船舶电力系统中的谐波检测方法综述
基于二次加窗插值FFT算法的船舶电网间谐波检测方法
基于二次加窗插值FFT算法的船舶电网间谐波检测方法陈辉;于桐;尚前明;杨祥国;孙盼;杨诚;吴书礼;李博【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2018(042)005【摘要】为提高船舶电网间谐波的检测精度,通过对船舶电网间谐波产生机理及其特性的分析,提出了一种基于二次加窗插值FFT算法的间谐波检测方法.为验证所提出方法的可行性,通过Matlab进行了仿真验证.仿真结果表明,所提出的方法能够有效滤除谐波干扰,精确估计船舶电网中的间谐波参数.【总页数】5页(P761-765)【作者】陈辉;于桐;尚前明;杨祥国;孙盼;杨诚;吴书礼;李博【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;中国核动力研究设计院设计所成都 610213;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;东风商用车有限公司东风商用车技术中心武汉430056【正文语种】中文【中图分类】U665.12【相关文献】1.几种FFT加窗三次样条插值的间谐波检测方法的比较 [J], 陈波;徐扬;郑鹏;赵卫忠;刘冬梅2.基于改进加窗插值FFT的高精度谐波与间谐波检测算法 [J], 陈子珍;夏冰冰;阎威武3.基于加窗插值和Prony的电力系统间谐波算法 [J], 熊杰锋4.基于加窗插值FFT和原子分解的间谐波检测算法 [J], 蒋建东;杨鲲鹏;耿莉莉5.基于六项最快旁瓣衰减速度窗和六谱线插值算法的谐波间谐波检测方法 [J], 陶顺; 郭傲; 赵蕾; 尹温硕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
舰用12脉波整流器直流侧谐波分析
舰用12脉波整流器直流侧谐波分析舰用12脉波整流器广泛应用于各种大型电力电子系统，例如船舶电力系统和海上风力发电系统，其所产生的直流侧谐波会严重影响船舶设备的运行效率和系统设备寿命。
因此对舰用12脉波整流器直流侧谐波进行分析具有重要的实际意义。
首先，舰用12脉波整流器直流侧谐波的产生原因主要是由于电路存在的非线性元件导致电流波形失真所致。
例如，在12脉波整流器中，由于在输出滤波电容充电和放电过程中，电流波形存在峰值，但电容又无法承受这种高峰值电流，因此直流侧输出电压波形会出现谐波。
其次，舰用12脉波整流器直流侧谐波的频率大小可以通过公式f=n*f0（n为谐波次数，f0为整流器输出电压频率）进行计算。
当n为奇数时，谐波会产生在f0的整数倍，当n为偶数时，谐波会产生在f0的2/n处。
最后，为了降低舰用12脉波整流器直流侧谐波对设备的影响，可以采取以下措施：一是增加输出滤波电容容量，以减少电容充放电过程中的电流波形，从而降低输出电压的谐波含量；二是增加输出电感，以控制电容充放电时的高峰值电流，从而有效降低直流侧谐波；三是使用谐波滤波器，将谐波从输出电路中剔除掉，从而让直流侧输出电压波形更加平滑。
总之，舰用12脉波整流器直流侧谐波在船舶电力系统和海上风电系统中的影响不可忽略。
通过以上措施，可以有效地减少直流侧谐波，保证设备的运行效率和设备寿命。
为了更好地了解舰用12脉波整流器直流侧谐波产生的情况，以下列出了相关数据并进行分析：1. 输出电压频率：50Hz2. 输出电容电容量：4700uF3. 直流输出电压：120V4. 谐波滤波器频率：3KHz根据公式f=n*f0，可以计算出舰用12脉波整流器直流侧谐波频率的大小。
以n=5为例，有f=5*50=250Hz，即在输出电压频率50Hz的整数倍处产生谐波。
此时需要注意的是，谐波滤波器的频率应该在谐波频率附近，以达到剔除谐波的效果。
据此，可以选用3KHz左右的谐波滤波器。
电力推进船舶电网谐波研究及抑制方法
摘要电力电子技术的发展促成了船舶电力推进技术的快速发展,但同时各种非线性电力电子器件的大量使用,在船舶电力系统中产生大量的谐波,导致设备容量和线路损耗增加,使得电网质量恶化,影响了电力设备的安全经济运行。
