ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟช่วยให้กระแสไฟฟ้ามีเสถียรภาพในอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนได้อย่างไร

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการบิดเบือนฮาร์โมนิกและผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าในอุตสาหกรรม

อะไรคือสาเหตุของการบิดเบือนฮาร์โมนิกในระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรม?

เมื่อโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFDs), ระบบ UPS และตัวขับ LED ดึงไฟฟ้าแบบเป็นจังหวะสั้นๆ แทนที่จะตามรูปแบบคลื่นไซน์ที่ราบรื่น การบิดเบือนฮาร์มอนิกก็จะเกิดขึ้น สิ่งที่เราได้คือความถี่พิเศษเหล่านี้ซึ่งเป็นเพียงตัวคูณของแหล่งจ่ายไฟมาตรฐาน 50 หรือ 60 เฮิรตซ์ของเรา ลองดู VFDs เป็นตัวอย่าง พวกมันมักสร้างฮาร์มอนิกลำคาญๆ ที่ 5, 7 และ 11 เนื่องจากตัวแปลงสัญญาณของพวกมันทำงานเปลี่ยนสถานะเร็วมาก การศึกษาล่าสุดในปี 2023 เกี่ยวกับคุณภาพของไฟฟ้าพบว่า โรงงานที่เต็มไปด้วยอุปกรณ์ประเภทนี้ มักพบระดับการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด (Total Harmonic Distortion) ระหว่าง 15% ถึง 25% ซึ่งสูงกว่าที่ IEEE 519 แนะนำว่าปลอดภัยไว้ที่ประมาณ 8% หากปล่อยไว้โดยไม่ควบคุม ไฟฟ้ารบกวนนี้สามารถทำให้วัสดุฉนวนสึกหรอ เครื่องแปลงไฟทำงานร้อนผิดปกติ และลดประสิทธิภาพของระบบลงได้ถึง 20% ในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด

โหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นทั่วไป (เช่น VFDs, UPS, ตัวขับ LED) และผลกระทบ

ประเภทของภาระ	การมีส่วนร่วมของฮาร์มอนิก	ผลกระทบหลัก
เครื่องขับเคลื่อนความถี่แปร	ที่ 5, 7, 11	มอเตอร์รับความร้อนเกิน ทำให้การสูญเสียในตัวนำทองแดงเพิ่มขึ้น 30%
ระบบ UPS	ลำดับที่ 3, 5	ทำให้แรงดันไฟฟ้าบิดเบือน กระตุ้นให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัดวงจรผิดพลาด
ไดรเวอร์ LED	ลำดับที่ 3, 9	ลดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุลง 40–60%

การวัดค่าความบิดเบือนฮาร์มอนิกแบบรวม (THD) และเหตุผลที่สิ่งนี้มีความสำคัญต่อความเสถียรของไฟฟ้า

ความบิดเบือนฮาร์มอนิกแบบรวม หรือเรียกย่อว่า THD โดยหลักแล้วจะดูว่ามีสัญญาณรบกวนเพิ่มเข้ามาในสัญญาณไฟฟ้ามากน้อยเพียงใดเมื่อเทียบกับค่าปกติที่ควรจะเป็น ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่แนะนำให้ควบคุมระดับ THD ของแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ต่ำกว่า 5% ตามแนวทางที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน IEEE 519 สิ่งนี้จะช่วยป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้าจากการโอเวอร์โหลด ลดปัญหาการเกิดความร้อนสูงเกินไปในตัวนำไฟฟ้าสายกลางลงได้ประมาณสองในสาม และป้องกันไม่ให้ธนาคารตัวเก็บประจุเข้าสู่ภาวะเรโซแนนซ์ที่เป็นอันตราย กรณีศึกษาล่าสุดในปี 2023 แสดงให้เห็นว่าโรงงานที่ใช้ระบบกำจัดฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ มีจำนวนการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิดลดลงประมาณ 68% เพื่อการป้องกันที่ต่อเนื่อง สถานที่หลายแห่งจึงเริ่มพึ่งพาเครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า (power quality analyzers) ซึ่งสามารถตรวจจับการเพิ่มขึ้นของความบิดเบือนเล็กน้อยได้ตั้งแต่แรกเริ่ม ช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถแก้ไขปัญหาได้ทันก่อนที่จะเกิดความเสียหายกับอุปกรณ์จริงๆ

