电气化铁路供电方案谐波评估方法
电力系统谐波检测方法概述
电力系统谐波检测方法概述摘要：文章从谐波检测的重要性和谐波检测所应达到的基本要求出发，对当前国内外存在的各种谐波检测方法进行归类和分析，重点阐述了各自的优势和缺点，以期为更好地进行谐波检测作理论准备。
关键词：谐波检测；傅立叶变换；小波分析近年来，随着各种非平稳、非对称、非线性电气装置（如电力机车、变频器等）的投入使用，电网中的谐波含量急剧增长。
大量谐波的存在不仅降低了电能质量，同时还影响到电网的安全稳定运行。
因此，谐波必须得到有效治理。
而谐波治理的基础和依据无疑是进行准确的谐波检测。
从实际应用看，谐波检测的研究已获得不菲的成果，各种方法层出不穷，但这些方法都有各自优缺点和适用场合，需要进行系统梳理，以便更好地发挥各自特色。
1 谐波检测的主要作用谐波检测是分析谐波源和治理谐波的关键步骤，其作用主要如下：①能对谐波源的谐波产生情况进行准确定性，从而为“谁污染，谁治理”条款的实施提供科学依据。
②通过定期或不定期检测，掌控电网的谐波水平，从而确保电力系统设备的安全及经济运行。
③遇到谐波事故，进行合理检测后，能为事后治理提供决策帮助。
2 谐波检测的基本要求谐波检测是解决谐波问题的关键因子，其基本要求如下：①谐波测量的方法和测量数据的处理都须遵照GB/T 14549-93《电能质量：公用电网谐波》的要求。
②由于电网的状态转换速度非常之快，因此要求相关的谐波检测方法具有相应的动态跟踪能力。
③为了不产生误判，要求各类谐波检测方法具有一定的抗御杂波、噪音等非特征信号分量的能力。
④稳定性好。
要求在电力系统各种运行情况（正常或异常）下都能测出谐波。
3 谐波检测的方法从根本上说，谐波检测其实就是对电力系统中特定点的电流和电压信号进行采集，然后作某种数学处理，并将提取出的特征量和相关标准进行比对的过程。
它一般包括三个步骤：信号预处理、谐波幅值和相位测量、结果再处理。
其中，信号预处理和结果再处理是谐波检测方法的核心，不同的谐波检测方法在这两个方面有着本质的区别。
电气化铁道谐波抑制与无功补偿的最优计算
电气化铁道谐波抑制与无功补偿的最优计算摘要：首先分析了电铁谐波抑制和无功补偿的现有方法以及各个方法存在的优缺点，总结了它们之间的基本联系和需要考虑的多种因素。
通过对实际工程的探索，针对电铁负荷这一特殊类型，从无源滤波器的基本设计入手，归纳出了综合考虑总投资等因素情况下，电气化铁道最优谐波抑制与无功补偿的计算方法，文章最后通过对实际工程进行仿真并对结果进行了分析，进一步确认了该方法的正确性和可行性。
关键词：滤波器设计；谐波抑制；无功补偿；电气化铁道；数字仿真1引言谐波问题与无功功率问题对电力系统和电力用户都是非常重要的问题，也是近年来各方面关注的热点之一。
谐波抑制和无功补偿是两个相对独立的问题，但是两者间的联系非常紧密：(1)存在谐波的情况下，无功功率的定义和谐波有密切的关系，谐波除本身的问题之外，也影响负载和电网的无功功率，影响功率因数。
(2)产生谐波的装置同时也大都是消耗基波无功功率的装置，如各种电力电子装置、电弧炉和变压器等。
(3)补偿谐波的装置通常也都是补偿基波无功功率的装置，如LC滤波器、有源电力滤波器中的许多类型都可以补偿无功功率。
电气化铁路具有速度快、运输能力强、供电距离长、节约能源与造价、牵引性能好等优点，因而具有广阔的发展前景，是世界以及我国铁路发展的方向。
但是，由于电气化铁路的负荷特殊，所产生的谐波、负序不仅影响到电铁牵引站的供电可靠性，对当地电网的安全可靠运行也产生了十分不利的影响。
当前电铁谐波抑制的主要措施是在谐波源头加装LC调谐滤波器、静止无功补偿器(SVC)或是有源电力滤波装置(APF或SVG)(1)无源滤波器装置，即由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。
由于其结构简单、运行可靠、维护方便以及价格上的优势，得到了广泛的应用，但也有不少缺点：①有效材料消耗大，体积大；②滤波要求和无功补偿、调压要求有时难以协调；③滤波效果不够理想，对系统运行状态较敏感；④系统频率特性变化时，在某些条件下可能和系统发生谐振或产生谐波放大，引发事故。
电气化铁道谐波预测评估方法的研究
关键词：电气化铁道；谐波；特殊性；评估方法 Abstract: Introduces the characteristics of electrified railway harmonics and the affection to its evaluation method,
illustrates the principles of evaluation, the deduction of calculation formula and the application examples. The prediction and evaluation method of electrified railway harmonics, fairly practical and advanced, is a kind of method for predicting, evaluating and calculating the harmonics of traction distorted load of feeder lines before their being lined up to the HV power grid, and it complies with both the characteristics of electrified railway harmonics and the principles in the third grade evaluation method in national standard directive GB/Z 17625.4-2000.