谐波污染问题日益严重,如何有效的治理谐波,将谐波控制在规范允许的限值以下,是当前具有重要现实意义和工程实践价值的课题。
但是由于电力推进需要使用大容量电力电子装置，如整流、逆变设备。
所有电力电子装置在实现功率控制和处理的同时．都不可避免地产生大量的谐波，很容易会对电力系统产生影响。
谐波的危害非常严重。
一方面，谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，导致设备过热、绝缘老化、使用寿命降低，严重时还会使设备电器和机械间产生谐振。
谐波也有可能引起电力系统的局部串联或并联谐振，引起保护设备误动作。
谐波在电力线路中的传输或者在设备工作中的发射还会对电网中的电子设备或通信设备产生严重的干扰；另一方面，谐波对电力电子器件以及电力电子装置本身也造成了很大的损伤。
谐波会增加系统的损耗，损耗的增加直接导致系统的发热量增加，相应要求系统的散热措施要加大，造成系统的体积、成本增加。
谐波还会造成装置的过电流、过电压等问题，从而影响系统的可靠性。
电力滤波器可以有效地抑制电力推进船舶电网谐波。
关键词：电力电子技术，非线性电力电子器件，谐波，电力滤波器目录一、概述1二、电力推进船舶电网谐波产生的原因及造成的危害2(一>电力推进船舶电网谐波产生的原因21.发电源质量不高产生谐波22.输配电系统产生谐波23.用电设备产生的谐波24.船舶上应用的元器件产生的高次谐波3(二>电力推进船舶电网谐波造成的危害31.对船舶电网的影响32.对船舶主要负荷的影响3三、谐波与有源电力滤波器的基本概念及原理5(一>谐波的基本概念及含义51.谐波的定义52.谐波分析的基本概念6(二>有源电力滤波器的基本概念及原理71.有源电力滤波器的基本概念72.有源电力滤波器的原理8四、电力推进船舶电网谐波抑制方法9(一>减少谐波源产生的谐波含量9(二>在谐波源附近安装滤波器，就近吸收谐波电流9五、基于ABB有源滤波器的电力推进海工船电网谐波抑制的实例分析10(一>ABB有源滤波器用于电力推进海工船的设计10(二>ABB有源滤波器用于电力推进海工船电网谐波分析11(三>电力推进海工船电网谐波治理前后对谐波情况的比较14六、结论与展望15参考文献16致谢17一、概述“谐波”一词起源于声学。
电力系统谐波检测方法综述
2019年第9期 1电力系统谐波检测方法综述陈和洋1,3 吴文宣2 郑文迪1 晁武杰3 唐志军3（1. 福州大学电气工程与自动化学院，福州 350108；2. 国网福建省电力有限公司，福州 350003；3. 国网福建省电力有限公司电力科学研究院，福州 350007）摘要 电力系统谐波检测为谐波治理提供了方向，同时也是谐波监测系统的核心。
本文首先阐述了电力系统谐波的诸多危害；其次对一些传统检测方法和近期新方法展开讨论和分析，比如瞬时无功功率法、快速傅里叶变换法、小波变换法、希尔伯特-黄变换法等；最后阐述了将来谐波检测领域的发展趋势。
关键词：谐波检测；瞬时无功功率；快速傅里叶变换；小波变换；希尔伯特-黄变换；人工神经网络；复合检测Reviews of power system harmonic measurement methodsChen Heyang 1,3 Wu Wenxuan 2 Zheng Wendi 1 Chao Wujie 3 Tang Zhijun 3(1. College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108;2. State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd, Fuzhou 350003;3. Electric Power Reserch Institute of State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd, Fuzhou 350007)Abstract Power system harmonic