电力谐波的检测和治理
电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏,还会增加电能损耗,降低电力系统的可靠性。
因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波,首先需要了解它的产生原因。
谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括各种电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等,以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例,它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中,电流和电压的波形不再是标准的正弦波,而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中,由于其工作特性,也会产生谐波。
同样,电弧炉在工作时,电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化,从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言,谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗,导致设备发热增加,缩短使用寿命。
对于电容器来说,谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面,谐波会导致电压和电流波形的畸变,使电能质量下降,影响用电设备的正常运行。
例如,对于计算机等精密电子设备,谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外,谐波还会增加电力系统的无功功率,降低功率因数,从而增加线路损耗和电能浪费。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析。
目前,常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量,从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而,傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号,它通过对信号进行多尺度分析,可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
电力系统中的电流谐波分析与治理

电力系统中的电流谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定与高效运行至关重要。
然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。
为了保障电力系统的正常运行,对电流谐波进行深入分析并采取有效的治理措施显得尤为重要。
首先,我们来了解一下什么是电流谐波。
简单来说,电流谐波是指在电力系统中,电流的波形偏离了理想的正弦波形态。
在理想情况下,电流应该是平滑、连续且呈正弦波变化的。
但在实际中,由于各种非线性负载的接入,如电力电子设备、变频器、整流器等,使得电流波形发生畸变,产生了谐波成分。
这些非线性负载在工作时,会对输入的交流电源进行快速的开关操作,从而导致电流的大小和方向在短时间内发生急剧变化。
这种非连续性的电流变化就会引入谐波。
电流谐波的存在会带来一系列不良影响。
对于电力设备而言,谐波电流会增加设备的损耗,导致发热加剧,缩短设备的使用寿命。
例如,变压器在谐波电流的作用下,铁芯的磁滞和涡流损耗会显著增加,可能会出现过热甚至烧毁的情况。
电动机在谐波环境中运行,会产生额外的转矩脉动和噪声,降低运行效率和可靠性。
在电力传输方面,谐波电流会导致线路的附加损耗增加,降低输电效率。
同时,谐波还可能引起电力系统的谐振现象,使得电压和电流大幅升高,严重威胁到电力系统的安全稳定运行。
此外,电流谐波还会对电能质量产生负面影响,干扰精密仪器和设备的正常工作,造成测量误差、控制失误等问题。
对于一些对电能质量要求较高的场所,如医院、科研实验室等,谐波的存在可能会带来严重的后果。
那么,如何对电流谐波进行分析呢?常用的方法包括傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)等。
通过这些分析方法,可以将复杂的电流波形分解为不同频率的谐波成分,并计算出各次谐波的幅值和相位。
在实际的电力系统中,通常会使用专业的电能质量监测设备来采集电流和电压数据,然后通过软件进行分析,以获取谐波的相关信息。
这些监测设备能够实时监测电力系统中的谐波情况,并提供详细的报告和数据分析,帮助工程师和技术人员了解谐波的来源和影响程度。
电力系统中谐波问题如何治理

电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中,谐波问题日益凸显,给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。
那么,究竟什么是谐波?它又是如何产生的?更重要的是,我们应该如何有效地治理它呢?首先,让我们来了解一下谐波的概念。
简单来说,谐波是指在电力系统中,电流或电压的频率不是基波频率(通常为 50Hz 或 60Hz)整数倍的分量。
这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变,从而影响电力设备的性能和使用寿命。