การทำงานของอุปกรณ์กำจัดฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟในการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าในระบบอุตสาหกรรม

การชดเชยฮาร์มอนิกแบบเรียลไทม์โดยใช้เทคโนโลยีควบคุมแบบ DSP-Based

ตัวกรองฮาร์монิกทำงานโดยใช้การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล หรือ DSP ย่อมาจาก Digital Signal Processing เพื่อตรวจจับและกำจัดสัญญาณรบกวนฮาร์монิกที่น่ารำคาญได้เกือบจะในทันที ระบบเหล่านี้จะวิเคราะห์คลื่นกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ไหลเข้ามา จากนั้นสร้างกระแสต้านทานเพื่อกำจัดสิ่งที่ไม่ต้องการทิ้ง ซึ่งเกิดจากอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ไดรฟ์ความถี่แปรผันและเครื่องจ่ายไฟสำรอง ตามรายงานวิจัยที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้วระบุว่า เมื่อใช้เทคโนโลยี DSP ระบบที่ใช้ในการจัดการฮาร์มอนิกสามารถลดค่าความบิดเบือนฮาร์มอนิกโดยรวม (Total Harmonic Distortion) ให้อยู่ต่ำกว่า 4% ในหลายกรณี ซึ่งหมายความว่าระบบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ตอบสนองตามข้อกำหนดของมาตรฐาน IEEE 519-2022 สำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังมักจะเกินความคาดหวังนั้น โดยเฉพาะเมื่อข้อกำหนดต่างๆ มีความเข้มงวดมากขึ้นในช่วงหลัง

การตอบสนองแบบไดนามิกต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลดและสภาพแปรปรวนของระบบไฟฟ้า

ตัวกรองแบบแอคทีฟสามารถปรับตัวได้ทันทีต่อโปรไฟล์โหลดและสภาพของกริดที่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟไม่สามารถทำได้ สำหรับสถานที่ที่มีความต้องการพลังงานเปลี่ยนแปลง เช่น ศูนย์ข้อมูล หรือระบบเชื่อมโลหะ ตัวแก้ไขแบบแอคทีฟจะตอบสนองภายในเวลาไม่ถึง 50 ไมโครวินาที ช่วยป้องกันปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ และลดความเสี่ยงการหยุดชะงักเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างฉับพลัน

ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ เทียบกับวิธีแบบพาสซีฟ: สมรรถนะและความยืดหยุ่น

คุณลักษณะ	ตัวแก้ไขแบบแอคทีฟ	ตัวกรองแบบพาสซีฟ
ระยะความถี่	2 กิโลเฮิรตซ์ — 50 กิโลเฮิรตซ์	แบบคงที่ (เช่น ฮาร์มอนิกลำดับที่ 5, 7)
ความสามารถในการปรับตัว	ปรับแต่งอัตโนมัติ	ปรับตั้งค่าใหม่ด้วยตนเอง
ประสิทธิภาพการใช้พื้นที่	ขนาดกะทัดรัด (ออกแบบแบบโมดูลาร์)	ชิ้นส่วน LC ขนาดใหญ่
ระบบแบบแอคทีฟสามารถกำจัดฮาร์มอนิกได้สูงถึง 98% สำหรับทุกลำดับ ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟจะจำกัดเฉพาะความถี่ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าตามข้อมูลจากวารสารวิศวกรรมพลังงาน (2024)

เพิ่มความน่าเชื่อถือของพลังงานในศูนย์ข้อมูลและโรงงานผลิต

ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์กำจัดฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟช่วยลดการสูญเสียของหม้อแปลงไฟฟ้าลง 18% และปรับปรุงความสม่ำเสมอในการทำงานของเครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) ได้ดีขึ้น 27% ศูนย์ข้อมูลที่ใช้ระบบเหล่านี้สามารถบรรลุระดับคุณภาพไฟฟ้าตามมาตรฐาน 99.995% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประมวลผลขนาดใหญ่ (hyperscale computing) พร้อมทั้งลดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอุปกรณ์ประจำปีได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ (สถาบันโพนีมอน ปี 2023)