荷，简称电铁牵引畸变负荷。 从上述电铁谐波的产生、合成和变换过程可 知，它与一般的电力谐波相比，较为复杂，具有明 显的特殊性。 1．2 对电铁谐波特殊性的探讨 电铁谐波对公用电网的影响问题能否合理解 决， 是涉及电网电能质量和电铁建设顺利发展的一 件大事， 自 1980 年提出， 特别自国家标准局于 1986 年发文决定制订国家谐波标准并明确水电部、 铁道 部为负责起草单位之后， 一直受到国家有关方面的 高度重视。铁道、电力行业部门不但单独多次立项 进行科学研究，而且在国家有关计划、标准主管部 门的领导协调下，铁道、电力部门还开展了多项联 合科技工作， 其中有代表性的电铁谐波工作发展历 程为下列 4 项： （1）1987 年由国家标准局、水电部和铁道部 联合组团赴英国考察电铁谐波标准技术，在出国 “工作报告”中，提出了谐波国标制订须考虑电铁 谐波特殊性的建议。 （2）1992 年国家技术监督局、国家计委重点 建设监督司，组织能源部、铁道部召开谐波国家标 准起草协调会，在会后“纪要”中指出电铁谐波具
浅谈电力系统谐波检测及抑制方法
浅谈电力系统谐波检测及抑制方法摘要：电力系统谐波是由于现代电子设备日益普及而产生的一种新型电能质量问题。
本文在分析电力系统谐波特征的基础上，探讨了目前谐波检测技术的发展状况，同时介绍了几种谐波抑制方法。
最后，本文提出了针对电力系统谐波的合理解决方案，以期有效降低谐波对电力设备的影响。
关键词：电力系统，谐波检测，谐波抑制，电能质量正文：随着现代电子设备的普及和高速发展，电力系统谐波问题越来越引起人们的关注。
由于电力系统中存在着各种电器设备，这些设备中存在许多非线性元件，产生的非线性负载将会导致电能质量的恶化，从而引起谐波问题。
针对电力系统谐波问题，需要采取有效的技术手段进行检测和抑制。
一、谐波检测技术谐波检测技术可以通过准确测量电压电流波形上的失真程度，确定电力系统中的谐波状况。
现代电子设备的高频特点和非线性元件的存在，使得传统的模拟测量方法越来越无法满足工程需要。
目前，数字信号处理技术成为了谐波检测技术的主要手段，数字化谐波分析仪的应用也日益广泛。
二、谐波抑制方法目前，谐波抑制方法主要包括直接方法和间接方法两种。
1、直接方法直接方法是指通过增加滤波器等装置直接消除谐波分量或基波分量的方法。
目前较为普遍的直接方法是谐波滤波器。
谐波滤波器分为有源谐波滤波器和无源谐波滤波器两种，其中有源谐波滤波器包括H营和L营两类，无源谐波滤波器包括平行谐波滤波器和串联谐波滤波器两类。
2、间接方法间接方法主要是指改善电路的结构和控制方法，从而达到抑制谐波的目的。
较为典型的间接方法包括电容补偿、电感滤波、交流电调压、功率因数补偿等。
三、谐波抑制综合方案充分综合采用直接方法、间接方法以及电力系统的调整等多种手段，才能制定出一套具有可行性的谐波抑制方案。
本文提出的谐波抑制综合方案包括:1、采用电力电容器组和电感滤波器，通过直接方法降低电力系统谐波水平。
2、在电力系统的控制中加入波形纠正功能，实现无功功率和有功功率之间的分离，调整电力系统的谐波响应。
电气化铁路动态无功补偿与谐波治理探讨
电气化铁路动态无功补偿与谐波治理探讨作者：李军等来源：《华中电力》2014年第03期摘要：电气化铁路其特殊的供电方式，对电网带来了一些问题，为保证电力机车的正常运行，排除电力机车对电网的不利影响，需要加强对电气化铁路的动态无功补偿以及谐波治理。
文中简要介绍了两种无功动态补偿与谐波治理有机结合的处理技术，SVC动态无功补偿装置与磁控电抗器型无功补偿装置。
关键词：电气化；动态；无功补偿；谐波治理电力机车在运行时产生的负荷变化、波动较大，尤其是末端电压，甚至可能出现高达50%的牵引站电压波动，这就导致电力机车的供电需要运用动态无功补偿装置进行稳定、加强。
牵引站功率因数在0.5到0.7之间，功率因数较低。
