电力系统谐波测量方法浅析
电力系统谐波监测与抑制技术研究
电力系统谐波监测与抑制技术研究随着电力系统的快速发展和电子设备的广泛应用，电力质量问题日益突出。
其中，谐波是造成电力系统质量下降的一个重要因素。
谐波会导致电网设备的破坏、电力损耗的增加以及对用户设备的干扰等问题。
因此，电力系统谐波监测与抑制技术的研究和应用对提高电力系统的可靠性和质量至关重要。
一、谐波监测技术谐波监测是对电力系统中谐波分量进行实时监测和分析的过程。
通过谐波监测，可以了解电力系统中谐波的水平、频率和相位等信息，为进一步的谐波抑制提供依据。
1. 传统谐波监测技术传统的谐波监测技术通常采用数字示波器或功率分析仪等设备。
这些设备可以通过采集电流和电压波形，计算谐波的幅值和相位差等参数，并通过显示和记录的方式反映出谐波的情况。
然而，传统的谐波监测技术受到监测点有限、成本高昂以及数据处理复杂等限制。
2. 基于智能传感器的谐波监测技术近年来，随着传感器技术的发展，基于智能传感器的谐波监测技术得到了广泛应用。
这些智能传感器可以直接安装在电网设备上，实时采集电流和电压的波形数据，并通过无线通信传输给监测系统。
利用智能传感器，可以实现对电力系统多个监测点的谐波监测，提高监测的覆盖面和准确性。
二、谐波抑制技术谐波抑制技术是为了减少电力系统中谐波分量的水平，保持电力质量的稳定性和可靠性。
根据谐波抑制技术的原理和应用范围不同，可以分为有源谐波抑制和无源谐波抑制技术。
1. 有源谐波抑制技术有源谐波抑制技术是通过在电力系统中添加特定的电子器件，实时监测和控制电流和电压的波形，从而在电力系统中产生与谐波相反的波形，以抑制谐波。
有源谐波抑制技术具有响应速度快、抑制效果好等特点，但其设备成本高、容量有限等问题也需要解决。
2. 无源谐波抑制技术无源谐波抑制技术是通过改进电力系统的电网结构和设备设计，减少谐波的产生和传输，从而达到谐波抑制的目的。
无源谐波抑制技术可以通过限制谐波源的接入、加装滤波器和隔离变压器等设备来实现。
电力系统谐波的测量及其分析
第30卷 2008年1月 湖州师范学院学报Jo ur nal of Huzhou Teache rs College Vol.30J an.,2008电力系统谐波的测量及其分析3凌志峰(长兴供电局,浙江长兴313100)摘 要:谐波测量在电力系统中有着重要的地位和作用.本文从谐波的特点出发,结合相关谐波标准,对写字楼的谐波进行实地测量,用MA TLAB 进行数据仿真,得出各谐波源的特性,并提出了相应的解决方案.进而对谐波的测量、监测与管理有一个全面的认识,以利于谐波的综合治理.关键词:谐波;MATL AB 仿真;滤波器中图分类号:TM835文献标识码:A文章编号:100921734(2008)S0200812081 谐波电力系统中,在额定的频率和稳定的电压外,波形畸变和三相电压或电流不平衡也是影响电能质量的重要因素.随着电力电子技术的不断发展,电力系统中的非线性负荷日益增多.如各种换流设备、电弧炉、电视机、节能灯等.这些负荷产生的谐波电流注入公用电网,使电网波形产生畸变,威胁着电网中的各种电气设备的安全经济运行.电网中谐波问题需进行理论研究,也必须进行实际测量和治理的研究.但由于电网中谐波问题复杂,往往需要从实际测量的结果进行深入研究,因此要求有可靠的测试手段与装置进行长期的在线监测.本文选择了杭州的写字楼,根据实际测试结果分析谐波对电力系统的影响.1.1 谐波的定义谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍.这是将一个周期电气量按傅立叶级数展开而得到的.当电路为线性电路时,电路中没有除50Hz 以外的其它频率存在,因而无谐波分量.而为非线性电路时,就会产生谐波,引起波形的畸变.谐波产生的原因如下:(1)电源本身的谐波.这是由于发电机的制造工艺问题,致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波,因此产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势,即所产生的电流稍偏离正弦电流.当然,当几个这样的电源并网时,总电源的电流也偏离正弦波.这部分只占谐波的小部分.(2)由非线性负载所致.谐波产生的另一个原因是由于非线性负载.当电流流经线性负载时,负载上电流与施加电压呈线性关系;电流流经非线性负载时,负载上电流为非正弦波,即产生谐波.1.2 谐波的国家标准1.2.1 谐波电压允许值谐波电压的限值是按电网标准电压规定的.