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诺电霸系列--FullcosPower（福诺斯）

■FullcosPower为用户提供的核心价值 

◆节能降耗，为企业创造卓越的经济价值
• 降低企业在生产运行和运营中的能源消耗和成本
• 提高电网质量和设备运行效率，高效生产创造卓越经济价值

◆保障设备安全稳定运行，节省运维成本
• 保障可靠有效的设备运行，实现可持续的能源节省
• 通过合理的设计及管理，降低生产中断风险
• 依靠主动性预防性的维护及服务，保证能源高效平稳的使用

◆绿色电网，体现企业社会责任
• 确保企业电网质量符合国家标准，避免因为不符合国家电网要求而受处罚
• 绿色高效的电网环境，体现企业社会责任和价值

■NOBLE全球领先的节能技术
福诺斯FullcosPower是新出 现的一种基于大功率逆变器的动态电能质量补偿装置，它将电力电子技术、计算机技术和现代控制技术应用于电力系统，通过对装置输出电压相位的控制，对电力系 统的网络参数和网络结构实施灵活、快速的控制，从感性到容性的整个范围进行连续的无功调节，达到快速补偿系统对无功功率的需求，从而抑制电压波动并增强系 统稳定性。

福诺斯FullcosPower能解决诸如谐波（harmonic）、电压跌落(sags)、浪涌(surge)、电压脉冲 (impulse)与瞬时供电中断(outage)这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快，并且还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形的动态电能质量 问题；能动态地补偿谐波、无功、负序及频率变化电能质量问题，减少线路损耗，增大有功输送能力，抑制谐波，提高电能质量。具有响应速度快，吸收无功连续， 谐波电流小，损耗低等优点。

■FullcosPower的技术驱动
由于很多情况下负载电流变化较快且较频繁，如果补偿指令与实际电流间就存在较大的延时，采用间接法得到的指令电流信号中存在较大的基波，如基波正序有功分量，基波正序无功分量；

基波负序有功分量，基波负序无功分量；基波正序有功电流等，导致FullcosPower发出或吸收有功电流，从而需要加大FullcosPower的容量；而采用直接法得到的指令信号就会存在幅值上的差异，导致谐波补偿不完全，降低了FullcosPower的补偿性能。为了解决上述根本问题 FullcosPower采用预测型电流检测方法，把TTA算法与预测算子很好地组合在一起。预测算子如图1-1所示。

定义算子：，（1-1）式中，m为当前工频周期；m-1为前一个工频周期；n为当前采样点；N为单周期采样点数。用上一周期的采样数据计算出其中的基波或指定次谐波分量，然后再乘以上面得到的 ，就可以得到当前负载电流中的基波或谐波电流的值，由此得到的补偿指令几乎可以实时的反映出负载的变化，延时很小（最大一个采样周期的延时）。

图1-1：预测算子的运算框图 

TTA算法与预测算子组合在一起就可以得到一种灵活的、适合对快速变化负载进行补偿的FullcosPower电流检测方法，如图1-2所示。  

图1-2：带预测性能的TTA算法框图 
采用带预测算子的电流检测方法可以使补偿指令快速的跟踪负载电流的变化，补偿后的网侧电流能够快速跟踪负载电流的变化，延时非常小（微秒级），从而大大提高FullcosPower的动态性能。 

■FullcosPower的独特优势

1.高运算的DSP
FullcosPower 采用美国TI公司的内部带有ROM，FLASH，大容量的RAM和丰富的外部接口，具有体积小，速度快（128K）、使用简单等特点，以及功能强大，功耗低、性能稳定的32位浮点，主频率为150MHZ，型号为TMS320F28335的DSP处理器，和专用的AD采样芯片相结合自主研发出控制数字运算板，将电源分解成了基波正序有功分量、基波正序无功分量、基波负序有功分量、基波负序无功分量、谐波负序分量和谐波正序分量，对谐波、无功和负序快速计算 同时进行补偿；对谐波进行补偿；对无功进行补偿；对负序进行补偿；对指定次谐波进行补偿等，以满足不同的补偿功能，对电网及用能设备进行电压、电流、能源、品质因数等实时动态监控，适时调节设备的能源利用使设备能源利用率达到最佳状态，运算速度可达微秒级。 