电气机车在运行过程中所产生的奇次谐波电流相对较大，大都是奇次谐波，如3、5、7，其供电谐波电流含有率分别是20%、10.5%、6.0%。
维护电气化铁路的正常运行，要逐步提高牵引站的功率因数，采用动态无功补偿与谐波治理相结合的综合处理方式，调整负荷波动、变化情况。
一、SVC动态无功补偿装置所谓SVC动态无功补偿装置，就是运用柔性交流输电技术，对电力电子元件进行引用，并与传统的静止并联无功补偿装置相结合，最终得到快速补偿与调节平滑的目的。
SVC具有良好的动态、静态调节功能，而最完善的SVC能够实现支撑所补偿的节点电压趋于常数的目标。
SVC动态无功补偿装置主要有3种构成形式，包括晶闸管投切电容器、晶闸管投切电闸器以及混合型静止补偿器等。
SVC动态无功补偿装置中通常设计有滤波器，滤波器常常将无功功率注入进系统中。
SVC的等值电抗变化要随着导通角的变化的而改变，从容性最大值向感性最大值转变。
SVC动态无功补偿装置包含滤波兼补偿与可控电抗器，利用可控电抗器的二次线圈，二次线圈约在4到6组，将电流进行分组分配。
在二次电容负载全投入的时候，可抗电抗器的电流值理论上为0；在可控电抗器空载的时候，感性电流不予以提供。
设备参数如下：（1）电抗器：额定容量为4000kVA，额定电压为27.5kV，二次电压为0.5kV。
电气化铁路牵引供电功率因数补偿技术应用方案(一)
电气化铁路牵引供电功率因数补偿技术应用方案一、实施背景随着中国铁路的快速发展，电气化铁路已经成为主要运输方式。
然而，电气化铁路牵引供电系统会产生谐波和无功功率，这不仅影响了供电质量，还增加了能源消耗。
然而，电气化铁路牵引供电系统会产生谐波和无功功率，这会导致供电质量下降，增加线损，甚至影响列车的安全运行。
为此，提高电气化铁路牵引供电的功率因数，降低谐波和无功功率，成为当前亟待解决的问题。
因此，通过补偿技术提高功率因数，对于优化电气化铁路的运行效率和节能具有重要意义。
二、工作原理功率因数补偿技术主要通过抑制谐波和补偿无功功率，提高供电质量。
具体来说，技术方案包括以下部分：1.滤波器：滤波器用于吸收或抵消电气化铁路牵引供电系统中的谐波电流，以减少对电网的污染。
三、实施计划步骤1.现场勘查：了解电气化铁路的供电系统、运行方式和负荷特性，为补偿装置的安装位置和容量提供依据。
2.设备选型：根据现场勘查结果，选择合适的补偿装置，包括型号、容量和数量。
3.安装施工：按照设备安装要求，进行装置的安装和调试。
4.无功补偿装置：通过并联电容器或SVG等设备，补偿牵引供电系统的无功功率，提高功率因数。
5.运行监测：在装置投入运行后，对其效果进行实时监测，确保达到预期效果。
6.控制系统：控制系统负责对整个补偿装置进行监控和调节，确保其高效运行。
7.数据分析：收集运行数据，进行统计分析，为后续优化提供参考。
四、适用范围本方案适用于所有电气化铁路牵引供电系统，包括既有线和新建线路。
五、创新要点1.采用先进的滤波器和无功补偿装置，能够有效地抑制谐波和补偿无功功率。
2.延长设备寿命：通过改善供电质量，可延长牵引供电系统的设备寿命，减少维修成本。
3.控制系统采用智能化算法，能够实现自动调节，确保补偿系统的稳定运行。
4.提高供电稳定性：补偿装置的自动调整功能可确保供电系统的稳定运行，减少因负荷变化引起的波动。
5.方案综合考虑了电气化铁路的特殊情况，能够适应各种复杂的供电环境。
电气化铁路动态无功补偿与谐波治理
电气化铁路动态无功补偿与谐波治理现在铁路部门编制的铁道行业标准《电气化铁路动态无功补偿装置》认可了四类适用于单相工频交流电气化铁路用的动态无功补偿装置。
（1）静止无功发生器（SVG）Static Var Generator；（2）静止无功补偿装置（SVC）Static Var Compensator包括TCR型直挂式和TSC 型分组投切式两种；（3）磁控式动态无功补偿装置（MSVC）Magnetically Static Var Compensator；（4）有级调压式动态无功补偿装置（SAVDC）Step Adjest Voltage Dynamic Compensator。
