摘要:本文對有源濾波器在光伏行業(yè)中的應(yīng)用進行了闡述,介紹了有源濾波器的原理及HTQF有源濾波器的技術(shù)優(yōu)勢,并對HTQF有源濾波器的應(yīng)用效果進行了展示,。

關(guān)鍵詞:太陽能;有源濾波器;單晶爐線鋸

0前言

面對日益迫近的能源危機,新能源的開發(fā)利用已成為全球關(guān)注的焦點。而通過新能源來改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu),也已成為人類可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。太陽能光伏發(fā)電作為新能源之一,具有清潔、安全資源量大等特點,是人類能源的理想選擇。

1光伏行業(yè)存在的電能質(zhì)量問題

在光伏組件生產(chǎn)中,需要兒十個環(huán)節(jié),涉及數(shù)十種設(shè)備。在整個生產(chǎn)工藝流程中,有幾個比較關(guān)鍵的步驟:硅料溶化后的定向生長(主要設(shè)備:多晶鑄錠爐單晶硅爐)多線切割(主要設(shè)備:線鋸)在這些環(huán)節(jié)中設(shè)備能否正常運行成為光伏產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵?，F(xiàn)將主要負載的電氣特性介紹如下:

1)單品爐

單品爐是一種在惰性氣體環(huán)境中,用石墨加熱器將多品硅等多晶材料熔化,用直拉法生長無錯位單品的設(shè)備。單晶棒生產(chǎn)工序大致分為:裝料一熔料一拉晶一冷卻成型，其中重要工序熔料和拉晶過程需要保持恒定溫度。單晶爐由可控硅整流裝置提供直流電源,整流方式為6脈沖整流,以57,1113等奇次諧波為主，尤其5次和7次諧波含量較高,波形畸變非常嚴重。單晶硅在交流側(cè)還會產(chǎn)生很大的無功電流,造成系統(tǒng)功率因數(shù)低,進線電流大、變壓器利用率低,能耗增加。同時諧波還會干擾拉晶控制系統(tǒng),造成錯位、斷晶、跳閘,嚴重影響生產(chǎn)

2)線鋸

線鋸的核心是在研磨漿配合下用于完成切割動作的超細高強度切割線。*多可達1000條切割線相互平行的纏繞在導(dǎo)線輪上形成個水平的切割線“網(wǎng)"。馬達驅(qū)動導(dǎo)線輪使整個切割線網(wǎng)以每秒5~25m的速度移動。切割線的速度直線運動或來回運動都會在整個切割過程中根據(jù)硅錠的形狀進行調(diào)整。在切割線運動過程中,噴嘴會持續(xù)向切割線噴射含有懸浮碳化硅顆粒的研磨漿。切割原理看似非常簡單,但在實際操作過程中有很多挑戰(zhàn)。線鋸平衡和控制切割線直徑、切割速度和總的切割面積,從而在硅片不破碎的情況下,取得一致的硅片厚度,并縮短切割時間線鋸的動力系統(tǒng)是由變頻裝置組成,因此在工作中會產(chǎn)生大量的諧波,而諧波反過來又會對精密的工作產(chǎn)生嚴重的影響。

綜上所述,我們可以看出,無論是晶體定向生長的環(huán)節(jié)還是晶體長成后的切割環(huán)節(jié)都涉及到了整流或者變頻器等非線性負載,而非線性負載是典型的諧波源,它會反作用于該生產(chǎn)線上的配電網(wǎng)絡(luò)和其他用電設(shè)備。因此,諧波治理在光伏行業(yè)中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。

2諧波治理的措施

從現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)可以看出，單晶爐和線鋸的諧波含量很高,單晶爐電流畸變率高達30%,線鋸也接近20%，以571113等奇次諧波為主，尤其5次和7次諧波含量較高,波形畸變非常嚴重。諧波治理的目的,首先是保障電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行和工作人員的人身安全,即通過針對性的諧波治理方案，減少甚至消除諧波對配電系統(tǒng)的不良影響,保證單晶爐、線鋸、供配電設(shè)備的正常運行;其次體現(xiàn)直接經(jīng)濟效益,即降低配電系統(tǒng)中諧波含量,減少無功損耗,延長設(shè)備使用壽命?；谏鲜瞿康募艾F(xiàn)場測試的數(shù)據(jù),我們采用有源濾波器對單晶爐和線鋸進行諧波治理。

華天HTOF有源濾波器是一種用于動態(tài)抑制電力諧波、動態(tài)補償無功功率并校正三相不平衡的新型電力電子設(shè)備。HTQF有源濾波器既可以濾除諧波又能補償無功,可對單晶爐線鋸等非線性設(shè)備進行電能質(zhì)量的綜合治理,是諧波治理和無功補償?shù)?佳選擇,是確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行的有力保障。

3安科瑞APF有源濾波器產(chǎn)品選型

3.1產(chǎn)品特點

(1)DSP+FPGA控制方式，響應(yīng)時間短，全數(shù)字控制算法，運行穩(wěn)定；

(2)一機多能，既可補諧波，又可兼補無功，可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；

(3)具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

(4)模塊化設(shè)計，體積小，安裝便利，方便擴容；

(5)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制，使用方便，易于操作和維護；

(6)輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響；

(7)多機并聯(lián)，達到較高的電流輸出等級；

3.2型號說明

3.3尺寸說明

3.4產(chǎn)品實物展示

ANAPF有源濾波器

4安科瑞智能電容器產(chǎn)品選型

4.1產(chǎn)品概述

AZC/AZCL系列智能電容器是應(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。它由智能測控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)母咭蟆?/p>

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動尋找適宜投入（切除）點，實現(xiàn)過零投切，具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。

4.2型號說明

AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

4.3產(chǎn)品實物展示

AZC系列智能電容模塊AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無功補償裝置智能電容方案

5.結(jié)束語

一期工程中，該企業(yè)選擇了四臺有源濾波器進行諧波治理,經(jīng)過半年多的運行,HTQF有源濾波器展現(xiàn)了良好的品質(zhì),確保了供電的安全,保障了單晶硅生產(chǎn)的質(zhì)量,該企業(yè)決定在后期擴建工程中全部配套HTQF有源濾波器。