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1、产品简介
面临严峻的电力谐波污染问题，有源电力滤波器是提高电能质量有效的工具。有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速 DSP 器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。有源电力滤波器相当于一个谐波电流发生器，它跟踪谐波源电流中的谐波分量，产生与之等幅反相的谐波电流，从而抵消谐波源产生的谐波电流。与传统的无源电力滤波器相比，有源电力滤波器具有以下突出优点：
(1) 谐波滤除率高，滤波性能不受系统阻抗的影响；
(2) 不会与系统阻抗发生串联或并联谐振，系统结构的变化不会影响治理 效果；
(3) 具有宽带滤波特性，一台装置就能完成各次谐波的治理；
(4) 实现了动态治理，能够迅速响应谐波的频率和大小发生的变化；
(5) 由于装置本身能完成输出电流限制，因此即使负载谐波含量增大也不 会过载；
(6) 具备多种补偿功能，可以对无功功率和负序进行补偿；
(7) 谐波补偿特性不受电网频率变化的影响；
(8) 可以对多个谐波源进行集中治理。
有源电力滤波器可广泛用于工业、商业、信息行业等各领域中的电力谐波治理，治理效果好，节能、节材，是谐波治理技术新的发展放向，有着广阔的发展前景。
2、工作原理简介
有源电力滤波器（Active Power Filter，简称 APF），是采用现代电力电子技术和基于高速 DSP 器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动 IGBT 或 IPM 功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。
有源电力滤波器工作原理框图
有源电力滤波器滤波原理示意图
SYQK 系列有源电力滤波器是利用全控电力电子元件满足对电能质量（功率因数和谐波）有高级别要求的用户需求的装置。APF 装置并联在系统和用户设备之 间，其主要功能是在电网供电过程中当负载侧产生谐波和无功电流时，保证系统侧的电流没有 谐波和无功电流，使用户其他关键敏感设备得以在近似不受干 扰的电气环境中正常运行，并且不会污染电网。 SYQK 系列有源电力滤波器装置采用基于 DSP 的主控制器和模块驱动器的分层分布式 控制器体系，并采用基于彩色触摸屏的人机界面，具有全数字化、自动化、智能 化，人机界面友好，控制方法灵活等特点。目前，产品电压等级为 380V，最大滤波 电流为 400A。
3、产品技术特点
·动态响应及时性：响应时间＜100μs，完全响应时间＜10ms
·更优的结构设计：内部结构为 3 H 桥设计，散热效果好，运行稳定性更高
·功率损耗小：满载时≤小于模块总容量的 3%
·低噪声设计：≤65dB（行业标准 65dB） 谐波滤除率＞95%
·功率因数＞0.98
·灵活的补偿方式：选定的各次谐波补偿可进行幅值设定
4、产品技术规格
主要技术指标
5、产品技术优势
①响应速度快、滤波能力强、运行损耗小；
②能动态实时滤除全部谐波或多种选定的谐波；同时，可对系统进行无功补偿， 提高功率因素，节能降耗。
③安全性好，不存在谐振或电压放大，可自动限制输出 电流，保证装置安全可靠工作；
④智能启动系统，一键并网；
⑤SYQK-APF 创新的采用独有的“3H 桥”结构，可以从硬件和软件上实现三相独立控制补偿，适合三相不平衡的工况。输出电流波形 平滑，装置损耗低，自适应控制算法，能适应任何 系统阻抗的变化。
⑥电气采用独特的 3H 桥式结构：把系统线电压分解 成相电压处理，大幅提高了设备的可靠性。 每一相分别独立控制，提高了整个系统的可控性，例如当其中一相谐波电流过高，进行补 偿时，不会影响其他两相的补偿效果。同时 3H 桥式散热效果好，它采用 A、B、C 三相分别散热，每相电抗器与 IGBT 分别配有专门的散热风扇。
⑦SYQK-APF 采用在柜体内区域隔离、强制通风方式，有效地解决了产品的散热问题。
清华大 学团队技术支撑：
姜齐荣教授：清华大学电机系博士生导师，曾作为剑桥大学访问科学家，现任清华大学电机系柔性输配电系统研究所所长，清华大学-张家港智能输电技术联合研究所所长。
