案的确定1.1无功功率补偿的概念1.1.1无功功率和有功功率一样是输配电网中不可缺少的组成部分, 无功功率对供电系统负载系统的正常运行是十分重要的、也是必需的。
1.1.2由于电网中存在大量的感性负载, 所以就需要供电部门提供足够的无功功率。
如果这些无功功率都有发电机(厂)发出并通过长距离的输电线路传送到所需的地方, 这显然是不合理、不经济的, 实际上也是不可能的。
而合理的也是最有效的方法就是在需要无功功率的地方或附近产生(发出)无功功率, 即无功功率补偿。
1.2无功功率补偿的作用1.2.1由于无功功率的存在, 对电网也会带来不利的影响, 主要表现在以下方面:(1) 无功功率的增加, 导致电流的增大和视在功率的增加, 从而使发电机、变压器、起动及控制设备和导线等电气设备容量的增加。
(2) 供电设备及线路损耗增加。
(3) 变压器及线路的电压降增大, 使供电网电压产生波动。
在电网中, 有功功率的波动一般对电网电压的影响较小, 电网电压的波动主要是无功功率的波动引起的。
如果是冲击性无功功率负载, 还会使电网产生剧烈的波动, 甚至发生事故。
1.2.2无功功率补偿的作用就是要尽量减少无功功率对电网的影响。
其作用主要有:(1) 提高供电系统及负载的功率因数, 降低输电线路及用电设备的容量和负荷, 减少功率消耗。
(2) 稳定用电端及电网的电压, 提高供电质量, 增加输电系统的稳定性, 提高输电能力。
(3) 平衡三相负荷, 减少无功功率对电网的冲击。
1.3无功功率补偿的方法随着电力电子控制技术和计算机应用技术的逐步成熟, 用于无功功率补偿的方法日益增多, 且补偿效果也越来越明显, 其带来的经济效益和社会效益也是巨大的。
1.3.1同步调相机同步调相机是早期的无功功率补偿方法, 已实际应用数十年, 在电压和无功功率控制中发挥了非常重要的作用, 同步调相机不仅能补偿固定的无功功率, 对变化的无功功率也能进行动态的连续的补偿, 而且对于容性、感性无功功率均能起到补偿的作用。
电力有源滤波器谐波提取技术的设计与应用
电力有源滤波器谐波提取技术的设计与应用电力有源滤波器是现代电力电子技术中常用的一种电路。
在电力系统中，谐波是不可避免的，但它们会影响电力系统的稳定性和运行效率。
因此，采用电力有源滤波器去除谐波已成为电力系统中重要的技术手段之一。
电力有源滤波器能够通过控制逆变器的输出电压和电流相位，实现对电网电流中的谐波进行抑制。
这种电路通过制定合适的控制策略，能够在一定程度上去除谐波，达到滤波效果，同时只消耗被补偿谐波的电流，不影响基波电流的传输。
相比于传统的无源滤波技术，电力有源滤波器的滤波效果更好，运行更稳定。
电力有源滤波器谐波提取技术的设计与应用主要包括以下步骤：第一步，确定滤波器的调制框架和控制策略。
有源滤波器的控制策略有许多种，一般有单独控制、同步控制和分布式控制等方法。
在选择控制策略时，需要考虑电力系统的实际情况，比如电网的电压、负载电流等因素。
第二步，选取合适的滤波器拓扑结构。
电力有源滤波器有多种拓扑结构可供选择，如LC 滤波器、LCL 滤波器、双穿越桥等。
不同的拓扑结构在滤波效果、控制复杂度和成本等方面存在差异，要根据实际情况进行选择。
第三步，设计电路参数和控制算法。
这一步需要根据滤波器的拓扑结构和控制策略，综合考虑电路参数的选择和控制算法的设计。
电路参数包括电容器的容值、电感的感值等，而控制算法则包括相位锁定环路、电流控制环路等等。
第四步，进行算法仿真和实验验证。
在设计完成后，需要进行电路仿真和实验验证，以验证设计效果的正确性和可行性。
对于仿真，可以利用专业软件进行模拟计算，而在实验验证时，需要搭建相应的实验平台，进行控制算法的实现和滤波效果的测试。
在电力系统中，通过采用电力有源滤波器这种滤波技术，能够有效降低谐波对电网和电气设备的危害，提高电力系统的能源利用效率和稳定性。
随着电力电子技术的不断发展和完善，电力有源滤波器在电力系统中的应用前景也将越来越广阔。
无功补偿谐波治理方案及元器件的选取
无功补偿谐波治理方案及元器件的选取无功补偿和谐波治理是电力系统中重要的技术手段，可以提高系统的稳定性和质量。
在设计无功补偿和谐波治理方案时，合理选择元器件也是非常重要的。
本文将从无功补偿和谐波治理的概念和原理、方案设计方法以及元器件选取等方面进行详细介绍。
一、无功补偿和谐波治理的概念和原理无功补偿是指通过对系统的无功功率进行调整，使系统的功率因数达到设定值或最优化，以提高电网供电质量。
无功补偿可以通过并联电容等被动补偿器件或静态无功发生器等主动补偿器件来实现。