谐波的产生原因是多种多样的。
其中,电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。
例如,变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。
此外,电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。
那么,谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢?一方面,它会增加电力设备的损耗,导致设备发热、效率降低,缩短设备的使用寿命。
例如,变压器在谐波的作用下,铁芯损耗会显著增加,容易出现过热现象。
另一方面,谐波会影响电力系统的稳定性,可能导致继电保护装置误动作,影响电力系统的安全可靠运行。
同时,谐波还会对通信系统产生干扰,影响通信质量。
既然谐波问题如此严重,我们应该如何治理呢?目前,主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波是一种传统的谐波治理方法,它通过电感、电容等无源元件组成滤波器,对特定频率的谐波进行滤波。
无源滤波器结构简单、成本较低,但存在一些局限性。
例如,它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响,而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。
有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。
它通过实时检测电力系统中的谐波电流,并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中,从而实现谐波的动态补偿。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点,但成本相对较高。
除了滤波技术,改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。
在电力系统规划和设计阶段,应合理选择电力设备,尽量减少非线性负载的接入。
高效电网谐波检测与抑制技术研究

高效电网谐波检测与抑制技术研究引言:随着电力需求的不断增长和电力系统复杂性的提高,电网中谐波问题日益突出。
谐波对电力系统产生的不良影响已经引起广泛关注,因此,高效电网谐波检测与抑制技术成为当前电力系统的研究热点。
本文将深入探讨高效电网谐波检测与抑制技术的研究现状、关键技术及未来发展趋势。
一、谐波检测技术1.1 谐波检测方法谐波检测方法主要分为频率分析法、时域分析法和小波分析法三种。
频率分析法通过频谱分析来确定谐波的频率和幅值,适用于稳态谐波检测。
时域分析法基于变量周期性和波形相似性,适用于非稳态谐波检测。
小波分析法具有时-频分辨率优势,能够同时获得谐波频率和时域波形信息,是一种较为精确的谐波检测方法。
1.2 谐波检测设备谐波检测设备主要包括电流互感器、电压互感器、电能质量分析仪等。
电流互感器用于实时监测谐波电流的波形和幅值,电压互感器用于实时监测谐波电压的波形和幅值,电能质量分析仪用于在线监测电网中的谐波含量。
二、谐波抑制技术2.1 无源谐波抑制技术无源谐波抑制技术主要包括谐波滤波器和谐波抑制变压器。
谐波滤波器通过选择性滤波的方式消除电网中的谐波,具有响应速度快、成本低的优点,但其频率特性较为固定,不能适应谐波频率变动的情况。
谐波抑制变压器通过铁芯饱和和电感分的原理抑制谐波,但其谐波抑制效果受变压器铁芯饱和和电感分的限制。
2.2 有源谐波抑制技术有源谐波抑制技术主要包括主动滤波器和谐波抑制器。
主动滤波器通过反馈控制方式,对电网谐波进行实时监测和抑制,能够自适应地抑制各种谐波频率,并且能够根据电网谐波变化自动调整滤波参数。
谐波抑制器通过引入补偿电流,顺流组成的谐波电流与逆流组成的谐波电流相互抵消,达到抑制谐波的目的。
三、现状与挑战目前,高效电网谐波检测与抑制技术已经取得了显著的进展,但仍面临一些挑战。
3.1 谐波标准制定不完善由于不同国家和地区对于电网谐波的认可标准不一致,导致谐波检测与抑制技术的研究和应用难以统一。
电力谐波治理的几种方法

电力谐波治理的几种方法
随着现代化程度的不断提高,电力谐波问题日益突出,给电力系统的安全稳定运行带来了极大的威胁。
为此,电力谐波治理成为了电力系统建设和运行中必不可少的一项工作。
电力谐波的治理主要有以下几种方法:
1. 滤波器法
采用电力滤波器对电力谐波进行滤波处理,以减小其对电力系统的干扰。
常见的电力滤波器包括L-C滤波器、谐振滤波器和有源滤波器等。
滤波器法具有费用低、性能稳定等优点,适用于小功率电器的电力谐波治理。
2. 变压器法
采用特殊结构的变压器进行电力谐波治理,包括隔离变压器、耦合变压器等。
变压器法可以有效地降低电力谐波对电力系统的影响,但需要投入较大的资金,适用于大功率电器的电力谐波治理。
3. 电容器法
通过电容器的串联或并联方式,对电力谐波进行电容滤波处理。
电容器法具有构造简单、成本低等优点,适用于小功率电器的电力谐波治理。
4. 谐波抑制器法
采用谐波抑制器对电力谐波进行抑制处理。
常见的谐波抑制器包括谐波电流抑制器、谐波电压抑制器等。
谐波抑制器法具有能够有效抑制电力谐波、无需改变电路结构等优点,适用于各类电器的电力谐
波治理。
在电力谐波治理中,需要综合考虑电力系统的实际情况和治理成本,选择合适的治理方法,并采取科学有效的措施加以实施,以确保电力系统的安全稳定运行。
电力电子中的谐波问题如何解决?