detection provides the direction for harmonic control and is also the core of the harmonic monitoring system. This paper first expounds the many hazards of power system harmonics, and then discusses and analyzes some traditional detection methods and recent new methods, such as: instantaneous reactive power method, fast Fourier transform method, wavelet transform method, Hilbert-Hang transformation method, etc., finally pointed out the future development trend and personal outlook in the field of harmonic detection.Keywords ：harmonic detection; instantaneous reactive power; fast Fourier transform (FFT); wavelet transform; Hilbert-Huang transform (HHT); artificial neural network (ANN); composite detection100多年来，随着电力系统的不断发展，以非化石能源为主的新一代电力系统格局已经产生，将来清洁能源和可再生能源将占有很大的比重。
小波包和神经网络的船舶电力系统谐波检测方法
小波包和神经网络的船舶电力系统谐波检测方法
王贺;商立群
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2022(44)19
【摘要】随着船舶电力系统中接入越来越多的电力电子设备,谐波污染现象变得愈发严重。
当前的谐波检测还无法实现较小的谐波频率、相位、幅值检测误差,提出
小波包和神经网络相结合的船舶电力系统谐波检测方法。
设计由微处理器、信号采集板、上位机构成的船舶电力系统信号采样装置,实施电力系统电流信号与电压信
号的采样。
通过小波包算法提取采集信号高频部分的有效值。
基于神经网络思想设计Elman神经网络谐波检测器,实现船舶电力系统谐波检测。
其中在输出层中通过主成分分析方法实施神经网络的输出优化,并实施Sigmoid激励函数的改进,以降低检测误差。
测试结果表明,该方法平均谐波频率检测误差、平均谐波相位检测误差、平均谐波幅值检测误差的区间均值分别为0.16 Hz,0.20°,0.12 V,整体误差很低,同
时克服了基波分离延时问题。
【总页数】4页(P110-113)
【作者】王贺;商立群
【作者单位】西安科技大学;亳州交通投资控股集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U664.8
【相关文献】
1.基于小波包分解的电力系统谐波检测分析
2.一种基于小波包变换的电力系统谐波检测方法
3.基于小波包理论实现电力系统高次谐波检测新方法
4.基于改进小波包变换的电力系统间谐波检测新方法
5.基于FFT和小波包变换的电力系统谐波检测方法
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舰船电力系统单位功率因数谐波电流检测方法的研究
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船舶电网的谐波分析和控制
流 的 波 形 都 是 正 弦 波 。 在 只 含 线 性 元 件 （ 如 电 阻 ）的 简 单 电路 里 ，流 过 的 电 流 与 施 加 的 电 压 成 正 比 ，流 过 的 电流 也 是 正 弦 波。
