Bộ lọc sóng hài là gì? Các công bố khoa học về Bộ lọc sóng hài
Bộ lọc sóng hài, hay Harmonic Filter, là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện tử, giúp loại bỏ sóng hài không mong muốn, cải thiện chất lượng điện năng và bảo vệ thiết bị. Sóng hài là thành phần tần số bội xuất hiện do hoạt động không tuyến tính của các thiết bị điện. Bộ lọc sóng hài có hai loại chính: thụ động và chủ động, sử dụng trong nhiều ngành như sản xuất, điện lực và vận tải. Lợi ích bao gồm giảm tổn thất năng lượng, bảo vệ thiết bị, và cải thiện chất lượng điện năng, đóng vai trò quan trọng trong phát triển bền vững.
Bộ Lọc Sóng Hài: Giới Thiệu và Ứng Dụng
Bộ lọc sóng hài, hay còn gọi là Harmonic Filter, là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện và điện tử. Sử dụng chủ yếu để loại bỏ hoặc giảm thiểu các sóng hài không mong muốn, nó góp phần cải thiện chất lượng điện năng, giảm tổn thất và bảo vệ thiết bị khỏi hư hại.
Sóng Hài Là Gì?
Sóng hài là các thành phần tần số bội của tần số cơ bản trong một hệ thống điện. Chúng sinh ra do sự hoạt động không tuyến tính của các thiết bị điện như động cơ, máy biến thế, máy tính, và các thiết bị điện tử công suất cao. Sự xuất hiện của sóng hài có thể gây ra nhiều vấn đề về hiệu suất, độ tin cậy của hệ thống và an toàn.
Nguyên Lý Hoạt Động của Bộ Lọc Sóng Hài
Bộ lọc sóng hài hoạt động bằng cách cản trở hoặc làm suy giảm các tần số sóng hài trong mạch điện. Chúng thường được thiết kế để nhắm vào các bội số cụ thể của tần số cơ bản, tùy theo nhu cầu và ứng dụng cụ thể. Có hai loại chính bao gồm:
- Bộ lọc thụ động (Passive Filters): Sử dụng các thành phần như điện kháng, điện dung và điện trở để lọc bỏ sóng hài.
- Bộ lọc chủ động (Active Filters): Sử dụng các mạch điện tử phức tạp để tạo ra sóng đối ngược với sóng hài, từ đó triệt tiêu chúng.
Ứng Dụng của Bộ Lọc Sóng Hài
Bộ lọc sóng hài được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong:
- Ngành công nghiệp sản xuất: Giảm thiểu nhiễu loạn điện áp và tiết kiệm năng lượng.
- Ngành điện lực: Cải thiện chất lượng điện năng, đảm bảo an toàn và độ tin cậy.
- Ngành vận tải: Bảo vệ các thiết bị điện tử trên tàu thủy, máy bay và phương tiện giao thông khác.
Lợi Ích của Việc Sử Dụng Bộ Lọc Sóng Hài
Sử dụng bộ lọc sóng hài đem lại nhiều lợi ích bao gồm:
- Giảm thiểu tổn thất năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
- Bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do quá nhiệt và giảm thiểu sự mất ổn định của hệ thống điện.
- Cải thiện chất lượng điện năng, giảm nhiễu và tăng tuổi thọ cho các thiết bị nối liền.
Kết Luận
Bộ lọc sóng hài đóng vai trò không thể thiếu trong việc duy trì chất lượng điện năng và bảo vệ các hệ thống điện. Với khả năng cải thiện hiệu quả và độ an toàn hoạt động của các thiết bị điện tử và điện công nghiệp, đầu tư vào bộ lọc sóng hài là một bước tiến cần thiết cho sự phát triển bền vững trong hạ tầng hiện đại.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "bộ lọc sóng hài":
Thiết bị tách ghép kênh phân chia hai mode suy hao thấp sử dụng ống dẫn sóng soi dạng bus rẽ nhánh
Trong bài báo này, một thiết kế mới của thiết bị tách/ghép kênh phân chia hai mode dựa trên cấu trúc rẽ nhánh chọn lọc mode của ống dẫn sóng dạng bus. Các mode cơ bản, mode bậc nhất được tách riêng ra hai cổng ở đầu ra. Thiết kế được thực hiện bởi phân tích lý thuyết và mô phỏng số sử dụng phương pháp mô phỏng truyền chùm ba chiều (3D-BPM). Các kết quả cho thấy tách hai kênh thành công với băng thông rộng 150 nm cửa sổ thông tin quang 1550 nm, trong đó suy hao thấp dưới 1 dB và xuyên nhiễu kênh nhỏ hơn -20 dB. Thiết bị đề xuất có diện tích tích hợp chỉ 8 µm x 200 µm, do đó nó không chỉ có tiềm năng trong các hệ thống truyền dẫn ghép kênh phân chia theo bước sóng và theo mode mà còn cho các mạch tích hợp quang tử silic mật độ cao.