电力电子中的谐波问题如何解决?在当今的电力系统中,电力电子技术的广泛应用带来了诸多便利和效率提升,但同时也引发了一个不容忽视的问题——谐波。
谐波的存在不仅会影响电力设备的正常运行,还可能导致电能质量下降,增加能耗,甚至危及整个电力系统的安全稳定。
那么,如何有效地解决电力电子中的谐波问题呢?要解决谐波问题,首先我们得明白谐波是怎么产生的。
电力电子设备在工作时,由于其非线性的特性,会使得电流和电压的波形发生畸变,从而产生谐波。
比如常见的整流器、逆变器、变频器等,它们在将交流电转换为直流电或者改变交流电的频率和电压时,就容易引入谐波。
既然知道了谐波的来源,那我们就可以有针对性地采取措施来减少谐波的产生。
一种常见的方法是优化电力电子设备的设计。
通过改进电路结构、采用更先进的控制策略以及选择合适的电力电子器件,可以在源头上降低谐波的含量。
例如,在整流电路中,采用多脉冲整流技术,如 12 脉冲、18 脉冲甚至更高脉冲数的整流,可以显著减少谐波的产生。
另外,增加滤波装置也是解决谐波问题的重要手段。
滤波装置可以分为无源滤波器和有源滤波器两大类。
无源滤波器通常由电感、电容和电阻等元件组成,通过谐振原理对特定频率的谐波进行吸收和抑制。
这种滤波器结构简单、成本较低,但存在滤波效果受系统参数影响较大、可能与系统发生谐振等缺点。
相比之下,有源滤波器则具有更好的滤波性能和适应性。
它能够实时检测电网中的谐波电流,并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流,从而有效地消除谐波。
有源滤波器虽然性能优越,但成本相对较高,在一些对电能质量要求极高的场合应用较为广泛。
除了在设备端采取措施,合理的系统规划和运行管理也有助于减轻谐波的影响。
在电力系统的设计阶段,就应该充分考虑谐波的问题,合理分配负载,避免谐波源集中在某一区域。
同时,加强对电力设备的运行监测,及时发现和处理谐波超标问题,也是保障系统稳定运行的重要环节。
此外,提高电力用户的谐波意识也非常重要。
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量,还可能对电力设备造成损害,增加能耗,甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中,谐波的产生主要源于以下几个方面:1、非线性负载电力系统中的许多负载,如电力电子设备(如变频器、整流器、逆变器等)、电弧炉、荧光灯等,其电流与电压之间不是线性关系,从而导致电流发生畸变,产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形,进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,以及铁芯的不均匀等因素,也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的,主要包括以下几点:1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时,会增加线路的电阻损耗和涡流损耗,导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热,降低电机的效率和使用寿命;对电容器来说,谐波可能导致其过电流和过电压,甚至损坏;对于变压器,谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰,影响通信设备的正常工作,导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变,导致电压波动、闪变等问题,影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种:1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开,可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换(FFT)FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法,大大提高了计算效率,适用于对大量数据的实时分析。
电力系统谐波治理的四种方法
电力系统谐波治理的四种方法电力系统中的谐波是指电网中除基波(50Hz或60Hz)外的各种频率的非线性电流和电压分量。
谐波会导致电网中设备的性能下降,甚至造成设备的故障。
因此,为了保证电力系统的正常运行和设备的安全使用,需要进行谐波治理。