公用电网谐波电压(相电压)限值见表1.表1 公用电网谐波电压(相电压)限值电网标准电压/kV总谐波畸变率T HD U /%各次谐波电压含有率HRUh/%奇次偶次0.38 5.0 4.0 2.06～10 4.0 3.2 1.635～66 3.0 2.4 1.21102.01.60.83收稿日期225作者简介凌志峰,助理工程师,从事谐波管理研究:2007122:.T H D U =∑∞h =2U 2h /U 1×100%,HRU h =U h /U 1×100%,U h 和U 1分别为第h 次谐波电压和基波电压.1.2.2 谐波电流允许值谐波电流规定了一定电压等级的电网在基准容量下公共连接点(PCC )的全部用户向该点注入的谐波电流分量的允许值,见表3.当最小短路容量不同于基准短路容量时,谐波电流的允许值按式(1)换算.I h =S k1S k2I p .(1)式中,S k1为公共连接点最小短路容量,S k 2为基准短路容量.当PCC 上有多个用户时,某个用户的谐波电流允许值可由式(2)计算:I h i =I h (S i /S t )1/α.(2)式中,S i 为第i 个用户的用户协议容量,S t 为公共连接点的供电设备容量,α为相位迭加系数,按表2取值.表2 相位迭加系数h35711139、>13偶次α1.11.21.41.81.92表3 注入公共连接点的谐波电流允许值标准电压/kV 基准短路容量/MVA 谐波次数及波电流允许值/A23456789101112131415161718192021222324250.38078623962264419211628132411129.7188.6167.88.97.114 6.512610043342134142411118.5167.113 6.1 6.8 5.310 4.794.3 4.9 3.97.4 3.6 6.810100262013208.515 6.4 6.8 5.19.3 4.37.9 3.7 4.1 3.2 1.5 2.8 3.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.13525015127.712 5.18.8 3.8 4.1 3.1 5.6 2.6 4.7 2.2 2.5 1.9 3.6 1.7 3.2 1.5 1.8 1.4 2.7 1.3 2.56650016138.113 5.49.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2.752.3 2.623.8 1.8 3.4 1.6 1.9 1.5 2.8 1.4 2.6100750129.669.646.833.2 2.44.323.7 1.7 1.9 1.5 2.8 1.3 2.5 1.2 1.4 1.1 2.111.9 某写字楼短路容量为20MVA ,变压器额定容量为1000K V A ,PCC2用户协议用电电流为200A 的380V 电网,计算得谐波电流允许值见表4.表4 写字楼的谐波电流允许值级别谐波次数及允许值(A )357911PCC1124124884256PCC219.722.920.715.318.21.3 谐波的主要来源电力系统中的发电、输电、配电、用电等几个环节都可能产生谐波,其中产生谐波最多的是在用电环节上.如晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及家用电器都能产生一定量的谐波.晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面已被普遍采用.它采用移相原理,从电网吸收的是半周正弦波,留给电网剩下的是半周正弦波,这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波.有统计表明,整流设备所产生的谐波占整个谐波的近40%,是最大的谐波源.变频原理常用于水泵、风机等设备中.变频一般分为两类:交-直-交变频器和交-交变频器.前者将380V 50Hz 工频电源经三相桥式可控硅整流,变成直流电压信号,滤波后由大功率晶体开关元件逆变成可变频率的交流信号后者将固定频率的交流电直接转换成相数一致但频率可调的交流电两者均采用相位控制技术,所以在变换后会产生含复杂成分的谐波因变频装置一般具有较大功率,所以也会对电网造成严重的谐波污染28湖州师范学院学报 第30卷....1.4 谐波的危害电力网中广泛使用补偿功率因数的电容器,同时存在分布电容,它们与系统的感性部分组合,在一定的频率下,可能存在串联或并联的谐振条件.