สมรรถนะของอุปกรณ์กำจัดฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟภายใต้สภาวะการบิดเบือนสูง

ในปัจจุบัน โรงงานอุตสาหกรรมต่างพบกับปัญหาที่เพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับฮาร์โมนิกส์ เนื่องจากอุปกรณ์ควบคุมความถี่แบบปรับได้ (variable frequency drives) ระบบไฟฟ้าสำรอง (uninterruptible power supplies) และโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น (nonlinear loads) ถูกติดตั้งอย่างแพร่หลายมากขึ้นทุกที่ อุปกรณ์ลดฮาร์โมนิกส์แบบแอคทีฟ (Active Harmonic Mitigators) ได้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์อย่างมาก โดยเฉพาะในสถานการณ์ที่วิธีการปกติไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้ งานวิจัยที่เผยแพร่ในวารสาร Nature เมื่อปีที่แล้วได้แสดงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจอย่างมาก โดยอุปกรณ์ AHM สามารถลดค่ารวมฮาร์โมนิกส์ดิสทอร์ชัน (Total Harmonic Distortion) ให้อยู่ต่ำกว่า 5% ได้ในเกือบทุกกรณี ยกเว้นเพียง 8% ของกรณีที่เลวร้ายที่สุดในการทดสอบ และอุปกรณ์เหล่านี้สามารถปรับตัวกรองแบบเรียลไทม์ได้อย่างต่อเนื่อง สำหรับบริษัทที่กังวลเกี่ยวกับความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ที่มีราคาแพง สมรรถนะเช่นนี้ทำให้ AHM เป็นการลงทุนที่จำเป็นอย่างยิ่งในปัจจุบัน

ประสิทธิภาพของการกรองแบบแอคทีฟในสภาพแวดล้อมที่มีฮาร์โมนิกส์รุนแรง

ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟรุ่นใหม่ใช้เทคโนโลยีการฉีดกระแสแบบไดนามิก ซึ่งสามารถควบคุมฮาร์มอนิกได้สูงถึงระดับที่ 50 ระบบเหล่านี้ยังคงทำงานได้ดีแม้ระดับการบิดเบือนฮาร์มอนิก (Total Harmonic Distortion) ที่จุดเชื่อมต่อร่วม (PCC) จะสูงเกิน 25% ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟรุ่นเก่ายากที่จะให้ผลลัพธ์ที่ดีเมื่อระดับการบิดเบือนเกิน 15% ตามการศึกษาล่าสุด ระบบที่พัฒนาขึ้นสามารถตอบสนองได้เร็วกว่ารุ่นเก่าประมาณสามเท่า ความเร็วในการตอบสนองที่เพิ่มขึ้นนี้มีความสำคัญมากในการป้องกันการเสียหายของชุดตัวเก็บประจุ (Capacitor Bank) ที่มักเกิดขึ้น และยังช่วยลดการสะสมของความร้อนเกินระดับในหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) ซึ่งอาจนำไปสู่การหยุดทำงานของระบบ

กรณีศึกษา: การลดระดับ THD ในโรงงานผลิตที่มี VFD หลายตัว

การศึกษาโดยการจำลองแบบในปี 2024 ที่เผยแพร่ใน ธรรมชาติ ประเมินโรงงานที่ดำเนินการอยู่ซึ่งมี VFD จำนวน 32 ตัว หลังติดตั้ง AHM ค่าความผิดเพี้ยนรูปคลื่นกระแส (THD) ลดลงจาก 28.6% เหลือ 3.9% และค่าความผิดเพี้ยนรูปคลื่นแรงดัน (THD) ลดลงจาก 8.7% เหลือ 2.1% ซึ่งทั้งสองค่าต่างอยู่ภายในข้อกำหนดตามมาตรฐาน IEEE 519-2022 อย่างชัดเจน การปรับปรุงนี้ทำให้หมดปัญหาความร้อนจากการสั่นพ้องในหม้อแปลง และลดการสูญเสียพลังงานลงได้ 19% ซึ่งยืนยันถึงความสามารถในการขยายผลของ AHM ในเครือข่ายอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน

