谐波与无功补偿技术原理
谐波治理与无功补偿
谐波治理与⽆功补偿1：什么是谐波：电⼒系统中有⾮线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以⼯频50HZ供电，当⼯频电压或电流作⽤于⾮线性负载时，就会产⽣不同于⼯频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于⼯频频率的正弦电压或电流，⽤富⽒级数展开，就是⼈们称的电⼒谐波。
从⼴义上讲，由于交流电⽹有效分量为⼯频单⼀频率，因此任何与⼯频频率不同的成分都可以称之为谐波.在电⼒系统⽅⾯，谐波是指多少倍于⼯频频率的波形，简称“次”，是指从2次到30次范围，如5次谐波电压（电流）的频率是250赫兹，7次谐波电压（电流）的频率是350赫兹；3、5、、7、9、11、等叫做其次谐波，超过13次的谐波称⾼次谐波。
近三四⼗年来，各种电⼒电⼦装置的迅速发展使得公⽤电⽹的谐波污染⽇趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发⽣，谐波危害的严重性才引起⼈们⾼度的关注。
: 电⼒谐波对电⼒⽹（包括⽤户）危害是⼗分严重的，它是⼀种电⼒污染，随着经济展，⼤功率可控硅的⼴泛应⽤，⼤量⾮线性负荷增加，特别是电⼦技术、节能技术和控制技术的进步，在化⼯、冶⾦、钢铁、煤矿和交通等部门⼤量使⽤各种整流设备、交直流换流设备和电⼦电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电⽓机车等与⽇俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家⽤电器等普及使⽤，使得电⼒系统波形严重变形。
2：:电⼒谐波的主要危害有：（1）引起串联谐振及并联谐振，放⼤谐波，造成危险的过电压或过电流；（2）产⽣谐波损耗，使发、变电和⽤电设备效率降低；（3）加速电⽓设备及电⼒变压器绝缘⽼化，使其容易击穿，从⽽缩短它们的使⽤寿命；（4）使设备（如电机、继电保护、⾃动装置、测量仪表、电⼒电⼦器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；（5）⼲扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚⾄损坏通信设备。
（6）使开关（断路器）过载，造成经常性跳闸。
由于谐波电流在导体表⾯流动，引起导体发热，降低了开关的实际容量所致。
谐波治理及无功补偿方案
谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用，电力质量问题日益凸显。
其中一个主要问题就是谐波污染，谐波污染会对电力系统产生极大的危害，如烧毁电器设备、造成供电失灵等。
为了有效解决谐波污染问题，可以采用谐波治理及无功补偿方案。
一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号，其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰，属于高频电流。
2.谐波的产生谐波的形成，主要是由非线性负载所引起（例如变频器、电子电路等），这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变，导致电力系统中产生多余的波形。
3.谐波的危害谐波的危害十分显著，其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险，从而引发一系列的安全事故和设备故障。
4.谐波治理方案（1）滤波器法：通过在负载侧增加合适的滤波器，可以去除输出信号中的高频波形，让电力系统中的电路保持基波同步。
（2）减小非线性负载法：由于非线性负载是谐波形成的主要原因，因此可以通过减少或替换负载器件，从而降低谐波的产生。
（3）提高系统阻抗法：当系统的阻抗增加时，电源的输出电流会减少，从而谐波的产生会得到一定的减少。
二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法，其通过连接电容器或电感器，来对补偿线路进行补偿，从而实现对无功功率的控制和调节。
