1. Προβλήματα που προκαλούνται από μη γραμμικά φορτία χωρίς ενεργητικό φίλτρο αρμονικών (APF)

1. Παραμορφώνουν τα κύματα τάσης και ρεύματος του δικτύου, αποκλίνοντας από τα τυπικά ημιτονοειδή κύματα
2. Προκαλούν επιπλέον θερμικές απώλειες σε μετασχηματιστές, καλώδια και κινητήρες, συντομεύοντας τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων
3. Προκαλούν εσφαλμένη λειτουργία προστατευτικών διακοπτών, PLC και ακριβών οργάνων
4. Προκαλούν συντονισμό με παθητικά LC φίλτρα, ενισχύοντας τη ρύπανση από αρμονικά
5. Οδηγούν σε χαμηλό συντελεστή ισχύος και επιφέρουν σημαντικές χρηματικές κυρώσεις για αντισταθμιστική ισχύ από τον οργανισμό παροχής ηλεκτρικής ενέργειας
6. Προκαλούν ανισορροπία τριφασικού ρεύματος, υπερθέρμανση και καταστροφή του ουδέτερου αγωγού

2. Περιορισμοί των παραδοσιακών παθητικών LC φίλτρων

• Στοχεύει μόνο σε συγκεκριμένες αρμονικές συχνότητες και δεν μπορεί να αντιμετωπίσει αρμονικά φορτίου μεταβλητής φύσης
• Εύκολα εντονίζεται με την εμπέδηση του δικτύου, προκαλώντας ατύχημα ενίσχυσης αρμονικών
• Μεγάλο μέγεθος και βάρος, καταλαμβάνει εκτεταμένο χώρο εγκατάστασης
• Κακή δυναμική απόκριση, δεν μπορεί να ακολουθήσει γρήγορες μεταβολές της παραμόρφωσης του φορτίου
• Μονολειτουργικό: φιλτράρει μόνο αρμονικά ή αντισταθμίζει μόνο την άεργο ισχύ, χωριστά

3. Μοναδικά πλεονεκτήματα που καθιστούν το APF αναντικατάστατο

(1) Ολοκληρωμένη διαχείριση «όλα-σε-ένα»

(2) Εξαιρετική δυναμική πραγματικού χρόνου απόκριση

(3) Δεν υπάρχει κίνδυνος συντονισμού με το ηλεκτρικό δίκτυο

(4) Ευρύ φάσμα συχνοτήτων αντιστάθμισης

(5) Σταθερό αποτέλεσμα αντιστάθμισης υπό διακυμάνσεις του δικτύου

(6) Μικρή επιφάνεια δαπέδου, ευέλικτη εγκατάσταση

4. Οικονομικά οφέλη από την εγκατάσταση APF

1. Εξάλειψη των προστίμων για χαμηλό συντελεστή ισχύος που επιβάλλουν οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας
2. Μείωση της περιττής κατανάλωσης ενέργειας και των απωλειών θερμότητας του εξοπλισμού διανομής, μείωση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας
3. Παράταση της διάρκειας ζωής των μετασχηματιστών, των κινητήρων και του ακριβούς εξοπλισμού ελέγχου, μείωση του κόστους συντήρησης και αντικατάστασης
4. Αποφυγή απωλειών λόγω διακοπής παραγωγής που προκαλούνται από εσφαλμένη λειτουργία ή καύση του εξοπλισμού λόγω κακής ποιότητας ηλεκτρικής ενέργειας

Περίπτωση 1: Γραμμή παραγωγής συγκόλλησης και επικάλυψης αυτοκινήτων

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Σοβαρή παραμόρφωση αρμονικών 5ης, 7ης και 11ης τάξης· ο συνολικός ποσοστιαίος συντελεστής αρμονικών (THDi) έφθασε το 70%
2. Σοβαρή ανισορροπία των ρευμάτων τριφασικού δικτύου και υπερθέρμανση του ουδέτερου αγωγού
3. Επανειλημμένη διακοπή λειτουργίας των PLC, των συστημάτων προστασίας με ρελέ και η καύση των πυκνωτών
4. Συντελεστής ισχύος όσο χαμηλός όσο 0,72, με σημαντική ποινή για χαμηλό συντελεστή ισχύος κάθε μήνα

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Το ποσοστό ολικής αρμονικής παραμόρφωσης του ρεύματος (THDi) μειώθηκε από 70% σε 4,4%, πληρούντας πλήρως το πρότυπο IEEE 519
2. Ο βαθμός ασυμμετρίας τριφασικού ρεύματος μειώθηκε από 102% σε 6,1%
3. Ο συντελεστής ισχύος σταθεροποιήθηκε σε τιμή μεγαλύτερη του 0,99, με αποτέλεσμα την εξάλειψη των προστίμων
4. Δεν προέκυψε απρόβλεπτη διακοπή λειτουργίας της γραμμής παραγωγής λόγω διαταραχών στην ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας

Περίπτωση 2: Μεγάλο Δεδομένων Κέντρο Τηλεπικοινωνιών

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Μαζική συσσώρευση αρμονικής τάσης 3ης τάξης στον ουδέτερο αγωγό, κρυφός κίνδυνος πυρκαγιάς
2. Αρμονικός συντονισμός μεταξύ των πίνακων πυκνωτών και του δικτύου, παραμόρφωση τάσης
3. Συχνές διακοπές λειτουργίας διακομιστών αποθήκευσης και εξοπλισμού επικοινωνίας