#Bộ ghép (tách) kênh #kích thích chọn lọc mode #ống dẫn sóng SOI #phương pháp BPM #mô phỏng số #ống dẫn sóng bus
Hạn chế sóng hài từ nguồn năng lượng mặt trời qua việc sử dụng bộ lọc ứng dụng lý thuyết công suất tức thời kép
Hiện nay, nguồn năng lượng mặt trời đang được sử dụng ngày càng nhiều. Một trong những lý do là nhờ vào sự tiến bộ công nghệ bán dẫn đã dẫn đến thay đổi đáng kể trong các thiết bị điện tử công suất, từ các bộ biến đổi công suất sử dụng thyristor lớn trở thành các bộ chuyển đổi công suất sử dụng IGBT nhỏ và nhanh hơn. Tuy nhiên, điều khiển biến đổi công suất dựa trên IGBT tạo ra sóng hài và nó được truyền vào hệ thống điện. Các sóng hài thường được loại bỏ bằng bộ lọc thụ động LC hoặc RLC. Tuy nhiên, hệ thống lọc thụ động này có những hạn chế riêng. Bài báo sử dụng bộ lọc tích cực nối tiếp dựa trên lý thuyết công suất tức thời kép vào việc giảm thiểu sóng hài từ hệ thống điện mặt trời. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng độ méo sóng hài điện áp (THD) giảm từ 40.74% xuống 3.85% và tổng độ méo sóng hài dòng điện tại tải giảm từ 11.28% xuống 1.14%, thấp hơn đáng kể so với tiêu chuẩn IEEE Std. 519.
#sóng hài #tổng độ méo dạng sóng hài #bộ lọc tích cực #lý thuyết công suất tức thời #điện mặt trời
Phân tích sóng hài của kháng điện bù ngang điều khiển bằng thyristors (TCR) trong hệ thống điện
Khi sử dụng thiết bị kháng điện bù điều khiển bằng thyristor (TCR) để cải thiện chất lượng điện áp trong hệ thống điện, sẽ tồn tại các sóng hài dòng điện. Các thành phần dòng điện hài này sẽ gây tác hại đến hệ thống điện, như làm cho điện áp, dòng điện trên lưới điện không còn dạng hình sin, làm tăng tổn thất công suất trong lưới điện. Vì vậy cần phải nghiên cứu phổ sóng hài dòng điện do TCR gây ra và phân tích ảnh hưởng của nguồn sóng hài này đến hệ thống điện. Bài báo trình bày ứng dụng của TCR và nguồn hài của nó gây ra, mô hình các phần tử trong hệ thống điện khi phân tích sóng hài và thuật toán phân tích ảnh hưởng của sóng hài của TCR đến chất lượng điện áp của lưới điện dựa trên bài toán tính trào lưu công suất. Bằng chương trình Matlab, đã tính toán minh họa áp dụng cho một sơ đồ lưới điện mẫu 5 nút và từ đó đề xuất sử dụng bộ lọc để hạn chế tác hại của sóng hài.
#điện kháng điều khiển bằng thyristors (TCR) #hệ thống điện #sóng hài #cộng hưởng #độ méo điện áp và dòng điện #bộ lọc sóng hài
Cải thiện chất lượng điện áp trong lưới điện phân phối 22Kv có phụ tải phi tuyến dùng D-statcom và bộ lọc sóng hài
Bài báo này đã đưa ra mô hình kết hợp bộ bù đồng bộ tĩnh (D-Statcom) dùng nghịch lưu nguồn áp (VSC) với bộ lọc sóng hài để cải thiện chất lượng điện áp của lưới điện phân phối có phụ tải phi tuyến. Bộ điều khiển PID được áp dụng trong mô hình D-Statcom để ổn định biên độ điện áp tại nút phụ tải khi công suất phụ tải thay đổi. Bộ lọc sóng hài được lắp đặt cùng ở nút tải để loại bỏ các thành phần sóng hài bậc cao nhằm giảm hệ số méo dạng sóng hài (THD) do phụ tải chỉnh lưu phi tuyến gây ra. Kết quả mô phỏng trong miền thời gian và miền tần số cho thấy hiệu quả của mô hình dùng D-Statcom và bộ lọc sóng hài đưa ra trong cải thiện chất lượng điện áp. Các hệ số THD đạt yêu cầu khi đối chiếu với các tiêu chuẩn quốc tế IEEE std 519-2014 và TCVN về yêu cầu trong vận hành của hệ thống điện phân phối trong Thông tư 39/2015/TT-BCT của Bộ Công thương
#bộ bù đồng bộ tĩnh lưới phân phối (D-Statcom) #bộ nghịch lưu nguồn áp (VSC) #chất lượng điện áp #bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID) #bộ lọc sóng hài #tổng độ méo dạng sóng hài (THD) #phân tích phổ (FFT) #Tiêu chuẩn quốc tế IEEE Std 519-2014 #Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)
Phương pháp giảm thiểu sóng hài từ hệ thống điện mặt trời và tải phi tuyến
Hiện nay, từ những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn đã dẫn đến những thay đổi đáng kể trong lĩnh vực điện tử công suất, các tải phi tuyến hoặc nguồn điện sử dụng phương pháp nghịch lưu trực tiếp từ dòng điện như năng lượng mặt trời làm cho lưới bị bị ảnh hưởng bởi sóng hài nhiều hơn. Nghiên cứu này áp dụng các bộ lọc tích cực nối tiếp và song song dựa trên lý thuyết công suất tức thời để giảm thiểu sóng hài từ các tải phi tuyến và nguồn điện mặt trời trong cùng một hệ thống điện. Kết quả cho thấy, tổng độ méo sóng hài của mạng phân phối (THD) khi sử dụng cả hai bộ lọc đã giảm từ 6,39% xuống 0,74% và tổng độ méo sóng hài trong tải tuyến tính giảm từ 5,31% xuống 0,5%, các chỉ số biến dạng sóng hài sau khi sử dụng bộ lọc thấp hơn so với tiêu chuẩn IEEE 519.