以上几种无功补偿装置对早期的同步调相机无功补偿方案说了否，同样对利用真空负荷开关和真空接触器进行分组投切的方案都说了否。
以上介绍的四类动态无功补偿装置分述如下：1 SVG静止无功发生器1.1 SVG的预期期待-完美型。
根据有关文献介绍如下：SVG是当今无功补偿领域的最新技术代表。
SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需要的无功功率。
由于SVG的响应速度极快（小于5ms，传统的静止补偿装置响应时间大于10ms），所以SVG又称为静止无功补偿器（Static Syncnronous Compensator简称STATCOM）或配电用静止同步补偿器DSTATCOM （Distribution-STATCOM）。
SVG的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路。
经过电抗器并联于电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该装置吸收或者发出满足系统要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
现在提高改善电压质量的办法很多，有能量贮存技术、补偿技术、开关切换技术、调压技术等。
SVG(包括SVC)基本思路是补偿，以当代电力电子技术为支撑，使得用户电力CP （Custom Power）柔性化。
电气化铁路中谐波_无功_负序电流的实时检测方法
p Σ ( t ) =〈 u , i 〉=〈 u , i p 〉=
n =1
∑u i
n np
e. 零功率电流 :
iz = i - i p
即总电流中功率电流 i p 之外的部分 ,根据功率电流 的定义可知 : p Σz ( t ) =〈 u , i z 〉=〈 u , i - i p 〉= 0 所以零功率电流 i z 与 u 正交 , i p 就是 i 在 u 上的投 影。 上面的结果都是在瞬时条件下得到的 , 因而从 理论上讲 ,若有一个合适的功率补偿装置与负载并 联 ,就可以无延时地补偿 i z 。
0 引言
电气化铁路供电系统的负载是电力机车 , 由于 机车的功率大 ,速度 、 负载状况变化频繁 , 因此牵引 电网具有功率因数低 、 谐波含量高 、 负序电流大的特 点 ,不但自身损耗大 ,对公共电网及铁路沿线的设备 也带来了严重的危害 ,必须采取措施治理 。 目前常用的固定容量并联电容器组和 LC 滤波 器等无源设备 ,不能根据负载情况灵活地调节补偿 容量 ,在使用中常出现过补偿和欠补偿 ,无法有效解 决现代化高速 、 重载机车带来的问题 。静止无功发 生器 、 有源滤波器等有源电能质量调节设备体积小 、 重量轻 ,可以根据负载状况灵活调节补偿容量 ,在工 业系统中逐步实用化 。随着电力电子元器件技术的 发展 ,有源电能质量调节设备在电气化铁路系统中 的应用逐渐成为可能 。为了提高有源电能质量调节 器的性能 ,必须研究迅速 、 准确的检测方法 。 目前有源滤波器中常用三相电路瞬时无功功率 理论作为检测方法 。该方法的优点是实时性好 , 主 要缺点是只适用于三相平衡 、 对称电路 ,不能简单地 推广到其他电路 。 FBD 法是时域法中的一种 , 由德国学者 S. Fryze 提出 ,经过 F. Buchholz 和 M. Dpenbrock 等人的进一 步研究 , 逐渐形成体系 , 所以被称为 FBD 法[1 ] 。该 方法实时性好 ,而且不局限于三相电路 ,但目前大多 仅限于理论分析 ,没有得到广泛应用 。 本文提出了两种基于 FBD 法的谐波 、 无功功 率、 负序电流的实时检测方法 。这两种检测方法中 没有 Park 变换过程 , 算法简单 , 不但适用于电气化