2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点，这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。
3.无功补偿的作用（1）提高功率因数：在无功补偿的情况下，系统的功率因数会有所提高，从而有效降低负载对电力系统的影响。
（2）降低电网损耗：通过对电路进行无功补偿，可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率，从而减少电网的能量损耗。
（3）提高电力系统的稳定性：无功功率的波动会影响电力系统的稳定性，因此，通过无功补偿，可以有效地提高电力系统的稳定性。
4.无功补偿方案（1）串联电容补偿法：通过在电路中增加合适的等效容值，可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。
低压谐波抑制无功补偿
低压谐波抑制无功补偿低压谐波抑制无功补偿是一种用于改善低压供电系统质量的技术手段。
低压谐波抑制无功补偿系统可以有效降低系统谐波电流含量，改善电网电压波动，提高供电质量，保障电力设备的正常运行。
在低压供电系统中，负载设备使用非线性电器会产生谐波电流。
谐波电流会导致电压波动，加剧线损，影响供电质量。
同时，大量无功功率的消耗也会导致电网的能效下降。
因此，需要采用谐波抑制和无功补偿的技术手段来解决这些问题。
谐波抑制是指通过采用谐波滤波器等设备来降低谐波电流的含量。
谐波滤波器可以选择性地滤除特定频率的谐波电流，从而降低谐波电压并减小波动。
谐波滤波器通常由电容、电感和电阻等组成，可以消除主要谐波成分，并提高系统的功率因数和功率质量。
无功补偿是指通过安装无功补偿装置来消除或降低系统中产生的无功功率。
无功补偿装置通常采用电容器或电容器组。
电容器能够提供无功电流，与负载电流相抵消，从而实现无功功率的平衡。
无功补偿装置可以有效提高电网的功率因数，降低线损，减少电网的无效功率消耗，提高系统的能效。
低压谐波抑制无功补偿系统的设计和安装需要考虑多个因素。
首先，需要对供电系统的电流和电压波形进行谐波分析，确定谐波含量和频率成分，以便正确选择并安装相应的谐波抑制和无功补偿设备。
其次，需要对系统的负载特性进行评估，了解负载设备的运行状态和谐波电流的产生机制，以便采取相应的措施来减小谐波电流的产生。
最后，需要对设备的运行和可靠性进行评估，确保系统在长期运行中具有稳定性和可靠性。
综上所述，低压谐波抑制无功补偿技术是提高低压供电系统质量的一种重要手段。
通过采用谐波滤波器和无功补偿装置，可以有效降低谐波电流的含量，改善电网电压波动，提高供电质量，保证电力设备的正常运行。
在设计和安装过程中需要综合考虑谐波特性、负载特性和设备的可靠性，以确保系统的稳定性和可靠性。
这将为低压供电系统的运行提供有力的支持。
无功补偿对电力系统电流谐波的控制
无功补偿对电力系统电流谐波的控制随着电力系统电力负荷的增加以及非线性负荷的引入，电力系统中的电流谐波问题日益严重。
电流谐波会带来多种负面影响，如降低设备工作效率、引起设备振动噪声和导致电网电压波动等。
为了有效控制电力系统中的电流谐波，无功补偿技术被广泛应用。
本文将讨论无功补偿对电力系统电流谐波的控制。
一、无功补偿技术概述无功补偿技术是一种通过改变电力系统中的无功功率来调整功率因数的技术手段。
它通过引入补偿设备，如无功补偿电容器或静止无功发生器（STATCOM），来实现对电力系统的无功功率的调节。
无功补偿技术可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两种类型，根据实际情况选择合适的无功补偿技术。
二、无功补偿对电流谐波的控制机理电流谐波主要由非线性负荷引起，而无功补偿设备的引入可以通过改变电压相位来抵消非线性负荷引起的电流谐波。
因此，无功补偿可以控制电力系统中的电流谐波。
无功补偿设备的控制可以通过以下几个方面实现：1. 频率选择性滤波：无功补偿设备可以设置特定频率的滤波器，从而选择性地滤除特定频率的电流谐波。
2. 谐波抑制：无功补偿设备可以根据电流谐波的特点，通过控制电流的大小和相位来抑制电流谐波的产生和传播。
3. 架设滤波器：无功补偿设备可以架设滤波器来滤除电流谐波，从而减少电力系统中的谐波污染。
通过以上控制措施的应用，无功补偿可以对电流谐波进行有效的控制和抑制。
