Distingir els filtres harmònics actius d'altres dispositius de filtratge

En el camp de la mitigació d'harmònics en sistemes elèctrics, existeixen diversos enfocaments tècnics i formes de dispositiu. Els filtres harmònics actius, a causa del seu mecanisme de control i rendiment únics, són significativament diferents dels equips tradicionals i similars. Aclarir aquestes diferències ajuda a seleccionar solucions adequades en funció de les necessitats reals d'enginyeria, aconseguint una optimització precisa de la qualitat de l'energia.

 

En comparació amb els filtres harmònics passius, la diferència fonamental rau en el seu principi de compensació i adaptabilitat. Els filtres passius consisteixen en components passius com ara reactors, condensadors i resistències. Depenen de circuits ressonants LC per crear camins de baixa-impedància per a harmònics de freqüència específics, evitant-los o absorbint-los. Tot i que d'estructura senzilla i de baix cost, només poden mitigar els harmònics en una banda de freqüència fixa i són susceptibles a canvis en la impedància de la xarxa, que poden causar ressonància en paral·lel o en sèrie i introduir nous problemes de qualitat d'energia. Els filtres harmònics actius, en canvi, es basen en la tecnologia de control actiu. Adquireixen informació harmònica en temps real a través d'una unitat de detecció i injecten una quantitat de compensació inversa al sistema mitjançant un circuit inversor, aconseguint la cancel·lació sincrònica dels harmònics d'ample-ample de banda i multi-freqüència sense risc de ressonància. La seva adaptabilitat i precisió de mitigació són significativament superiors a les solucions passives.

 

En comparació amb els filtres d'harmònics híbrids, tant els filtres d'harmònics actius com els passius integren components actius i passius, però es diferencien en la seva relació mestre-esclau i en el focus de rendiment. Els filtres híbrids solen utilitzar els components passius per al filtratge primari, mentre que els components actius s'utilitzen per millorar les característiques de les branques passives o ampliar el rang de control. El seu cost i mida es troben entre filtres purament passius i purament actius. Els filtres harmònics actius, en canvi, es basen en el control actiu. Tota la compensació harmònica s'aconsegueix mitjançant senyals generats activament, sense dependre de branques d'afinació. Per tant, tenen avantatges en la velocitat de resposta dinàmica, la flexibilitat del control i la compatibilitat del sistema, cosa que els fa especialment adequats per a escenaris amb grans fluctuacions de càrrega i espectres harmònics complexos.

 

També es diferencien dels generadors de var estàtics (SVG) en la seva cobertura funcional. Els SVG tenen com a objectiu principal la compensació de la potència reactiva. Tot i que poden aconseguir una certa supressió d'harmònics mitjançant estratègies de control específiques, els seus algorismes i dissenys de maquinari no estan optimitzats específicament per al control d'harmònics de banda ampla, limitant la seva capacitat de compensació i precisió per a harmònics més alts. Els filtres harmònics actius, però, se centren en la supressió d'harmònics, aconseguint simultàniament la compensació de la potència reactiva i la correcció del desequilibri trifàsic-, i estan més especialitzats en el seguiment dinàmic harmònic i la precisió de la compensació.

 

A més, pel que fa a la velocitat de resposta i la fiabilitat operativa, els filtres harmònics actius tenen una resposta dinàmica de nivell de mil·lisegons{0}}, el que els permet adaptar-se ràpidament als canvis de càrrega; Els filtres passius estan limitats pels paràmetres dels components, els filtres híbrids es troben entremig, mentre que SVG, tot i que-respon ràpidament, no s'orienta principalment als harmònics. Pel que fa a la fiabilitat operativa, els filtres passius tenen una forta tolerància a la sobrecàrrega, però són susceptibles a la ressonància, mentre que els filtres harmònics actius eviten la ressonància mitjançant un control intel·ligent, amb la fiabilitat que es basa en el manteniment de dispositius electrònics de potència i sistemes de refrigeració.

 

En general, els filtres harmònics actius es diferencien de les solucions passives tradicionals i d'algunes híbrides pel que fa als mecanismes de mitigació, la cobertura de l'espectre, el rendiment dinàmic i la coordinació multi-objectiu. També superen l'SVG, que se centra principalment en la compensació de potència reactiva, en mitigació d'harmònics especialitzats, el que els converteix en la tecnologia preferida per a aplicacions amb requisits de qualitat d'alta potència.