การแก้ไขข้อจำกัดและความเข้าใจผิดเกี่ยวกับการนำ AHM มาใช้ในวงกว้าง

หลายคนยังคงกังวลว่าอุปกรณ์เหล่านี้มีความซับซ้อนมาก แต่ความเป็นจริงคือ AHMs แบบโมดูลาร์รุ่นใหม่ส่วนใหญ่สามารถคืนทุนได้ค่อนข้างเร็วเพียงแค่พิจารณาจากประหยัดพลังงานเพียงอย่างเดียว เราพูดถึงระยะเวลาประมาณ 18 ถึง 24 เดือนก่อนที่ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นจะถูกชดเชย ผลการทดสอบจริงยังแสดงให้เห็นว่าระบบนี้สามารถทำงานได้เกือบตลอดเวลา โดยมีหน่วยงานหนึ่งรายงานว่ามีอัตราการใช้งานใกล้เคียงถึง 99.8% ในช่วงดำเนินการต่อเนื่อง นอกจากนี้ การติดตั้งยังสามารถดำเนินการได้ในหลายสถานที่ของ PCC โดยไม่จำเป็นต้องปิดระบบใด ๆ ก่อน ทั้งหมดนี้ขัดแย้งกับความเชื่อเดิมของบางคนที่เคยคิดว่าอุปกรณ์ประเภทนี้มีปัญหาเรื่องความน่าเชื่อถือ ในปัจจุบัน AHMs ได้กลายเป็นทางเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับบริษัทที่จัดการระบบไฟฟ้า ซึ่งไม่สามารถยอมรับความล้มเหลวในรูปแบบใด ๆ ได้

กลยุทธ์ควบคุมและตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักสำหรับการจัดการฮาร์โมนิกส์อย่างมีประสิทธิภาพ

อัลกอริทึมควบคุมขั้นสูงในตัวควบคุมฮาร์โมนิกส์แบบ Active ที่ขับเคลื่อนด้วย DSP

ระบบกำจัดฮาร์โมนิกแบบแอคทีฟที่ใช้การประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัล ใช้อัลกอริทึมอัจฉริยะ เช่น การคำนวณแบบ Recursive Least Squares (RLS) และ Fast Fourier Transforms (FFT) เพื่อตรวจสอบรูปคลื่นกระแสทุกไม่กี่ไมโครวินาที สิ่งที่ระบบเหล่านี้ทำคือ การตรวจจับฮาร์โมนิกที่รบกวนระบบ จนถึงระดับลำดับที่ 50 และกำจัดมันออกไปแบบเรียลไทม์ เมื่อพิจารณาในสถานการณ์จริงที่ใช้งานไดรฟ์ความถี่แปรผันและเรคทิไฟเออร์ พบว่าส่วนใหญ่ติดตั้งแล้วทำให้ Total Harmonic Distortion ลดลงระหว่าง 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ การทดสอบล่าสุดในปี 2023 แสดงให้เห็นว่าโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์สามารถควบคุม THD ไว้ต่ำกว่า 5% ได้ แม้ในขณะที่โหลดเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดตามมาตรฐาน IEEE ฉบับล่าสุดในปี 2022

การประเมินความสำเร็จ: การลด THD, ประสิทธิภาพของระบบ และเวลาตอบสนอง

มีสามตัวชี้วัดหลักที่ใช้กำหนดความสำเร็จในการกำจัดฮาร์โมนิก:

• การลดระดับ THD : การกำหนดเป้าหมายให้ THD ของแรงดันต่ำกว่า 5% ช่วยป้องกันไม่ให้อุปกรณ์เกิดความร้อนเกินไป และหลีกเลี่ยงการเกิดเรโซแนนซ์จากคาปาซิเตอร์
• ประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน : หน่วยที่มีประสิทธิภาพ 98% ขึ้นไป ช่วยให้โรงงานขนาดกลางหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานรายปีที่สูญเสียไปกว่า 45,000 ดอลลาร์ (Pike Research 2023)
• เวลาตอบสนอง : รุ่นท็อปสามารถแก้ไขการบิดเบือนภายใน 2 มิลลิวินาที ซึ่งมีความสำคัญต่อการปกป้องเครื่องจักร CNC และระบบภาพถ่ายทางการแพทย์