下面介绍电力系统谐波治理的四种方法。
第一种方法是滤波器的应用。
滤波器是一种电子器件,可以通过选择性地通过或阻断特定频率的信号来消除谐波。
根据谐波的频率,可以选择合适的滤波器类型,例如LC滤波器、有源滤波器等。
滤波器通常与设备的电源连接,以便将谐波电流或电压从电网中衰减到可接受的水平。
第二种方法是降低谐波源的发生。
谐波是由非线性负载引起的,例如变频器、电弧炉等。
降低谐波源的发生可以通过选择低谐波的设备、改进设备的运行方式或采取适当的谐波抑制措施来实现。
例如,在选择变频器时,可以考虑具有低谐波输出的变频器,或者通过安装谐波抑制器来补偿谐波。
第三种方法是采用谐波干扰限制技术。
谐波可以通过电力系统中的传输线、变压器等元件传播到其他设备中,造成干扰。
因此,为了减少谐波的传播和干扰,可以采用一些限制技术,如使用低谐波设计的变压器、采用合适的线路参数等。
第四种方法是谐波监测和分析技术的应用。
谐波的监测和分析是谐波治理的重要步骤。
通过采集电网中的谐波数据,并利用相关的分析软件进行谐波分析,可以了解电网中的谐波水平和谐波源的特征,为谐波治理提供科学的依据和措施。
总之,电力系统谐波治理是保证电力系统正常运行和设备安全使用的重要措施。
通过滤波器的应用、降低谐波源的发生、采用谐波干扰限制技术和谐波监测分析技术的应用,可以有效地控制和消除电力系统中的谐波,提高电网的质量和可靠性。
电力系统中电流谐波的监测与治理
电力系统中电流谐波的监测与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。
电流谐波不仅会影响电力设备的正常运行,降低电能质量,还可能引发电力故障,甚至造成严重的安全隐患。
因此,对电力系统中电流谐波的监测与治理成为了电力领域的一个重要课题。
一、电流谐波的产生要理解电流谐波的监测与治理,首先需要了解它的产生原因。
电流谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等;电弧炉、电焊机等工业设备;以及一些家用电器,如节能灯、计算机电源等。
这些非线性负载在工作时,其电流和电压的关系不再是简单的线性关系,从而导致电流波形发生畸变,产生了谐波成分。
例如,在变频器中,通过对电源进行整流和逆变操作来改变电机的转速。
在这个过程中,由于半导体器件的开关动作,电流会出现高频的脉动,从而产生谐波。
二、电流谐波的危害电流谐波对电力系统的危害是多方面的。
首先,它会增加电力设备的损耗。
谐波电流在电力线路和变压器中流动时,会产生额外的热量,导致设备温度升高,降低其使用寿命。
其次,谐波会影响电力测量仪表的准确性。
例如,电能表可能会因为谐波的存在而计量不准确,给电力用户和供电部门带来经济损失。
再者,谐波还会干扰通信系统。
在电力线路附近的通信线路中,谐波可能会引起噪声,影响通信质量。
此外,严重的谐波还可能导致电力系统的电压波动和闪变,影响电气设备的正常运行,甚至引发电力系统的故障。
三、电流谐波的监测为了有效地治理电流谐波,首先需要对其进行准确的监测。
电流谐波的监测方法主要包括以下几种:1、基于傅里叶变换的谐波分析这是目前最常用的方法之一。
通过对采集到的电流信号进行快速傅里叶变换(FFT),可以将其分解为不同频率的谐波分量,从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
2、谐波功率测量除了测量谐波的电压和电流幅值外,还可以通过测量谐波功率来评估谐波的影响。
电力系统中的谐波治理
电力系统中的谐波治理电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压或电流的波动。
它们可能是由非线性负载引起的,如电脑、UPS、LED照明、变频器、电动机等。
谐波不仅会影响电力系统的稳定性和电能质量,还会给设备带来潜在的损害。
因此,对电力系统中的谐波进行治理至关重要。
在进行谐波治理之前,需要先了解谐波的特性。
谐波的主要特性包括:频率、振幅、相位、波形和谐波总畸变率(THD)。
其中,THD是指总谐波含量与基波电压或电流的比值。
THD越高,电能质量越差,设备受到的影响也越大。
治理谐波的方法主要包括:被动治理和主动治理。
被动治理是通过安装谐波滤波器等被动元件来限制谐波传播,从而达到治理的目的。
主动治理则是通过控制非线性负载,减少谐波的产生。
被动治理不仅可以减少谐波对电网的影响,还能够提高设备的寿命和可靠性。
但是,被动治理有其局限性,比如无法处理谐波产生的根本问题。
主动治理则可以从根本上解决谐波产生的问题,但成本较高,需要配备高度控制的设备。