#Sóng hài #tổng độ méo dạng sóng hài #bộ lọc tích cực #lý thuyết công suất tức thời #điện mặt trời
MÔ PHỎNG BỘ LỌC SÓNG HÀI THỤ ĐỘNG VỚI TẦN SỐ BIẾN ĐỔI
Bài báo trình bày nguyên lý làm việc của bộ lọc sóng hài thụ động với tần số biến đổi dựa trên một thiết bị phi tuyến phát thải sóng hài theo đặc tính làm việc. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc sóng hài thụ động với tần số biến đổi sẽ được đề xuất. Thông qua việc mô phỏng nguyên lý hoạt động của thiết bị sẽ chứng minh được tính hiệu quả của thiết bị này so với các thiết bị lọc sóng hài thụ động thông thường như: giá thành rẻ, kích thước gọn nhẹ nhưng tính năng lọc sóng hài không thay đổi.
Selective harmonic elimination for cascade modular multi-level inverters using GA and GWO algorithms
Tạp chí Kỹ thuật và Công nghệ Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh - Tập 5 Số 2 - Trang 1451-1462 - 2022
Nowadays, the study of methods to control the inverter by applying optimization algorithms to eliminate selective harmonics (Selective Harmonic Elimination (SHE)) is attracting more and more attention of researchers. These studies are divided into two directions: evolutionary algorithms and swarm intelligence, in which genetic algorithm (GA) represents the group of evolutionary algorithms, and one solution recently appeared is the gray wolf algorithm (Grey Wolf Optimizer: GWO) which represents the group of swarm intelligence algorithms. When applied to the SHE problem for the inverter, these algorithms show positive results. However, there has not been an evaluation of both time and total harmonic distortion (THD) over the entire range of modulation index between the two methods GA and GWO when applied to multi-level inverters. Therefore, the article gives detailed evaluations in terms of time and harmonics of the above methods to see the advantages and limitations of each algorithm on each segment of the modulation ratio to the modular 11 -levels cascade inverter. Modular multi-levels cascade inverter is simulated by Matlab/Simulink software to verify GA and GWO control algorithms.
#– Bộ nghịch lưu đa bậc ghép tầng #kỹ thuật loại bỏ sóng hài chọn lọc (SHE) #giải thuật tối ưu bầy sói xám (GWO) #giải thuật gen di truyền (GA) #tổng độ méo dạng sóng hài (THD).
Giảm thiểu sóng hài trên lưới điện phân phối có tích hợp điện mặt trời
Tạp chí Khoa học Đại học Đông Á - Tập 2 Số 2 - 2023
Điện mặt trời có quy mô vừa và nhỏ kết nối rải rác trên phạm vi rộng cấp điện của lưới điện phân phối địa phương đã đem lại nhiều lợi ích cho lưới điện. Tuy nhiên với đặc điểm cố hữu của thiết bị điện tử công suất, các bộ nghịch lưu phát sinh sóng hài. Những sóng hài này lan truyền khắp nơi trên lưới điện có thể gây lên những tác động bất lợi. Việc lắp đặt các bộ tụ bù công suất phản kháng có thể làm gia tăng cộng hưởng ở các tần số trùng với tần số sóng hài lan truyền có thể làm cho những ảnh hưởng càng nặng nề hơn. Bài báo này trình bày đặc điểm phát sinh sóng hài của các bộ biến đổi ứng dụng trong điện mặt trời. Xây dựng mô hình mô phỏng lưới điện trung áp của vùng núi phía bắc Việt Nam có kết nối điện mặt trời. Áp dụng kỹ thuật quét tần nhằm tìm ra các điểm cộng hưởng, phân tích sự lan truyền sóng hài trên lưới điện. Từ đó, giải pháp bộ lọc sóng hài thụ động được đề xuất và là giải pháp phù hợp nhằm đảm bảo tổng độ méo dạng sóng hài theo qui định.
#Nguồn phân tán #Điện mặt trời #Lưới điện phân phối #Sóng hài #Bộ lọc sóng hài
Tổng số: 8
- 1