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)中的無功補償和諧波治理問題，適用于新建、改建、擴建和技改項目中工業(yè)與民用及公共建筑內(nèi)電氣設(shè)備的無功補償、諧波及綜合治理等，可根據(jù)不同行業(yè)類型和負載類型的電能質(zhì)量問題提供合適的設(shè)計解決方案，以達到改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的目的。
2、典型行業(yè)
①商業(yè)中心/辦公大樓/醫(yī)療/機場/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中線安防保護器、ANHPD諧波保護器、ANSVC低壓無功功率補償裝置、ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補償裝置、ANSVG-S-A混合動態(tài)消諧補償裝置、ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補償裝置等。
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中線安防保護器 | ANHPD諧波保護器 |
| 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、無功補償、平衡三相電流 | 諧波治理、無功補償、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，有較強的補償性能、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、機房、工廠、實驗室等易受高頻諧波干擾場合。 |
4.2、無功補償產(chǎn)品快速選型
| 種類 區(qū)別 | ANSVC低壓無功功率補償裝置 | ANSVG靜止無功發(fā)生器 | ANSVG-S-G智慧型動態(tài)無功補償裝置 | ANSVG-S-A無功諧波混合補償裝置 | ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補償裝置 |
| 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 |
| 無功補償精度 | 一般（寬范圍無功補償） | 高 （精細無功補償） | 很高（寬+精細無功補償 ） | 一般（寬范圍無功補償） | 高（精細無功補償） |
| 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，負荷波動不能太快，主要以無功補償為主的場所。 | 功率因數(shù)低，負荷快速變化，兼顧無功補償和低次諧波治理。例如：點焊機；汽車行業(yè)，分布式光伏，碼頭提升裝置；鋼廠 | 功率因數(shù)低，負荷快速變化，以無功補償為主，低次諧波治理為輔。如：點焊機；負荷較平穩(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)注入補償電流，該補償電流與負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中線安防保護器
ANSNP中線安防保護器通過電流檢測環(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序進行快速和連續(xù)的補償，其應(yīng)用可克服LC補償器等傳統(tǒng)的無功補償器響應(yīng)速度慢、補償效果不能控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點。
5.4 ANSVC低壓無功功率補償裝置
1）分立元件方案
ANSVC 低壓無功功率補償裝置適用于頻率 50Hz 電壓 0.4kV 電網(wǎng)的無功功率自動補償；它集無功補償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器組來補償電網(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)量的新一代無功補償設(shè)備。AZC由智能測控單元，投切開關(guān)，線路保護單元，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)無功補償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式。具有補償效果更好，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，維護更方便，使用壽命更長，可靠性更高等特點。
5.5 ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補償裝置
ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補償裝置在補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)智能補償，兼諧波治理。
5.6 ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補償裝置
ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補償裝置應(yīng)用新技術(shù)，以SVC的經(jīng)濟性和APF濾波的性等特點為基礎(chǔ)，將兩者技術(shù)相結(jié)合，提高傳統(tǒng)無功補償技術(shù)，在降低成本的同時，實現(xiàn)諧波治理與無功補償。
6、應(yīng)用案例
6.1 概述
某工廠負載為空壓機、注塑機一類的變頻設(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 | 青島國際機場 |
| 武漢軍運會體育中心 | 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 |