อุปสรรคต่อการนำระบบอุตสาหกรรมไปใช้และเคล็ดลับการปฏิบัติจริง

แม้จะมีประโยชน์ที่พิสูจน์แล้ว แต่มี 42% ของสถานที่ภาคอุตสาหกรรมล่าช้าในการนำ AHM ไปใช้ เนื่องจากต้นทุนเริ่มต้นและการขาดความเชี่ยวชาญด้านคุณภาพไฟฟ้าภายในองค์กร (Pike Research 2023) เพื่อให้ก้าวข้ามอุปสรรคเหล่านี้:

1. ดำเนินการ การวิเคราะห์โหลด เพื่อคำนวณขนาดตัวลดฮาร์มอนิกให้แม่นยำ
2. เลือกระบบแบบโมดูลาร์เพื่อการติดตั้งแบบเป็นขั้นตอนในสายการผลิต
3. ฝึกอบรมเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาให้สามารถตีความแนวโน้ม THD และระบบวินิจฉัย
   การดำเนินการตามขั้นตอนเหล่านี้สามารถลดเวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับฮาร์มอนิกได้ 30–50% พร้อมทั้งสอดคล้องกับมาตรฐานคุณภาพไฟฟ้าสากล

การผนวกรวมตัวลดฮาร์มอนิกเชิงกิจกรรมในระบบพลังงานหมุนเวียนที่มีโหลดแบบนอนลิเนียร์

การติดตั้งระบบพลังงานหมุนเวียน เช่น แผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม สร้างปัญหาเฉพาะตัวในเรื่องของฮาร์มอนิกส์ไฟฟ้า เนื่องจากระบบเหล่านี้พึ่งพาอุปกรณ์แปลงพลังงานแบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นหลัก เมื่อระดับแสงแดดเปลี่ยนแปลงหรือความเร็วลมแปรปรวน เครื่องแปลงกระแส (inverter) มักจะสลับการทำงานที่ความถี่ต่าง ๆ กัน ทำให้เกิดฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 5 ถึง 13 ที่สร้างความรำคาญใจ ซึ่งฮาร์มอนิกส์ที่ไม่ต้องการเหล่านี้จะไหลเข้าสู่ระบบไฟฟ้าในโรงงานอุตสาหกรรม และบางครั้งทำให้ระดับการบิดเบือนฮาร์มอนิกส์รวม (Total Harmonic Distortion - THD) เกิน 8% ในพื้นที่ที่พลังงานหมุนเวียนเป็นแหล่งจ่ายหลัก ตามรายงานวิจัยจาก EPRI ในปี 2023 เพื่อรับมือกับปัญหานี้ ตัวกรองฮาร์มอนิกส์รุ่นใหม่ที่ใช้เทคโนโลยีประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัล จะทำงานโดยการส่งกระแสตรงขั้วที่ควบคุมเวลาอย่างแม่นยำออกมา เพื่อหักล้างฮาร์มอนิกส์ที่เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ สิ่งนี้ช่วยควบคุมระดับ THD ให้อยู่ที่ประมาณ 5% หรือต่ำกว่า แม้ในช่วงที่เมฆเคลื่อนตัวบังฟาร์มโซลาร์เซลล์ หรือกังหันลมเริ่มหมุนเร็วขึ้นอย่างกะทันหัน

ความท้าทายของฮาร์มอนิกส์ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม

ปัญหาเกิดขึ้นจากอินเวอร์เตอร์ของระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำสองทาง (doubly fed induction generators) ซึ่งสร้าง interharmonics ที่อยู่ในช่วงเดียวกับแถบฮาร์มอนิกส์ปกติ ทำให้การกรองฮาร์มอนิกส์เหล่านี้ออกเป็นเรื่องยากมาก ตัวอย่างเช่น ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ เมื่อใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าในระดับโมดูล (Module Level Power Electronics หรือ MLPE) บางครั้งค่าความบิดเบือนฮาร์มอนิกส์รวม (Total Harmonic Distortion) อาจเพิ่มขึ้นสูงถึงร้อยละ 9.2 เนื่องจากบางส่วนของแผงโซลาร์เซลล์ได้รับเงาบัง ข่าวดีคือ ปัจจุบันมีอุปกรณ์กรองฮาร์มอนิกส์แบบแอคทีฟ (active harmonic mitigators) ในตลาด อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานโดยปรับอัลกอริธึมให้เหมาะสมกับความถี่เฉพาะ โดยเน้นหลักที่ฮาร์มอนิกส์ที่ต่ำกว่าลำดับที่ 25 ขณะที่ยังคงการซิงโครไนซ์กับระบบสายส่งไฟฟ้าหลัก เป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพ แต่จำเป็นต้องปรับตั้งอย่างระมัดระวังขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของแต่ละพื้นที่