被动治理中最常见的方法是安装滤波器,如谐波停波器、谐波抑制器等。
谐波停波器是一种被动电子设备,它可以用来过滤电路中的谐波。
谐波停波器主要由电感、电容和电阻等元件组成,其作用是消除电路中的高频噪声。
谐波抑制器是一种被动元件,它可以消除电力系统中谐波对设备的影响。
谐波抑制器主要由电感、电容和电阻等元件组成。
主动治理主要有以下几个方面:调整电脑、LED照明、UPS等非线性负载的工作状态;使用有源滤波器和多电平变频器等技术;使用LCL型滤波器等,从而控制谐波的产生和分布。
调整非线性负载的工作状态,可以减少谐波的产生,从而降低谐波的总畸变率。
有源滤波器可以根据实际需要自动选择不同的滤波器参数,从而达到滤波的目的。
多电平变频器可以产生多种不同频率的电压,从而控制谐波的产生和分布。
LCL型滤波器则可以限制谐波的传播,从而提高电能质量和设备的寿命。
在电力系统中,谐波治理需要遵循以下几个原则:首先,应尽可能采取前端控制措施,控制接入电网的非线性负载;其次,应优先考虑被动治理措施,如安装谐波滤波器等;最后,如果被动治理无法满足要求,应考虑采用主动治理措施。
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随着我国工业化进程的迅猛发展,电网装机容量不断加大,电网中电力电子元件的使用也越来越多,致使大量的谐波电流注入电网,造成正弦波畸变,电能质量下降,不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响,对广大用户也产生了严重危害。
目前,谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害,因而了解谐波产生的机理,研究和清除供配电系统中的高次谐波,对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。
一、电力系统谐波危害
①谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热,严重的甚至可能引发火灾。
②谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等故障,变压器局部严重过热,电容器、电缆等设备过热,绝缘部分老化、变质,设备寿命缩减,直至最终损坏。
③谐波会引起电网谐振,可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统构成重大威胁,特别是对电容器和与之串联的电抗器,电网谐振常会使之烧毁。
④谐波会导致继电保护和自动装置误动作,造成不必要的供电中断和损失。
⑤谐波会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。
⑥谐波会对设备附近的通信系统产生干扰,轻则产生噪声,降低通信质量;重则导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。
⑦谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机。
⑧谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能,造成噪声干扰和图像紊乱。
二、谐波检测方法
1.模拟电路
消除谐波的方法很多,即有主动型,又有被动型;既有无源的,也有有源的,还有混合型的,目前较为先进的是采用有源电力滤波器。
但由于其检测环节多采用模拟电路,因而造价较高,且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏
感,故使其基波幅值误差很难控制在10%以内,严重影响了有源滤波器的控制性能。
近年来,人工神经网络的研究取得了较大进展,由于神经元有自适应和自学习能力,且结构简单,输入输出关系明了,因此可用神经元替代自适应滤波器,再用一对与基波频率相同,相位相差90度的正弦向量作为神经元的输入。
由神经元先得到基波电流,然后检测出应补偿的电流,从而完成谐波电流的检测。
但人工神经网络的硬件目前还是一个比较薄弱的环节,限制了其应用范围。
2.傅立叶变换
利用傅立叶变换可在数字域进行谐波检测,电力系统的谐波分析,目前大都是通过该方法实现的,离散傅立叶变换所需要处理的是经过采样和A/D转换得到的数字信号,设待测信号为X(T),采样间隔为T秒,采样频率=1/T满足采样定理,即大于信号最高频率分量的2倍,则采样信号为X(NT),并且采样信号总是有限长度的,即N=0,1……N-1。