三、无功补偿对电力系统的影响无功补偿技术的引入对电力系统具有多方面的影响，主要包括以下几个方面：1. 提高功率因数：通过无功补偿设备的引入，电力系统的功率因数可以得到有效的提高，降低无功功率的流动，提高电网运行效率。
2. 改善电压质量：无功补偿设备可以提供额外的无功功率，从而稳定电网电压，减少电压波动和电压失真，提高电力系统的电压质量。
3. 减少电流谐波：无功补偿设备可以有效地抑制电流谐波的产生和传播，减少谐波对电力系统设备的影响，提高设备的工作效率和可靠性。
无功补偿技术对电力系统谐波的抑制
无功补偿技术对电力系统谐波的抑制电力系统中，谐波问题一直是一个不容忽视的挑战。
由于现代电力系统中大量使用非线性负载设备，如电脑、变频器等，这些设备产生的谐波信号会对电力系统的正常运行产生不利影响。
为了解决这一问题，无功补偿技术应运而生，它能够有效地抑制电力系统中的谐波。
无功补偿技术是一种通过添加无功功率来改善电力系统功率因数的方法。
它的原理是在电力系统中引入一种特殊的电力装置，即无功补偿器，它能够主动地产生无功功率，与系统中的谐波信号进行相消，从而达到抑制谐波的目的。
无功补偿技术的主要作用是提高电力系统的功率因数。
功率因数是衡量电力系统效率的一个重要指标，它反映了电力系统中有用功率与总功率之间的比例关系。
当电力系统中存在谐波时，谐波会使系统的功率因数下降，从而导致能源的浪费和电力系统的不稳定。
通过利用无功补偿技术，可以将谐波信号与无功功率相消，从而提高系统的功率因数。
除了提高功率因数外，无功补偿技术还可以有效地抑制电力系统中的谐波。
谐波是一种频率与基波频率成整数倍关系的电信号，它会导致电力系统中电流和电压的畸变，影响系统的正常运行。
通过引入无功补偿器，可以有效地消除谐波信号，减少系统的谐波畸变，提高电力系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中，无功补偿技术有多种形式，其中最常见的是容性无功补偿和电容无功补偿。
容性无功补偿主要利用电容器来产生无功功率，与谐波信号相消，抑制谐波的产生；而电容无功补偿则是通过电感器来产生无功功率，在电力系统中起到抑制谐波的作用。
这两种技术可以单独应用，也可以同时应用，根据电力系统的具体需求进行选择。
值得一提的是，无功补偿技术对电力系统的抑制效果是与补偿器设计和配置密切相关的。
合理选择无功补偿器的容量和类型，以及其布置方式，是确保无功补偿技术发挥最佳效果的关键。
此外，无功补偿技术还需与其他谐波抑制方法相结合，如谐波滤波器等，以进一步提高抑制效果。
综上所述，无功补偿技术在电力系统中对谐波的抑制起着重要作用。
无功补偿及谐波治理工程技术方案
无功补偿及谐波治理工程技术方案无功补偿与谐波治理是电力系统中的两个重要问题。
无功补偿主要解决无功功率的调节问题，谐波治理主要解决电力系统中谐波污染的问题。
本文将就无功补偿及谐波治理工程技术方案进行详细的介绍。
1.电容补偿技术方案电容补偿是通过串联电容来提供无功功率，从而提高功率因数。
该技术方案具有成本低、无功补偿效果好等优点。
适用于对电网无功功率负荷波动较小的场所。
2.静止无功发生器（SVC）技术方案SVC是通过调节阻抗来提供无功功率的一种补偿方式。
它具有响应速度快、补偿效果好等优点。
适用于电网无功功率负荷波动较大的场所。
3.静态同步无功发生器（STATCOM）技术方案STATCOM是通过调整电压来提供无功功率的一种补偿方式。
该技术方案具有响应速度快、无功补偿效果好等优点。
适用于对电压稳定性要求较高的场所。
1.谐波滤波器技术方案谐波滤波器是将发生谐波的电流或电压引入滤波器，通过滤波器的谐波抑制特性将其滤除。
该技术方案具有谐波抑制效果好、性能稳定等优点。
适用于单一谐波频率的场所。
2.谐波变压器技术方案谐波变压器是通过在电力系统中串联谐波补偿变压器来抵消谐波电流。
该技术方案具有谐波抑制效果好、谐波适应性强等优点。
适用于多个谐波频率的场所。
3.主动滤波器技术方案主动滤波器是通过检测谐波电流或电压，并通过逆变器产生反向相位的谐波电流来抵消原有谐波电流。
该技术方案具有谐波抑制效果好、适应性强等优点。
适用于谐波频率较多、波动较大的场所。
综上所述，无功补偿技术方案包括电容补偿技术方案、静止无功发生器技术方案和静态同步无功发生器技术方案。
谐波治理技术方案包括谐波滤波器技术方案、谐波变压器技术方案和主动滤波器技术方案。