2.检测的高精度
FullcosPower的检测算法与预测算子的完美组合，自动消除频率误差对谐波检测幅值和相位的影响，从而大大地提高检测的精度。频率误差对谐波检测幅值的影响如图(a)所示；频率误差对谐波检测相位的影响如图(b)所示

(a)：频率误差对谐波检测幅值的影响         (b)：频率误差对谐波检测相位的影响 

3.补偿的灵活性

• 如果FullcosPower只用来补偿谐波和基波负序，而不补偿无功，则只需利用式进行计算得到基波正序电流信号，再用负载电流信号减去即可得到指令信号。
• 如果FullcosPower只用来补偿基波负序，则只需利用式计算得到基波负序电流信号即可。如果要求补偿后网侧电流为三相对称的基波电流，且功率因数为1，可以在式中令，即可以得到基波正序中的有功分量，用负载电流信号减去就可以得到指令信号i_px11(n)。同理，令，可得基波正序中的无功分量。

• 如果FullcosPower只是用来补偿谐波而不补偿无功和负序，可以利用式计算得到基波电流信号，再用负载电流信号减去就可以得到指令信号。

• 如果FullcosPower用来补偿指定次谐波，可以利用式计算得到谐波电流信号 ，即得到指定次谐波电流信号。实际上对于谐波来说并不需要区分有功和无功，因此可以用

 、 替换 、 ，从而使程序大大简化。

4.输出完美的电压波形

FullcosPower运行前与运行后电网电压波形分量分别如图1-4和图1-5所示。

■FullcosPower的强大功能
• 实时采集能效系统数据，实现自适应动态能源效益管理，为用户充分并合理利用能源提供有效依据；
• 个性化设计, 超大液晶(LCD)显示，友好的人机界面，上位机在线调试；
• 具有全面的参数显示功能，可显示福诺斯Fullcos power和补偿前后负载的电流有效值、电压有效值、有功功率、无功功率和视在功率；
• 专利技术，不用电容器进行无功补偿，可靠性强，实现谐波和基波无功全补偿，从感性到容性的整个范围进行连续的无功调节，达到快速补偿系统对无功功率的需求，可将功率因数强制补偿到0.98以上，具有节能与环保的双重功效；
• 采用了不对称补偿，可以补偿负序电流，重新平衡三相电流，消除零序谐波在中线上的电流迭加，改善电气设备的安全性；
• 能有效解决谐波（harmonic）、电压跌落(sags)、浪涌(surge)、电压脉冲(impulse)与瞬时供电中断(outage)等持续时间 短、变化快，并且还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形的动态电能质量问题，减少能源的附加损耗，从而有效提高电能质量；
• 动态响应速度快，响应时间可达5us（s）；
• 容量可达2100A，能够适应各种复杂工业现场的要求；
• 设备与系统并联、运用简单、灵活，具有良好的诸如变流器过流、过热，电源过载、过压等保护功能，运行安全、可靠、稳定。 

■FullcosPower的灵活应用
FullcosPower能广泛应用于以下设备和企业：
• 快速变化的谐波源，如：电弧炉、电力机车、整流、变频、工频及中频感应加热、高频感应加热、焊接等混合负载；低压大功率电解、电镀、电弧炉等负荷。
• 同时，针对油田抽油机，轧钢厂、化工、中频炉、地铁、机械厂、风电场、泵站、港口、汽车厂、会展场馆、写字楼和卷扬机等负载，除了产生谐波外，往往还会引起供电电压的波动和闪变，有的还会造成系统电压三相不平衡，严重影响公用电网的电能质量，在谐波源处并联装设FullcosPower，可有效减小波动的谐波量，同时，可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡，补偿功率因数。