船 舶 规 范 中 ，通 常 是 对 谐 波 电压 畸 变 率 做 出 了限制 。根 据Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ０ ９ ２ — １ ０ １ — ２ ０ ０ ２ ，总谐 波 畸 变和单 次谐 波 畸变定 义 如下 ： 总 谐 波 畸变 （ Ｔ ＨＤ）： 电压 波 形 中除 基 波 以 外 所 有 谐 波 的均 方 根 值 与 基 波 均 方 根 值 的 比率 （ ％ ）。 单次谐 波畸变 （ Ｓ Ｈ Ｄ）： 电压 波 形 中 所 含 某 一 单 次 谐 波 的有 效 均方 根 值 与 基 波 均 方根 值 的 比率 （ ％ ）。
谐波 （ ｈ ａ ｒ ｍ ｏ ｎ ｉ ｃ ｗ ａ ｖ ｅ ） 是 指 电流 中所 含 有 的频 率 为 基波 （ 通 常 为５ ０ Ｈ ｚ 或６ ０ Ｈ ｚ ） 的整 数
１ ． ２ 谐 波 的来 源
船 舶 电 网 中 的 谐 波 来 自于 三 个 方 面 ：
９
作 者 简 介 ：程 小 美 （ １ ９ ７ ３ 一 ），女 ，高 级 工 程 师 ，船 舶 电 气 专业 。 欧哲君 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ，男 ，高 级 工 程 师 ，船 舶 电气 专 业 。
倍 的 电 量 ，一 般 是 指 对 周 期 性 的 非 正 弦 电
量 进行 傅 里 叶 级 数 分 解 ，其 余 大 于 基 波 频 率 的 电流 产 生 的 电 量 ，如 ５ 次 谐 波
（ ２ ５ ０ Ｈ ｚ 或３ ０ ０ Ｈｚ ） 、７ 次 谐 波 （３ ５ ０ Ｈｚ 或 ４ ２ ０ Ｈ ｚ ）等 。 波 形 示 意 见 图 １ ，谐 波 和 基 波 的波形 叠加 后 ，产生 了非 正 弦波 的畸变 。
电力系统中的谐波检测与特征提取算法研究
电力系统中的谐波检测与特征提取算法研究摘要：电力系统中的谐波问题对系统运行与电能质量产生了很大的影响。
因此，谐波检测与特征提取成为了电力系统中一个重要的研究领域。
本文将介绍电力系统中谐波的概念，谐波检测的方法以及谐波特征的提取算法，并讨论了它们在电力系统中的应用。
1. 引言在电力系统中，谐波是指频率为原电力频率的整数倍的波动，在电力系统中产生的主要原因是非线性负载和电力设备的存在。
谐波问题对电力设备的正常运行和电能质量产生了很大的影响，因此谐波检测与特征提取算法的研究变得尤为重要。
2. 谐波检测方法谐波检测是指通过某种方法对电力系统中的谐波进行检测和测量。
目前常用的谐波检测方法包括频谱分析法、滤波法和基于小波变换的方法。
2.1 频谱分析法频谱分析法是通过分析系统中的频谱成分来检测谐波。
常用的频谱分析方法包括傅里叶分析法和快速傅里叶变换（FFT）法。
这些方法可以将电力信号从时域转换到频域，通过分析信号频谱得到谐波的频率和幅值信息。
2.2 滤波法滤波法是通过设计合适的滤波器来滤除谐波信号。
常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器。
通过将电力信号经过滤波器处理，能够滤除谐波成分，从而实现谐波检测。
2.3 基于小波变换的方法小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时域和频域信息。
基于小波变换的谐波检测方法能够更加准确地检测到各个谐波的频率和幅值。
3. 谐波特征提取算法谐波特征提取是指通过某种算法从谐波信号中提取出有用的特征信息，以便于进一步的分析和处理。
常用的谐波特征提取算法包括峰值检测算法、谐波分解算法和小波包分析算法。
3.1 峰值检测算法峰值检测算法是一种简单直观的特征提取方法，通过检测谐波信号中的峰值点来提取谐波特征。
该算法适用于谐波幅值较大的情况，但对于低幅值的谐波较难检测到。
3.2 谐波分解算法谐波分解算法是一种将谐波信号分解为基波和谐波成分的方法，常用的算法包括快速傅里叶变换和小波变换。
