行業(yè)方案
1、概述
電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)主要研究供配電系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償和諧波治理問題，適用于新建、改建、擴(kuò)建和技改項目中工業(yè)與民用及公共建筑內(nèi)電氣設(shè)備的無功補(bǔ)償、諧波及綜合治理等，可根據(jù)不同行業(yè)類型和負(fù)載類型的電能質(zhì)量問題提供合適的設(shè)計解決方案，以達(dá)到改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。
2、典型行業(yè)
①商業(yè)中心/辦公大樓/醫(yī)療/機(jī)場/體育館：空調(diào)、電梯、LED屏幕、可控硅調(diào)光系統(tǒng)、音響系統(tǒng)；
②港口碼頭/造船/造紙/煙草/煤礦：變頻器等；
③光伏/充電樁/化工/冶金：變頻器、整流器等；
④學(xué)校/研究院：實驗室、機(jī)房設(shè)備、數(shù)據(jù)中心；
⑤工廠：使用大型設(shè)備的生產(chǎn)線，高精度數(shù)控中心等；
⑥通信/金融/醫(yī)療/商業(yè)中心：UPS、開關(guān)電源等。
3、系統(tǒng)架構(gòu)
電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng)由低壓側(cè)電能治理產(chǎn)品組成，主要產(chǎn)品有ANAPF有源電力濾波器、ANSVG靜止無功發(fā)生器、ANSNP中線安防保護(hù)器、ANHPD諧波保護(hù)器、ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置、ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置、ANSVG-S-A混合動態(tài)消諧補(bǔ)償裝置、ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置等。
4、4、產(chǎn)品選型
4.1 諧波治理產(chǎn)品選型
| 種類 區(qū)別 | ANAPF有源電力濾波器 | ANSNP中線安防保護(hù)器 | ANHPD諧波保護(hù)器 |
| 組成 | 電力電子元器件 | 電力電子元器件 | 高通濾波模塊 |
| 功能 | 諧波治理、無功補(bǔ)償、平衡三相電流 | 諧波治理、無功補(bǔ)償、平衡三相電流 | 治理高次諧波，防止高頻干擾 |
| 濾波范圍 | 2-51次 | 2-51次 | 3kHz~10MHz |
| 應(yīng)用 | 應(yīng)用范圍較廣，可無功補(bǔ)償和平衡三相電流，與傳統(tǒng)無源濾波器相比節(jié)省空間，有較強(qiáng)的補(bǔ)償性能、適應(yīng)場合多。 | 適用于商場、劇院、體育中心、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等3N次諧波較大場合，能夠的治理過大的零線電流。 | 通常應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)房、工廠、實驗室等易受高頻諧波干擾場合。 |
4.2、無功補(bǔ)償產(chǎn)品快速選型
| 種類 區(qū)別 | ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置 | ANSVG靜止無功發(fā)生器 | ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置 | ANSVG-S-A無功諧波混合補(bǔ)償裝置 | ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置 |
| 組成 | 分立元件（電容、電抗、投切開關(guān)）或智能電容 | SVG模塊 | ANSVG-S-G模塊+分立元件 | APF模塊+分立元件 | ANSVG-G-A模塊（輸出無功和諧波） |
| 無功補(bǔ)償范圍 | 容性無功 | 容性無功感性無功 | 容性無功部分感性無功 | 容性無功部分感性無功 | 容性無功感性無功 |
| 無功補(bǔ)償精度 | 一般（寬范圍無功補(bǔ)償） | 高 （精細(xì)無功補(bǔ)償） | 很高（寬+精細(xì)無功補(bǔ)償 ） | 一般（寬范圍無功補(bǔ)償） | 高（精細(xì)無功補(bǔ)償） |
| 諧波治理 | 5,7,11,13次 | 5,7,11,13次 | 2-50次 | 2-50次 | |
| 動態(tài)響應(yīng) | ≥100ms | ≤5ms | ≤5ms | ≤5ms | ≤5ms |
| 應(yīng)用 | 功率因數(shù)較低，負(fù)荷波動不能太快，主要以無功補(bǔ)償為主的場所。 | 功率因數(shù)低，負(fù)荷快速變化，兼顧無功補(bǔ)償和低次諧波治理。例如：點(diǎn)焊機(jī)；汽車行業(yè)，分布式光伏，碼頭提升裝置；鋼廠 | 功率因數(shù)低，負(fù)荷快速變化，以無功補(bǔ)償為主，低次諧波治理為輔。如：點(diǎn)焊機(jī)；負(fù)荷較平穩(wěn)的場所，例如：工廠、省網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)等 | 功率因數(shù)低，負(fù)荷變化穩(wěn)定，諧波電流嚴(yán)重畸變的場所。例如：變頻器 | 適用于無功量大，負(fù)載頻繁變化，電流嚴(yán)重畸變，且現(xiàn)場柜體安裝空間有限制的場所。如：汽車行業(yè)，鋼鐵冶金行業(yè)，光伏行業(yè)，單（多）晶爐行業(yè)等。 |
| 單柜容量（800*800*2200）柜體尺寸可定制 | 300Kvar | 500Kvar | 300Kvar | 200Kvar無功+100A諧波 | 500Kvar無功+250A諧波 |
5、產(chǎn)品功能
5.1 ANAPF有源電力濾波器
ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在電網(wǎng)上，負(fù)載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中，通過實時檢測電路將負(fù)載電流中的諧波分量和基波無功分量分離出來，經(jīng)控制系統(tǒng)快速運(yùn)算，采用PWM控制IGBT的觸發(fā)。通過由大容量IGBT管組成的三相變流器向系統(tǒng)注入補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流與負(fù)荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實現(xiàn)濾除諧波的功能，保證流入電網(wǎng)電流是正弦波。
5.2 ANSNP中線安防保護(hù)器