根据具体情况选择合适的技术方案，能够有效地解决电力系统中的无功补偿和谐波治理问题，提高电力系统的稳定性和供电质量。
无功补偿与谐波治理方案
无功补偿与谐波治理方案无功补偿是电力系统中一种重要的电力调节手段，可以提高电力系统的稳定性和经济性。
而谐波是电力系统中经常会遇到的一种问题，会引起电力设备的损坏和能效降低。
因此，针对无功补偿和谐波治理问题，需要制定合适的方案。
无功补偿是指通过调整电力系统中的无功功率，使系统达到稳定运行的一种方法。
在电力系统中，无功功率是电压和电流的相位差所产生的功率，它与有功功率一起构成了总功率。
无功补偿的目的是通过使用无功补偿装置，如电容器和电抗器，来改变系统中的无功功率，以达到系统功率的平衡。
无功补偿可以提高电力系统的功率因数，减小线路和设备的损耗，改善电压质量，提高电力系统的稳定性和可靠性。
谐波是指电力系统中频率为整数倍的基波的倍数的谐波。
通常情况下，电力系统中存在一些非线性负载，如电力电子设备、电弧炉等，会引入大量谐波。
谐波会导致电力设备的温升和功率损耗加大，甚至引发设备的故障和损坏。
因此，对于电力系统中的谐波问题，需要采取相应的治理措施。
针对无功补偿的问题，可以采取以下方案：1.定期检查和维护无功补偿设备：对于已经安装在电力系统中的无功补偿装置，需要定期检查和维护，确保其正常运行。
包括检查电容器和电抗器的电容值和电感值是否正常，检查电压和电流的测量装置是否准确，确保无功补偿的效果和安全性。
2.合理设计和布置无功补偿装置：在电力系统中，根据负载类型和电力需求情况，合理设计和布置无功补偿装置，包括电容器和电抗器的容量和数量，以及其在电力系统中的位置和连接方式。
通过合理布置无功补偿装置，可以最大限度地提高无功补偿的效果，并减少无功功率损耗。
3.使用静态无功补偿装置：与传统的无功补偿装置相比，静态无功补偿装置具有体积小、无噪音、响应速度快等优点，适用于电力系统中对无功补偿要求比较高的场合。
使用静态无功补偿装置可以提高无功补偿的精度和灵活性，同时降低运行和维护成本。
针对谐波的问题1.谐波源的隔离和控制：对于电力系统中存在的谐波源，如非线性负载设备，可以采取隔离措施，减少其对电力系统的谐波干扰。
无功补偿与电力系统电流谐波的关系
无功补偿与电力系统电流谐波的关系电力系统中存在着各种不稳定因素和谐波现象，其中电流谐波对电力系统的稳定性和工作效率产生了显著影响。
为了改善电力系统的功率因数和减小电流谐波的影响，无功补偿技术被广泛应用。
本文将探讨无功补偿与电力系统电流谐波之间的关系。
一、无功补偿的基本原理无功补偿是通过引入有源或无源电力设备来提供或吸收无功功率，以实现电力系统中无功功率的平衡。
无功补偿主要由电容器和电感器组成，通过调节电容器和电感器的连接或断开来实现补偿。
二、电力系统电流谐波的产生原因电力系统中电流谐波的主要来源包括非线性负载设备、电弧炉和变频器等。
这些设备会引入非线性电流，导致电流波形变形和谐波成分增加。
电流谐波的存在会导致电力系统的损耗增加、设备寿命缩短以及对其他设备产生干扰等问题。
三、无功补偿对电流谐波的影响1. 谐波电流的消除或减小通过无功补偿，可以引入适当的电容或电感电器来抵消或吸收电力系统中的谐波电流。
无功补偿设备具有频率选择性，可以有效地减小特定谐波电流成分，从而改善电流波形和降低电流谐波。
2. 阻断电流的传播无功补偿装置的引入可以形成电子滤波器，能够阻断谐波电流的传播和扩散。
通过选择合适的无功补偿设备参数，可以提高电力系统对谐波电流的阻抗，限制谐波电流的传播范围。
3. 降低电流谐波对设备的影响电流谐波会对电力设备产生负面影响，包括增加设备的损耗、降低设备的寿命以及引起设备的工作不稳定等问题。
无功补偿对电流谐波的抑制可以减小这些负面影响，提高设备的可靠性和工作效率。
四、无功补偿与电流谐波的优化策略1. 设备的选择与优化根据电流谐波的特点和电力系统的需求，选择合适的无功补偿设备。
对于某些特定谐波成分较高的情况，可以采用有源电力滤波器来实现更精确的谐波补偿。
2. 控制策略的优化无功补偿装置的控制策略对于电流谐波的补偿效果至关重要。
通过优化控制策略，可以提高补偿设备的响应速度和准确性，更好地抑制电流谐波。
SVG有源动态无功和谐波补偿装置原理
SVG有源动态无功和谐波补偿装置原理SVG（静止无功发生器）是一种新型的无功补偿装置，可以实现对动
态无功和谐波的补偿，提高电网的稳定性和电能的质量。