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船舶电力系统中的谐波检测方法综述
船舶电力系统是一个独立的、小型的完整电力系统，由于整流型，冲击性等非线性负荷的存在，所以对比陆地大电网，船舶电力系统有着更加严重的电能质量问题，而其中最主要的问题就是谐波，谐波会使船舶电网供电质量指标严重下降，同时使得电网各个部件运行情况恶化。
所以如何更快速更准确的测量出系统中的谐波与简谐波，成为了全世界的焦点。
文章主要介绍了目前流行的谐波检测方法，并详细论述了各种检测方法上的优势与不足，以便在检测过程中选择更加恰当的方法。
标签：船舶电力系统；谐波；检测方法
1 概述
船舶電力系统是一个独立的系统，随着电力技术的飞速发展以及科技的进步，船舶电力系统已经从早期的单一照明供电，逐渐发展成现代的船舶电力。
然而，正是由于大量半导变流器的普遍投入使用，以及电力技术的应用，这使得船舶电力系统中的谐波污染日益严重[1]。
谐波会造成电动机的电机和变压器的附加损耗，并且产生噪声、过热现象、谐波过电压以及机械振动，甚至会损坏变压器与电机。
同时谐波会引起，电流变化率电压变化率过高或产生过热效应，控制系统误差，会给换流装置带来影响、并且引起晶闸管故障[2]。
高次谐波也会对线路以及通讯设备带来干扰，从而产生电力测量仪表中的误差。
而谐波问题涉及面很广，其中包括畸变波形、谐波抑制的分析方法、谐波潮流计算、电网谐波潮流计算、谐波测量、谐波源分析以及谐波限制标准等[2]。
谐波检测是谐波问题的一个重要分支，也是研究谐波问题的基础与出发点。
2 基于傅里叶变换的谐波检测算法
虽然加窗插值法能够减小一定的误差，但为了检测出信号中所有的间谐波和谐波分量，窗宽在大多数情况下可能会高达几十个信号周期，并且容易受噪声干扰，这对实时检测是不利的。
3 基于小波变换的谐波检测方法
小波变换是将信号与一个时域和频域均具有局部化性质的平移伸缩小波基函数进行卷积，将信号分解成位于不同频带时段上的各个成分。
小波变换是在工程应用中最重要的是最优小波选择，目前主要是通过小波分析处理信号的结果与结论的误差来判定小波的好坏，并由此选择小波基。
特殊地，取a0=2，b0=1，可以得到二进小波（Dyadic Wavelet），相应的变
换为二进小波变换。
尽管目前小波变换法在谐波检测中广泛应用，但是由于小波变换所含信息量较大，不容易硬件实现，同时对噪声较为敏感，所以小波算法在电力系统谐波、简谐波中的应用仍然需要更进一步的研究。
4 各类谐波检测算法比较与分析
从信号求解的分辨率、稳定性、可靠性、和实时性考虑加窗DFT、小波变换和HHT法应用于船舶电力系统谐波检测时各有优缺点。
（1）DFT算法稳定、实用、有效，采用FFT算法可以提高算法的实时性；但其缺点也是十分明显的的，如算法运算所需时间长，计算量也较大，且需进行2次变换，检测结果也不具有较好的实时性等等。
而且在非同步采样情况下使用这种方法分析计算时，会产生频谱混叠、频谱泄漏和栅栏效应等问题。
（2）小波分析法是近些年较为常用的一种暂态分析算法，同时也是一种频域特性和时域特性的局部变换，因此很多FFT变换不能处理的问题它都能够处理，比如FFT变换无法检测函数和信号的频域特性的问题。
但是小波变换法不能像FFT那样得到各次谐波频谱的准确数值信息，从而对于稳态信号的检测小波变换法并不适用。
参考文献
[1]施伟峰，许晓彦.船舶电力系统建模与控制[M].电子工业出版社，2012：170-174.
[2]武福愿.船舶电力推进系统谐波控制方法研究[D].武汉理工大学，2009.
[3]王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].机械工业出版社，2005.
[4]杜智慧.电力推进船舶电网的谐波抑制[J].广东造船，2015.
[5]周雪峰.基于FFT算法的电网谐波检测方法[J].工矿自动化，2012.
[6]张德丰.MATLAB小波分析[M].机械工业出版社，2012：32-75.
作者简介：秦瑞阳（1992-），男，汉族，江苏，硕士研究生，上海海事大学，电气工程及其自动化。