谐波治理是指通过对系统中谐波电流进行限制和补偿，使系统中的谐波电流得到有效控制，在规定范围内满足电网质量指标。
谐波治理可以通过电容滤波器、谐波阻抗器、有源滤波器等措施来实现。
二、无功补偿和谐波治理方案的设计方法1.首先，需要进行系统的无功功率和谐波现象的测量和分析，明确系统的无功补偿和谐波治理的需求。
2.根据系统的需求，选择合适的无功补偿和谐波治理方案。
对于无功补偿，可以选择并联电容或静态无功发生器；对于谐波治理，可以选择电容滤波器、谐波阻抗器或有源滤波器等。
3.进行方案的设计和优化。
根据系统的电气参数和负荷特性，计算出无功补偿和谐波治理所需的容量和参数。
4.进行方案的实施和调试。
按照设计方案选择合适的元器件进行安装和连接，然后通过实时监测和调试来优化方案的性能。
对于无功补偿，常用的元器件有并联电容和静态无功发生器。
并联电容是一种被动无功补偿元器件，通过对系统并联一个合适容量的电容器，可以提高系统的功率因数。
选择并联电容时，需考虑系统的功率因数调整范围、负载变化情况以及电容器的耐压等参数。
静态无功发生器是一种主动无功补偿元器件，其通过控制器控制逆变器的开关状态，输出可控无功功率。
选择静态无功发生器时，需考虑系统的无功补偿需求、控制精度以及逆变器的功率容量等参数。
对于谐波治理，常用的元器件有电容滤波器、谐波阻抗器和有源滤波器等。
电容滤波器是一种被动谐波治理元器件，通过串联电容器来滤除谐波电流。
调谐滤波器与有源滤波器在电网中的配合应用
源滤波器是一种新型动态无功补偿滤波装置 ，主要 由 自关 断电力 电子器件构成 。与无源滤波器 的最大 区别在 于 ，它
向交流电网注入补偿 电流 ，其 幅值与负载注入 电网的谐波
调谐滤波补偿 和谐波 滤波设备 的种类繁多 ，性 能参差 不齐 ，往往会给设计 在选 用合适的补偿滤波设备 时带来很
大 的困扰 。
电流的大小相 等 ，相位差 １ ８ ０ 。 ，以抵 消负载所产生 的谐
波电流 。基本原理如 图 ２所示 。
二 、谐波滤 波器 设备类型及原理
目前行业 内专业用来治理谐 波的滤波设备有两种 ：
一
种是无源滤波器 Ｐ Ｆ（ Ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ），利用 电容器 、
随着变频整 流设 备的广泛使用 ，系统 的调谐 滤波补偿 和谐波治理 问题越来 越受到重视 。滤波补偿设备 的广 泛应 用 ，到底是市场需求 还是技术需求？如何实现两者 的配合 应用 ，必须要依 托一个 专业的技术性基础进行说 明 ，同时 明确行业 内不 同产品的功用及应用 。 当前 的配 电网中大量使用整流设备 、变频调 速设 备 、 电力 电子装置等 率 因数低 、线路损耗增加 、 谐波含量超标 ，已造 成谐 波公害 ，严重危害 电力 系统 的安 全运行和 电气设备 的安全经济运行 。因此 ，解决好 电力系
专题
调 谐 滤 波 器 与 有 源 滤 波 器 在 电 网 中的 配 合 应 用
・ ・ ・ ・
杨 丹 星
（中国 民航 机 场建设 集 团公 司规 划设 计 总 院 ）
滤波 响应 ，一般使用 静止型 动态无功 功率补偿 （ Ｔ Ｓ Ｖ Ｃ或
一
、
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案例分享
现象： 无功补偿容量不够，要扩容，但配电房没有空间。
原因分析： 负载增加导致无功补偿容量不足，需要增加一台无功补偿柜，
但配电房已没有放置柜体的空间，扩大配电房不切实际，且停电 时间长会造成巨大的经济损失，只能用占地面积小、便于无功改 造的SVG无功补偿产品。 解决方案：
上图示例
SVC+APF
型号说明
ANSVG-S-A混合动态滤波补偿装置
产品展示
上图示例
SVC+SVG
型号说明
ANSVG-S-G智慧型动态无功补偿装置
产品展示
无功系列SVC、SVG-S-G、SVG对比
ANHPD谐波保护器
工作原理
ANHPD系列谐波保护器对用设备产生的随机高次谐波、 脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用，能有效滤除电压 尖峰杂波、矫正畸变的电压波形、对噪声进行消化和吸收、 防止保护装置误跳闸、保证用电设备正常运行。
型号说明
上图示例
产品展示
SVG相对于SVC传统无功补偿的优势
SVC传统无功补偿装置 分组投切，阶梯式无功输出，易过补或欠补 极容易谐振，烧毁电容器和投切开关 电网电压、电流畸变率高时无法工作 使用寿命短，每两年需要进行一次电容更换 负载电流快速变化时无法及时响应 占地面积大，施工工作量大
