安科瑞ANAPF有源电力滤波器：实时谐波动态治理与无功补偿，提升半导体厂房配电系统稳定性-电子发烧友网

安科瑞戴婷 Acrel-Fairy

引言

01 半导体行业概述

电子厂房是全球范围内的关键产业之一，为电子设备和技术提供核心基础；电子厂房内的半导体等厂房相较于其他工业类厂房，主要特殊之处在于其洁净等级要求高，光刻机、等离子注入机等设备的电源质量和电压等级要求高；在生产中，稳定、可靠的电能质量对确保设备安全运行、提高产品质量和降低生产成本至关重要。

02 半导体行业负载分析

电力电子生产制造配电系统,主要负载为各类设备、照明及变频通风设备、计算机及UPS等。其中大部分为非线性负载，低压配电网谐波严重。

03 半导体行业特征

对电能质量要求高，电能质量是生产过程中至关重要的因素之一，直接影响产品质量和生产效率；负载中含有多种谐波源，配电谐波含量较高；谐波主要以6N±1次谐波为主。存在大量变频设备，变频设备之间存在相互谐振风险。

04 常见的电能质量问题

电压波动和闪烁

不稳定的电压水平会导致设备性能不稳定、产品质量下降。

电压偏差

超过正常范围的电压峰值和谷值可能损坏设备，加快设备老化。

电流谐波

由于半导体设备的非线性特性，电流谐波可能导致设备故障和损坏。

电网干扰

如电网电压波动、短时中断等，可能导致设备停机、生产中断。

安科瑞电能质量分析与治理方案

01 APView系列电能质量监测装置

安科瑞APView500电能质量在线监测装置采用了高性能多核平台和嵌入式操作系统，遵照IEC61000-4-30《测试和测量技术-电能质量测量方法》中规定的各电能质量指标的测量方法进行测量，集谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测、电压不平衡度监测、事件记录、测量控制等功能为一体。装置在电能质量指标参数测量方法的标准化和指标参数的测量精度以及时钟同步、事件告警功能等各个方面均达到了国家标准 A 级要求，能够满足110kV 及以下供电系统电能质量监测的要求，广泛适用于化工、钢铁、冶金、医院、数据中心、交通建筑等行业的电能质量监测。

APView500功能特点

完整的稳态监测、暂态监测、瞬态监测

故障录波和事件记录

暂降源定位

电压暂降容忍度曲线与分析

PQDIF数据统计与导出

电能质量日统计值

电能质量水平评估报告

电能质量符合性评估报告

标记功能

Websever功能

可自定义告警输出

国家权威机构A类认证、EMC认证

上图设计

02 ANAPF有源谐波治理装置

ANAPF系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。

ANAPF系列有源电力滤波器通过CT采集系统谐波电流，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

功能特点

DSP+FPGA控制方式，响应时间短，全数字控制算法，运行稳定；

一机多能，兼补谐波无功，可对2～51次谐波进行全补偿或特定次谐波进行偿；

具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能；

模块化设计，体积小，安装便利，方便扩容；

采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制，使用方便，易于操作和维护；

多机并联，达到较高的电流输出等级；

03 ANSVG-G-A滤波补偿装置

混合动态滤波补偿装置是一种用于动态补偿无功的新型电力电子装置。其基本原理是指将三相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的，同时这个模块可以在容量满足的情况下补偿多次谐波。

功能特点

线性输出，无功功率全容性-全感性输出的同时，可滤除5、7、11、13次以内的谐波;

具备三相不平衡治理及稳压功能，提高0.4kV配电安全性;

补偿后系统功率因数≥0.99;

采用进口IGBT，功率密度大，可靠性高;

采用DSP高速检测和运算的数字控制系统;

监控以及显示具备远程通讯接口，可以通过PC机实时监控;

模块化并联设计，故障模块不影响正常模块的运行，可靠性高。

上图设计

04 Acrel-EMS系统解决方案

在电子厂房产业园区内的源、网、荷、储、充的各个关键节点安装安科瑞自主研发的各类监测、分析、保护、治理装置；通过先进的控制、计量、通信等技术，将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起；平台根据新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况，灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、电能路由器等系统，保证企业微电网始终有效、稳定运行。