主要从事电力系分析与控制、电力系统柔性输配电技术、电能质量、新能源发电等方面的教学和科研工作，是美国电子电气工程师协会（IEEE）会员、国际大电网会议（CIGRE）直流输电及柔性输电技术组成员，国家电压电流频率标委会委员，《电力系统自动化》杂志编委。
附录：[获得授权的发明专利]
1、姜齐荣，方志民，王强，陈希正， 王仲鸿，王京沪。高精度数字信号处理通用脉冲发生装置，ZL00100558.8，授权日：2003.04.16 权利人：清华，河南电力
2、姜齐荣，罗承廉，王仲鸿，朱庆翔，林烽，许沛丰。用于柔性交流输电装置的通用控制器，ZL00100551.0，授权日：2003.09.03 权利人：清华，河南电力
3、姜齐荣，金曙光，严干贵，薄保中。基于状态自适应的中高压变频器的监控方法及其系统，ZL02121112.4，授权日：2005.03.23 权利人：清华，中山明阳
4、张秀娟，张迪，姜齐荣。一种采用直流储能进行电气隔离的统一电能质量调节器，ZL200410037660.3，授权日：2007.03.07 权利人：清华
5、姜齐荣，黄玮。一种故障电流限制器，ZL200410080284.6，授权日：2007.10.24 权利人：清华
6、 姜齐荣，沈斐，虞苍璧，傅俊寅，季建辉。串联型电能质量控制器，ZL200410049629.1，授权日：2007.06.06 权利人：思源清能（原四方清能）
7、 姜齐荣，张 迪，刘 硕。一种采用超导储能的串联型动态电压补偿器，ZL200510073250.9，2007.09.05 权利人：清华
8、 姜齐荣，沈 斐，虞苍璧。一种用于电力电子功率模块测试的新电路及其脉冲控单位：西安思源清科智能科技有限公司饮水思源 厚德载物 产品技术：清华大学电子研究所
9、 张秀娟，沈 斐，姜齐荣。一种为串联补偿设备提供电流回路的装置，ZL200610072959.1，授权日：2008.03.12 权利人：思源清能（原四方清能）
10、 姜齐荣，张春朋，李 刚，刘博超。一种三电平变流器闭锁时消除器件过电压的控制方法，ZL200610109295.1，授权日：2008.12.17 权利人：思源清能（原四方清能）
11、 赖宇翔，李 刚，吴春晖，姜齐荣。用于动态快速补偿装置的电流跟踪控制方法，ZL200610109297.0，授权日：2008.06.11 权利人：思源清能（原四方清能）
12、 赖宇翔，李 刚，张春朋，姜齐荣。三电平变流器直流电压平衡控制方法，ZL200610109296.6，授权日：2009.04.08 权利人：思源清能（原四方清能）
13、 谭甜源，姜齐荣，韩英铎。一种用于补偿控制延时的谐波电流预测方法，ZL200710118109.5，授权日：2009.02.11 权利人：清华
14、 姜齐荣，魏应冬。用于电气化铁路供电的单相统一电能质量控制器，ZL200710175253.2，授权日：2009.11.04 权利人：清华
15、 魏应冬，姜齐荣，皮俊波。基于变压器串联多重化和链式结构的统一电能质量控制器，ZL200810119942.6，授权日：2011.09.28 权利人：清华
申请并公开的发明专利
1、 张春朋，刘博超，姜齐荣，童陆园。一种用于绝缘栅双极晶体管的斜率与峰值综合控制电路CN200910237662.X，公开日： 2010.06.16 权利人：清华
2、 洪芦成，魏应冬，姜齐荣，王志永。一种用于辅助风力发电机实现低压穿越的动态电压稳定CN201020535787.9，公开日：2011.05.11 权利人：清华
3、 王亮，姜齐荣。检测电力系统中电压信号或电流信号频率和相位的方法，申请号: CN201110347668.X，公开日：2012.03.21，权利人：清华
6、谐波治理的效益
1、安装谐波治理装置后，有效的降低了谐波电流，增加了变压器的有效容量，可增加相应的带载能力，减少扩容所需的投资。
2、安装谐波治理装置后，可有效的降低变压器的损耗，提高变压器的安全运行系数，保证对谐波敏感的保护装置和器件不发生误动作，起到节能降耗的目的。
3、节电率达 3%～5%，减小集肤效应，热损、铜损、铁损、磁损、噪音大为下 降，符合国家对能源节约和降耗的指示和可持续发展的要求。
4、有效抑制谐波电流，10KV 侧满足国标 GB/T14549-93 优化供电质量，避免因谐波造成的交流电波形畸变而造成电网计量具不准而被当地供电部门罚款。