这相当于对无限长的信号做了截断,因而造成了傅立叶变换的泄露现象,产生误差。
此外,对于离散傅立叶变换来说,如果不是整数周期采样,那么即使信号只含有单一频率,离散傅立叶变换也不可能求出信号的准确参数,因而出现栅栏效应。
通过加窗可以减小泄露现象的影响。
3.小波变换
小波变换已广泛应用于信号分析、语音识别与合成、自动控制、图象处理与分析等领域。
电力谐波是由各种频率成分合成的、随机的、出现和消失都非常突然的信号,在应用离散傅立叶变换进行处理受到局限的情况下,可充分发挥小波变换的优势。
即对谐波采样离散后,利用小波变换对数字信号进行处理,从而实现对谐波的精确测定。
小波可以看作是一个双窗函数,对一信号进行小波变换相当于从这一时频窗内的信息提取信号。
对于检测高频信息,时窗变窄,可对信号的高频分量做细致的观测;对于分析低频信息,这时时窗自动变宽,可对信号的低频分量做概貌分析。
所以小波变换具有自动“调焦”性。
其次,小波变换是按频带而不是按频点的方式处理频域信息,因此信号频率的微小波动不会对处理产生很大的影响,并不要求对信号进行整周期采样。
另外,由小波变换的时间局部可知,在信号的局部发生波动时,不会象傅立叶变换那样把影响扩散到整个频谱,
而只改变当时一小段时间的频谱分布,因此,采用小波变换可以跟踪时变和暂态信号。
三、电力系统谐波治理
限于篇幅问题,本文在此只介绍基于改造谐波源本身的谐波抑制方法,基于改造谐波源本身的谐波抑制方法一般有以下几种。
(1)增加整流变压器二次侧整流的相数
对于带有整流元件的设备,尽量增加整流的相数或脉动数,可以较好地消除低次特征谐波,该措施可减少谐波源产生的谐波含量,一般在工程设计中予以考虑。
因为整流器是供电系统中的主要谐波源之一,其在交流侧所产生的高次谐波为TK1次谐波,即整流装置从6脉动谐波次数为N=6K1,如果增加到12脉动时,其谐波次数为N=12K1(其中K为正整数),这样就可以消除5、7等次谐波,因此增加整流的相数或脉动数,可有效地抑制低次谐波。
不过,这种方法虽然在理论上可以实现,但是在实际应用中的投资过大,在技术上对消除谐波并不十分有效,该方法多用于大容量的整流装置负载。
(2)整流变压器采用Y/或/Y接线
该方法可抑制3的倍数次的高次谐波,以整流变压器采用/Y接线形式为例说明其原理,当高次谐波电流从晶闸管反串到变压器副边绕组内时,其中3的倍数次高次谐波电流无路可通,所以自然就被抑制而不存在。
但将导致铁心内出现3的倍数次高次谐波磁通(三相相位一致),而该磁通将在变压器原边绕组内产生3的倍数次高次谐波电动势,从而产生3的倍数次的高次谐波电流。
因为它们相位一致,只能在形绕组内产生环流,将能量消耗在绕组的电阻中,故原边绕组端子上不会出现3的倍数次的高次谐波电动势。
从以上分析可以看出,三相晶闸管整流装置的整流变压器采用这种接线形式时,谐波源产生的3N(N是正整数)次谐波激磁电流在接线绕组内形成环流,不致使谐波注入公共电网。
这种接线形式的优点是可以自然消除3的整数倍次的谐波,是抑制高次谐波的最基本方法,该方法也多用于大容量的整流装置负载。
(3)尽量选用高功率因数的整流器
采用整流器的多重化来减少谐波是一种传统方法,用该方法构成的整流器还不足以称之为高功率因数整流器。
高功率因数整流器是一种通过对整流器本身进行改造,使其尽量不产生谐波,其电流和电压同相位的组合装置,这种整流器可以被称为单位功率因数变流器(UPFC)。
该方法只能在设备设计过程中加以注意,从而得到实践中的谐波抑制效果。
(4)整流电路的多重化
整流电路的多重化,即将多个方波叠加,以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦波的阶梯波。
重数越多,波形越接近正弦波,但其电路也越复杂,因此该方法一般只用于大容量场合。
另外,该方法不仅可以减少交流输入电流的谐波,同时也可以减少直流输出电压中的谐波幅值,并提高纹波频率。
如果把上述方法与PWM技术配合使用,则会产生很好的谐波抑制效果。
该方法用于桥式整流电路中,以减少输入电流的谐波。
当然,除了基于改造谐波源本身的谐波抑制方法,还有基于谐波补偿装置功能的谐波抑制方法,它包括加装KYLB无源滤波器、加装KYAPF有源电力滤波器、装设KYSVC静止无功补偿装置等等,在此就不再详细论述。
随着现代信息技术,计算机技术和电子技术的发展,电能质量问题已越来越引起用户和供电部门的重视。
应用先进的电能质量测试仪器不仅能大大提高电能质量的监测与治理水平,同时还可建立先进可靠的电能质量监测网络,及时分析和反映电网的电能质量水平,找出电网中造成电能质量谐波及故障的原因,采取相应的措施,为保证电网的安全、稳定、经济运行提供重要的保障。