SVG利用逆变器
的控制策略和功率电子器件实现电网的无功补偿，抑制电网的谐波，并对
电网的运行状态进行监测和控制，从而提高电能的利用效率。
SVG的工作原理如下：
1.逆变器控制：SVG首先通过测量电网的无功指令和电流，利用逆变
器将直流电源输出成为交流电源，并通过PWM控制技术使得输出电流与电
压实现同步。
2.无功补偿：SVG通过控制逆变器的输出电流，可以实现对电网的无
功补偿。
当电网的无功功率为正值时，SVG通过控制逆变器的电流为负值，从而吸收电网的无功功率；当电网无功功率为负值时，SVG通过控制逆变
器的电流为正值，向电网注入无功功率。
3.谐波抑制：SVG还可以通过控制逆变器的PWM控制技术，生成与谐
波电流相位相反的谐波电流，并通过与电网的谐波电流相互抵消，从而实
现对电网的谐波抑制。
4.电网监测：SVG通过对电网的电流、电压等参数进行测量，通过电
网控制器对电网的运行状态进行监测。
当电网的无功功率或谐波超过一定
阈值时，SVG会通过电网控制器的反馈信号，通过逆变器控制器调整逆变
器的输出电流，从而实现对电网的补偿。
总结起来，SVG通过控制逆变器的输出电流，实现对电网的无功和谐
波的补偿。
它可以根据电网的实际需要，调整补偿的方式和程度。
SVG具
有体积小、响应速度快、补偿效果好等优点，并且具有无电压跌落、电流保持等功能，可以有效提高电网的质量和稳定性。
谐波与无功补偿
谐波一、1. 何为谐波？在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。
一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。
有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。
傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。
70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
世界各国都对谐波问题予以充分和关注。
国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。
谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
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波功功率补偿术谐波和无功功率补偿技术基本原理基本原1目录第1章绪论1.1电能质量控制技术简介谐波与无功简介第2章谐波和无功功率2.1谐波和谐波分析无功功率和功率因数谐波和无功功率的产生2.4无功功率的影响和谐波的危害第1章绪论1.1电能质量控制技术简介111.2谐波与无功简介123/111.1电能质量控制技术简介电能质量问题 1.1.2电能质量问题的典型危害和影响电能质量控制技术分类1.1.4电力电子技术与电力系统、电能质量控制的关系1.1.5用于电能质量控制的新型电力电子装置用能质控制新力子装4/1111.1.1电能质量问题z 频率的问题z 幅值的问题–稳态过电压、欠电压及电压波动–闪变（flicker ）–幅值凹陷（sag ，dip ）、凸升（swell ）、短时中断（interruption ）z 波形和对称度的问题–三相不对称（imbalance ）–谐波（harmonics ）–缺口（notching ）–暂态脉冲（impulsivetransient ）、暂态振荡（oscillatory transient ）5/p y112 1.1.2电能质量问题的典型危害和影响电压频率不稳，不对称，以及稳态过电压、欠电压及电压波动、闪变等的危害。
z 谐波–使产生、传输和利用电能的效率降低；使电气设备过热振动产生噪音或绝缘老化缩短–使电气设备过热、振动、产生噪音或绝缘老化，缩短其寿命，甚至发生故障、烧毁；–使继电保护和自动装置误动作；–对通信和电子设备产生干扰。
z 电压骤降对精密仪器设备的危害6/–对精密仪器设备的危害；–给高产值的连续生产过程造成的损失。