การรับประกันความเข้ากันได้กับระบบสายส่งไฟฟ้าและค่า THD ต่ำในติดตั้งระบบพลังงานผสม

ระบบลดฮาร์มอนิกขั้นสูงช่วยรักษาความเสถียรของระบบไฟฟ้าโดยการปรับสัญญาณชดเชยให้ตรงกับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในระบบภายในเวลาประมาณครึ่งมิลลิวินาทีบวกหรือลบที่เกิดขึ้น เวลาที่แม่นยำแบบนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ เนื่องจากแบตเตอรี่มักสร้าง THD ประมาณ 3 ถึง 7 เปอร์เซ็นต์ในระหว่างการชาร์จและปล่อยประจุ ตัวอย่างเช่น โครงการหนึ่งที่เราเพิ่งทำเกี่ยวกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ผสมกับเครื่องยนต์ดีเซล ระบบสามารถลดฮาร์มอนิกโทเทิล (Total Harmonic Distortion) จาก 11.3 เปอร์เซ็นต์ ลงมาเหลือเพียง 2.8 เปอร์เซ็นต์ และรักษาระดับตัวประกอบกำลัง (Power Factor) ไว้ใกล้ระดับ 99.4 เปอร์เซ็นต์ แม้ในช่วงเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความก้าวหน้าในลักษณะนี้ไม่ใช่แค่เรื่องที่ดีถ้ามีก็ได้ไม่มีก็ได้เท่านั้น แต่ยังช่วยให้เป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 519-2022 ที่เข้มงวด ซึ่งมีความสำคัญมากเมื่อแหล่งพลังงานหมุนเวียนจ่ายพลังงานให้มากกว่า 40 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการทั้งหมดในขณะนั้น

ส่วน FAQ

ฮาร์มอนิกดิสเทอร์ชันคืออะไร?

การบิดเบือนฮาร์มอนิกเกิดขึ้นเมื่อโหลดไฟฟ้าแบบนอนลินีเอียร์ดึงไฟฟ้าแบบเป็นจังหวะ แทนที่จะเป็นคลื่นเรียบต่อเนื่อง ทำให้เกิดความถี่ที่ไม่ต้องการซึ่งรบกวนการจ่ายไฟมาตรฐาน

การบิดเบือนฮาร์มอนิกส่งผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าในอุตสาหกรรมอย่างไร

การบิดเบือนฮาร์มอนิกอาจทำให้มอเตอร์รับประทานไฟเกินจนเกิดความร้อนสูง เกิดการทำงานผิดพลาดของเบรกเกอร์วงจร ลดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนไฟฟ้า และลดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

ตัวลดฮาร์มอนิกเชิงกิจกรรม (AHMs) คืออะไร

AHMs คืออุปกรณ์ที่ใช้อัลกอริทึมอัจฉริยะและเทคโนโลยี DSP เพื่อตรวจจับและกำจัดการบิดเบือนฮาร์มอนิกแบบเรียลไทม์ ช่วยปรับปรุงคุณภาพและความน่าเชื่อถือของไฟฟ้า

AHMs มีประสิทธิภาพมากแค่ไหนเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม

AHMs มีประสิทธิภาพสูงในการลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมดให้ต่ำกว่า 5% ปรับตัวได้รวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลด และป้องกันความล้มเหลวของอุปกรณ์ ซึ่งดีกว่าวิธีการกรองแบบพาสซีฟแบบดั้งเดิม

เหตุใด AHMs จึงมีความสำคัญต่อระบบพลังงานหมุนเวียน

AHMs ช่วยทำให้สภาพระบบไฟฟ้ามีเสถียรภาพ เมื่อแหล่งพลังงานหมุนเวียนก่อให้เกิดความถี่ที่เปลี่ยนแปลงในระบบไฟฟ้า โดยรักษาค่า THD ให้อยู่ในระดับต่ำและป้องกันการหยุดชะงัก