ANSNP中線安防保護(hù)器通過電流檢測環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上各次諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入中性線，從而消除中性線中過大的電流。
5.3 ANSVG靜止無功發(fā)生器
ANSVG靜止無功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無功以及不平衡的新型電力電子裝置，它能對大小變化的無功以及負(fù)序進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)。
5.4 ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置
1）分立元件方案
ANSVC 低壓無功功率補(bǔ)償裝置適用于頻率 50Hz 電壓 0.4kV 電網(wǎng)的無功功率自動補(bǔ)償；它集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器組來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量；同時還能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。
2）智能電容方案
AZC系列智能電力電容補(bǔ)償裝置是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。AZC由智能測控單元，投切開關(guān)，線路保護(hù)單元，低壓電力電容器等構(gòu)成，AZCL在AZC的基礎(chǔ)上添加了電抗器，電抗率可選7%/14%，用于主要諧波為5次及以上/3次、5次及以上的電氣環(huán)境。改變了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式。具有補(bǔ)償效果更好，體積更小，功耗更低，價格更廉，節(jié)約成本更多，使用更加靈活，維護(hù)更方便，使用壽命更長，可靠性更高等特點(diǎn)。
5.5 ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置
ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置在補(bǔ)償無功的同時可兼治理系統(tǒng)的諧波，該設(shè)備以并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng)，實時監(jiān)測系統(tǒng)的電流分量，通過控制計算及邏輯變化，計算出系統(tǒng)所需的無功分量及諧波分量，然后通過三相全橋換流電路實時產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的無功與諧波電流注入到配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)智能補(bǔ)償，兼諧波治理。
5.6 ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補(bǔ)償裝置
ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補(bǔ)償裝置應(yīng)用新技術(shù)，以SVC的經(jīng)濟(jì)性和APF濾波的性等特點(diǎn)為基礎(chǔ)，將兩者技術(shù)相結(jié)合，提高傳統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)，在降低成本的同時，實現(xiàn)諧波治理與無功補(bǔ)償。
6、應(yīng)用案例
6.1 概述
某工廠負(fù)載為空壓機(jī)、注塑機(jī)一類的變頻設(shè)備，是典型的諧波發(fā)生源，客戶要求針對諧波電流進(jìn)行治理，改造前/后實測數(shù)據(jù)如下：
治理前數(shù)據(jù)截圖
6.2 測量前/后數(shù)據(jù)統(tǒng)計
| 變壓器 | 電流 | 電流畸變率 | 諧波電流 | 電壓畸變率 | 3次諧波 | 5次諧波 | 7次諧波 | 11次諧波 |
| 治理前A相 | 493.0 | 32.39% | 159.7 | 5.4% | 5.5 | 138.5 | 49.7 | 29.3 |
| 治理后A相 | 458.5 | 10.42% | 47.8 | 2.97% | 0.7 | 39.9 | 21.8 | 4.7 |
| 治理前B相 | 483.2 | 32.67% | 157.8 | 5.48% | 6.4 | 138.8 | 44.1 | 29.3 |
| 治理后B相 | 455.0 | 10.56% | 48.0 | 3.01% | 6.0 | 40.8 | 19.8 | 7.0 |
| 治理前C相 | 498.8 | 31.82% | 158.8 | 5.51% | 1.9 | 139.4 | 46.7 | 29.3 |
| 治理后C相 | 479.2 | 10.40% | 49.8 | 3.01% | 2.9 | 41.4 | 23.2 | 6.8 |
6.3 測量前/后數(shù)據(jù)分析
從治理前后的測量數(shù)據(jù)電流波形對比圖中，我們可以較為直觀的看出諧波治理后的電流波形更加平滑，更加趨近于正弦波形。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，諧波電流主要以5、7、11次為主，治理前的5、7、11次諧波電流均超出國標(biāo)限值（5次62A、7次44A、11次28A），經(jīng)過容量200A的ANAPF有源濾波器治理后均降到了限值以下，滿足國標(biāo)對于各次諧波電流值的要求；治理后諧波電流畸變率（以A相為例）由治理前的32.39%降到了10.42%；治理后諧波電壓畸變率（以A相為例）由治理前的5.4%降到了2.97%，滿足國標(biāo)限值電壓畸變率≤5%的要求，各項指標(biāo)完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)，諧波治理效果明顯。
7、典型業(yè)績
| 常州市軌道交通 | 青島國際機(jī)場 |
| 武漢軍運(yùn)會體育中心 | 贊比亞城市安全中心 |
| 滬通鐵路 | 哈爾濱某醫(yī)院松北院區(qū) |
| 蘭州某人工智能云計算 | 棋山隧道配電 |
| 中國郵政速遞物流 | 晉江第二體育館中心 |
| 安徽某生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園 | 華電淄博華星項目 |
| 北湖輕軌 | 方莊未來水廠 |
| 利時廣場 | 長沙某智能制造產(chǎn)業(yè)園 |
| 杭州火車南站 | 達(dá)州西客站充電站 |
| 高淳人民醫(yī)院 | 上海張江高科產(chǎn)業(yè)園 |
| 深圳某污水處理廠 | 蘭州大學(xué) |
| 堯塘中小學(xué) | 鄭州市民活動中心 |