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Η ένταση του ρεύματος της 3ης αρμονικής στον ουδέτερο αγωγό μειώθηκε κατά πάνω από 90%
2. Χρόνος ανταπόκρισης του φίλτρου ≤ 5 ms, καταστολή αρμονικών 2ης έως 51ης τάξης
3. Υποστήριξη απομακρυσμένης παρακολούθησης μέσω νέφους, συμβατό με τη λειτουργία αυτόνομων κέντρων δεδομένων
4. Μηδενικές περιπτώσεις ανώμαλης επανεκκίνησης διακομιστών μετά την αναβάθμιση

Περίπτωση 3: Εμπορικό Εμπορικό Κέντρο και Σύνθετος Χώρος

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Μικτές πολυτάξιες αρμονικές συνιστώσες από διάσπαρτα κατανεμημένα μη γραμμικά φορτία
2. Επιπλέον θερμικές απώλειες του μετασχηματιστή, υψηλή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας
3. Λανθασμένη λειτουργία του συστήματος ελέγχου ανελκυστήρα, αναβοσβήσματα του φωτισμού

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Ο συνολικός ποσοστιαίος ρυθμός αρμονικών (THDi) ελέγχεται σε επίπεδο κάτω του 5%, ο κυματομορφή τάσης είναι ομαλό ημιτονοειδές κύμα
2. Μείωση της θερμοκρασίας του μετασχηματιστή κατά 8–12 ℃, ετήσια μείωση των απωλειών ισχύος κατά 7%
3. Εξάλειψη των αναβοσβησμάτων του φωτισμού και των βλαβών στο σύστημα ελέγχου ανελκυστήρα

Περίπτωση 4: Συμπλέγματος Σταθμών Γρήγορης Φόρτισης Ηλεκτρικών Οχημάτων (EV)

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Στιγμιαία, αιφνίδια διακύμανση του αρμονικού και αντιδραστικού ρεύματος κατά τη φόρτιση/αποχώρηση των οχημάτων
2. Πτώση τάσης του δικτύου, αρμονική παρεμβολή στην παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε γειτονικά κατοικημένα περιοχές
3. Επίσημη ειδοποίηση διόρθωσης της ποιότητας ισχύος από το αρμόδιο τμήμα ηλεκτρικής ενέργειας

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Δυναμική παρακολούθηση του γρήγορα μεταβαλλόμενου φορτίου φόρτισης σε χρόνο μικρότερο των μικροδευτερολέπτων
2. Συντελεστής ισχύος στην πλευρά του δικτύου πάντα πάνω από 0,98
3. Κανένα αίτημα διαμαρτυρίας για ποιότητα ισχύος από τους κατοίκους της περιοχής

Περίπτωση 5: Βιομηχανικό εργοστάσιο νέας ενέργειας με φωτοβολταϊκά (PV) και υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG)

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς εισάγουν αρμονικές υψηλής συχνότητας στο εσωτερικό δίκτυο της εγκατάστασης
2. Οι παραδοσιακοί παθητικοί LC φίλτρα είναι εύκολο να εμφανίσουν συντονισμό με το φωτοβολταϊκό σύστημα
3. Η ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας στο σύστημα σύνδεσης με το δίκτυο δεν πληροί τα πρότυπα πρόσβασης στο δίκτυο

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Αποφεύγεται πλήρως ο κίνδυνος συντονισμού μεταξύ του φίλτρου και του δικτύου ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
2. Πληρούνται οι απαιτήσεις πρόσβασης αρμονικών στο δίκτυο, επιτυγχάνεται η έγκριση από την αρμόδια υπηρεσία ηλεκτρικής ενέργειας
3. Σταθεροποίηση της τάσης της εγκατάστασης κατά τις διακυμάνσεις της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας

Περίπτωση 6: Νοσοκομείο & Δωμάτιο Ακριβών Ιατρικών Συσκευών

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Ο αρμονικός θόρυβος παραμορφώνει τα δεδομένα ιατρικής απεικόνισης
2. Παρεμβολή στον εξοπλισμό υποστήριξης ζωής, δυνητικός κίνδυνος ασφάλειας για τους ασθενείς

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Καθαρή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς ηλεκτρικό θόρυβο
2. Σταθερό σήμα ιατρικής απεικόνισης, μηδενικές ανωμαλίες ή συναγερμοί του εξοπλισμού

Περίπτωση 7: Βιομηχανία μεταλλουργίας και εργοστάσιο ηλεκτρικών τήκεων

Πηγή φόρτισης

Αρχικά προβλήματα

1. Σοβαρή διακύμανση της τάσης, μεγάλο αρνητικό σειριακό ρεύμα
2. Επιταχυνόμενη γήρανση του μετασχηματιστή, υψηλό κόστος συντήρησης

Λύση APF

Αποτέλεσμα μετά τη λειτουργία

1. Καταστολή της αναβόσκισης και του αρνητικού σειράς ρεύματος ταυτόχρονα
2. Επέκταση της διάρκειας ζωής του μετασχηματιστή κατά περισσότερα από 5 χρόνια