1131.1.3电能质量控制技术分类源头附近稳态电能质量问题稳态过电压、欠电压和电压波动源头确定就地补偿闪变三相不对称谐波时间持续统补偿缺口统一补偿暂态电能质量问题电压幅值凹陷凸升源头不明重点用户电压幅值凹陷、凸升短时中断暂态脉冲、暂态振荡时间不定单独保护7/1.1.4 电力电子技术与电力系统电能质量控制的关系系统、电能质量控制的关系电力电子技术的飞速发展使得在电力系统中实现响应快速的控制元件，或者在电力系统中实现响应快速功率适宜能产生任系统中实现响应快速、功率适宜、能产生任意波形的受控电源成为可能。
用电发电电能质量控制电力电子技术在电力系统中应用8/配电输电1.1.5 用于电能质量控制的新型电力电子装置晶闸管投切电容器TSC 可解决的问题稳态过电压、欠电压（）晶闸管控制电抗器（TCR ）无功功率电压波动闪变TCR+TSC补偿装置三相不对称静止无功发生器（SVG ，ASVC ，STATCOM ）9/1.1.5 用于电能质量控制的新型电力电子装置可解决的问题谐波(有源电力滤波器(缺口)稳态过电压、欠电压(（APF ）(电压波动)闪变三相不对称10/1.1.5 用于电能质量控制的新型电力电子装置可解决的问题动态电压恢复器电压幅度凹陷电幅度陷（DVR）电压幅度凸升( 短时中断)11/121.2谐波与无功简介1.2.1谐波问题及研究现状1.2.2谐波抑制1.2.3无功补偿1231.2.4本书内容概述1241.2.5本课程的教学方法12/1.2.1 谐波问题及研究现状“谐波”——起源于声学。
–18--19世纪，傅立叶提出谐波分析法;–20世纪20年代，电力系统谐波问题出现(静止汞弧变流器在德国使用);–1945年，J.C.Read经典论文发表;–50—60年代，大量相关论文发表(E. W. Kimbark作了总结);年代以来世界各国充分关注–70年代以来，世界各国充分关注;–我国对谐波问题的研究起步较晚。
13/1211.2.1 谐波问题及研究现状z 谐波研究的意义–谐波的危害十分严重；–影响电力电子技术自身发展；环保建立“绿色”电力系统–环保，建立绿色电力系统。
z 谐波问题的研究方向)谐波相关的功率定义和功率理论1)谐波相关的功率定义和功率理论；2) 谐波分析以及谐波影响和危害的分析；3) 谐波的补偿和抑制；4)谐波相关的测量和限制谐波标准问题。
14/)1211.2.1 谐波问题及研究现状谐波分析谐波源分析电力系统谐波分析变压器电力电子装置以电力系统为对象SVC15/1211.2.1 谐波问题及研究现状z谐波的测量–谐波问题研究的主要依据、出发点；–电子技术的引入；–功率、电能的测量；功率电能的测量–存在的问题：标准不统一。
存在的问题标准不统一16/1221.2.2 谐波抑制z谐波抑制的思想装设谐波补偿装置来补偿谐波LC调谐滤波器有源电力滤波器APF采用高功率因数电力电子装置17/1221.2.2 谐波抑制z LC 调谐滤波器既可补偿谐波又可补偿无功结构–既可补偿谐波，又可补偿无功，结构简单；–补偿特性受电网阻抗和运行状态影响；–只能补偿固定频率的谐波，补偿效果不甚理想不甚理想。
18/1.2.2 谐波抑制122z有源电力滤波器Active Power Filter–基本思想在六、七十年代就已经形成；基本思想在六七十年代就已经形成–对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响；–变流电路可分为电压型和电流型；–与补偿对象的连接方式——并联&串联；–可与LC调谐滤波器混合使用。
19/1221.2.2 谐波抑制z 其他的补偿方法单位功率数变流–单位功率因数变流器–采用多重化技术–PWM 整流器–功率因数校正电路PFC –矩阵式变频器…20/1.2.3 无功补偿123z无功功率–概念清楚，极其重要，定义不统一–对供电系统和负荷的运行都十分重要–要像有功功率那样传输无功功率么？z无功补偿的作用–提高供用电系统及负荷的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗；容量减少功率损耗–稳定受电端及电网的电压，提高供电质量–在电气化铁道等三相负荷不对称的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负荷。