SVG 无功输出连续可调，避免过补和欠补 IGBT构成的有源型补偿装置，不会谐振 补偿容量不受电网电能质量影响 正常使用下不需要维护，设计寿命十年以上 毫秒级全响应时间，适合负载快速变化场合 模块化设计和柜式安装，体积小，施工便捷
ANSVG-G-A混合动态滤波补偿装置
工作原理
混合动态滤波补偿装置在补偿无功 的同时可兼治理系统的谐波，该设备以 并联方式接入配电系统，实时监测系统 的电流分量，通过控制计算及逻辑变化， 计算出所需的无功分量及谐波分量，然 后通过三相全桥换流电路实时产生系统 所需的无功与谐波电流注入到配电系统 中，实现智能补偿，兼谐波治理。
型号说明
ANAPF有源电力滤波器系列
上图示例
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模块展示
壁挂式ANAPF
抽屉式ANAPF
整柜展示
型号：AN APF □-380 /□ C □ 补偿电流：50-100A 尺寸（mm）： 485*610*275
485*615*215 进出线方式：后进后出
谐波的危害： 与无功柜里的电容器发生谐振，导致其鼓包、漏液、烧毁； 线缆发烫、烧毁； 精密仪器无法工作，主板烧坏；
选用SVG无功补偿系列产品，将原有无功柜里的元器件拆除， 仍然用原有柜壳，把SVG模块放进去，接上线即可。
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谐波引起的典型问题
工作原理
ANSVC产低压无功功率补 偿装置并联在整个供电系统中， 能根据电网中负载功率因数的 变化通过控制器控制电力电容 器投切进行补偿。
型号说明
ANSVC传统无功补偿系列
上图示例
产品展示
ANSVC无功功率补偿装置采用散件组成方案，主要以电 容、电抗、投切开关、控制器等组成。
ANBSMJ自愈式并联电容器
ANCK串联电抗器
工作原理
ANCK系列串联电抗器主要用于提高0.4KV电 力系统的功率因数，有效抑制电网的高次谐波， 减轻电容器由谐波引起的过载，防止谐波放大， 对电容器的安全运行、改善网络电压波形、提高 供电质量和电网经济安全运行都起到良好作用。
产品展示
型号说明
产品说明
电抗器材质：铝和铜 电抗率：5%、7%和14%
电能质量全系列产品介绍及应用
CONTENTS 01 ANAPF有源电力滤波器系列
02 ANSVC传统无功补偿系列 03 ANSVG静止无功发生器系列
04 混合补偿系列
05 ANHPD谐波保护器系列
工作原理
ANAPF系列有源电力滤波器并联 在低压配电系统中，对动态变化的 谐波电流进行快速实时的跟踪和补 偿。其原理为：ANAPF系列有源电力 滤波器通过CT采集负载谐波电流， 快速计算各次谐波电流的含量，并 主动产生幅值相等方向相反的补偿 电流，从而实现滤除谐波的功能。
工作原理
产品展示
自愈式低压并联电容器主要使用在工频系统中， 用于提高电力系统的功率因数，改善电力系统的电能 质量，提高供电系统的可靠性。
型号说明
产品说明
电容器功能：补偿和滤波 电容器外形：圆柱形和方形 电容器介质：石蜡和油
电容抗谐波等级： （低） BSMJ：补偿+石蜡 （中） ASMJ：滤波+石蜡 （中） BCMJ：补偿+浸油 （高） ACMJ：滤波+浸油
概念区分
抗谐 or 消谐？
工作原理 功能特点
AFK复合开关
型号说明
产品展示
工作原理 功能特点 型号说明
AFK晶闸管
产品展示
AZC/AZCL智能电容
工作原理
AZC系列智能电力电容器采用复合开关投切，最佳投切点，实现无弧通断；完善的保护功能，集成在一个模 块内，安装及维护都更加方便。
在AZC基础上，AZCL系列智能集成式谐波抑制电力电容补偿装置串接合适电抗率（7%适用于5/7次以上谐波环 境，14%适用于3/5/7次以上谐波环境）的电抗，可有效抑制谐波，避免谐振放大谐波，保护电容柜本身寿命。
型号说明及产品展示
产品特点及展示
如何看图区分谐波保护器和有源滤波器
案例分享
现象： 无功柜中电容鼓包、漏液、烧毁。
原因分析： 在有大量谐波的电力系统中，电容器前端未串电抗
器来避开谐振点，导致谐波流入电容器与其发生谐振， 电容温度过高，最终爆炸。 解决方案：
1、根据谐波含量选择合适电抗率的电抗器，并加装 APF有源滤波器。
型号说明
产品展示
工作原理
静止无功发生器是一种用于补偿 无功的新型电力电子装置，它能对大 小变化的无功以及负序进行快速和连 续的补偿，其应用可克服LC补偿器等 传统的无功补偿器响应速度慢、补偿 效果不能精确控制、容易与电网发生 并联谐振和投切震荡等缺点。
型号说明
ANSVG静止无功发生器系列
上图示例
产品展示