荷21/1.2.3 无功补偿123z无功补偿装置–同步调相机–并联电容器–静止无功补偿装置SVC–静止无功发生器SVG22/第2章谐波和无功功率2.1谐波和谐波分析2.2无功功率和功率因数2.3谐波和无功功率的产生2.4无功功率的影响和谐波的危害23/212.1 谐波和谐波分析2.1.1谐波的基本概念2122.1.2谐波分析 2.1.3公用电网谐波电压电流限值24/2112.1.1 谐波的基本概念z 谐波的基本概念正弦波电压可表示为：正弦波电压施加在线性无源元件上其电)t (Usin 2)t (u αω+=正弦波电压施加在线性无源元件上，其电流和电压仍为同频率的正弦波.正弦波电压施加在非线性电路上时呢？非正弦电压施加在线性电路上时呢？25/z 对于周期为T =2π/ω的非正弦电压u (ωt )，一般满足狄里赫利条件可分解为如下形式的傅里叶级足狄里赫利条件，可分解为如下形式的傅里叶级数：∞i ∑=++=10)sin cos ()(n n n t n b t n a a t u ωωω12πcos 1)()(2200==∫πωωωωωπt td n t u a t d t u a 其中,)(sin )(1)()(200=∫∫πωωωπt td n t u b n n 26/....321n 、、=π或∑∞=−++=0)32( )sin()(n n t n c a t u ϕωω式中，c n 、ϕn 和a n 、b n 的关系为1n nn n b a c 22+=n n n b a arctg ϕi )/(=nn n c a ϕsin ==27/nn n c b ϕcos2112.1.1谐波的基本概念n 次谐波电压含有率HRU n （harmonic ratio ）(2-4)=×100(%)n n U H RU n 次谐波电流含有率以HRI n(2-5)1U =×n I (25)谐波电压含量U H 和谐波电流含量I H1100(%)n H R I I (2-6) (2-7) total harmonic distortion U UH n n ==∞∑22I I H nn ==∞∑22THD U （total harmonic distortion ）和电流谐波总畸变率THD i (2-8)(2-9)THD U ×I n 28/(28) (29) U u H =1100(%)THD I i =×1100(%)2112.1.1 谐波的基本概念谐波一个周期电气量中频率为基波频率大于1整数倍的正弦波分量。
注意：暂态现象和谐波是不同的；非正弦波形的波形系数和振幅系数描述不和非正弦波构成一一对应关系描述不和非正弦波构成对应关系。
29/2122.1.2 谐波分析谐波分析时特殊波形的处理1〉u (ωt )为奇函数均为零直流分量ao 和余弦项系数a n 均为零。
π2(2-10)∫=ωωωπ0)(d sin )(t t n t u b n n =1, 2, 3,……30/2〉u (ωt )为偶函数正弦项系数b n 为零⎫=1π(2-11)⎪⎪∫)2)(d )(00t t u a πωωπ⎪⎪⎬=∫(d cos )(0t t n t u a n ωωωπ⎪⎪⎭=L ,3,2,1n 31/z 3〉对称函数u (ωt +π)=-u (ωt )⎫a u t n td t n =⎪∫2πωωωπ()cos ()(2-12)b u t n td t n =⎬⎪⎪∫20πωωωπ()sin () n =⎭⎪⎪⎪135,,,L 32/4〉1/4周期对称波形)且在正半周期内前后u (ωt +π)=-u (ωt )，且在正半周期内，前后π/2的波形以π/2轴线对称(213)⎪⎫=42π(2-13) ⎪⎬=∫ L,5,3,1)(sin )(0n t td n t u b n ωωωπ⎭33/三相电路中的谐波分析对称三相电路中三相电压可表示为对称三相电路中，三相电压可表示为⎫= 2)(ωt u u a (2-14)⎪⎭⎪⎬+=−= )3/2()3/(πωπωt u u t u u c b 设a 相电压所含的n 次谐波为u U n t =+2sin(ω则b 、c 相电压所含n 次谐波就分别为an n n ()ϕi (34/)3/2sin(2n n bn n t n U u ϕπω+−=)3/2sin(2n n cn n t n U u ϕπω++=2122.1.2 谐波分析对上面各式进行分析，可得出以下结论(1) n3k(k1, 2, 3,…,下同)，即n为3、6、9等时，三(1)=3=1,2,3,相电压的谐波大小和相位均相同，为零序性谐波。
()即为等时相电压相滞(2) n=3k+1，即n4、7、10等时，b相电压比a后2π/3，c相电压比a相电压超前2π/3，这些次数的谐波均为正序性谐波。