当系统中该次频率的谐波足够大时,就会造成危险的过电压或过电流.谐波会大大增加电力变压器的铜耗和铁损,降低变压器的有效出力.谐波导致的噪声会使变电所的噪声污染指数超标,影响工作人员的身心健康.对于电力电容器,谐波会导致端电压升高,损耗加大,电容器发热,加速老化,从而缩短使用寿命.配网中使用大量异步电动机产生的谐波会增加附加损耗.负序谐波产生的负序旋转磁场会产生制动力矩,影响电动机的有功出力.谐波可能使电能计量产生较大误差,严重时会导致计量混乱.同样,谐波也是引起滤波装置误启动,保护误动和拒动的重要因素.此外,谐波会通过静电感应、电磁感应以及传导等多种方式耦合进通讯系统,影响它们的正常运行.对于人体,谐波会刺激人体细胞,使正常的细胞膜电位发生快速波动或可逆的翻转,当这种波动或翻转频率接近谐波频率时,会影响人体大脑与心脏.2 写字楼的谐波分析2.1 本案例所用的测量设备Power SA TEL ITE 是日本富士电机公司开发的新型电能计测终端,如图1所示.其体积小,精度高,安装方便,非常适合应用在电力系统用户端对电能质量进行的采集分析.本测量装置根据3通道的电压输入和5通道的电流输入算出有效值和瞬时值数据,从电压电流的变化检测中进行记录取样波形数据,同时实施电功率的算出和记录保存.在通信接口功能中安装L AN (10base )端口,能方便各种通用网络机连接,是一种能遥控操作、监控和记录数据的装置.本测量装置是一种内装被用电源及辅助电压互感器(电流互感器除外)的体型结构测量装置,如图2所示.图2 测量装置的结构概况 测量方法通过使用信号触发器能记录电压和电流变化时的波形数据,以及收集系统的现象解析所需的数据触发方式见表5,记录文件的容量见表6382008年 凌志峰:电力系统谐波的测量及其分析2.2..表5 触发方式一览表触发器类别概要信号触发器(电压)过电压电压的有效值超设定值时触发电压不足电压的有效值低于设定值时触发有效值变化幅电压电压的有效值跟一个周期前相比,变化部分超过设定值时触发信号触发器(电流)过电流电流的有效值超过设定值时触发电流不足电流的有效值低于设定值时触发有效值变化幅电流电流的有效值跟一个周期前相比,变化部分超过设定值时触发表6 记录文件的容量取样1秒2秒3秒4秒600Hz 30K B 60K B 90K B 120K B 1200Hz 60K B 120K B 170K B 230K B 2400Hz 120K B 240K B 350K B 460K B 4800Hz230K B460K B690K B920K B 因触发生成的CSV 文件,用终端号+日时的文件名被保存在存贮卡内的Case2文件夹内.图3为Power SA T EL IT E 基本连接图.在谐波测量中,用到Power SA TEL ITE 波形记录功能,采用定时触发,采样频率为4800Hz ,采样时间为1秒.2.3 用电负荷统计要正确对写字楼进行谐波估计,首先要对用电负荷进行统计.图4为写字楼的配电系统模型.图 写字楼配电系统48湖州师范学院学报 第30卷4电力负荷的统计是一项十分复杂的工作,电力负荷的大小及逐时变化特征不仅与各种用电设备的安装功率相关,还与设备的耗电使用性能及作息时间直接相关.我们对一台1000kVA变压器供电的楼群中一座典型的写字楼进行负荷统计与检测,统计结果见表7.表7 一号楼用电负荷统计照明设备办公设备节能灯日光灯电脑打印机复印机额定功率15W40W150W40W80W数量56盏160支90台30台6台2.4 数据测量与分析在对一号楼采集的多组电压电流数据后,用MA TL AB进行仿真分析,图5、图6为一个周期的波形图,同时对单个的日光灯、节能灯、电脑、打印机分别进行了数据测量与分析.2.4.1 PCC2上谐波由MA TL AB分析结果见表8.表8 PCC2谐波水平谐波次数357911电压谐波含量/%图示 2.67 1.32 1.150.710.55最大 2.73 1.51 1.180.860.83平均 2.23 1.200.850.700.50电流谐波含量图示35353最大335365平均3582008年 凌志峰:电力系统谐波的测量及其分析/A 14.710..9 2.440.92.0 4.0714.7.90 4.9 20.9920.9711.2 4.07 2.9 从表8可以看出,谐波奇次高,偶次低,其中主要是3次、5次谐波.这是因为这些负荷中广泛采用了单相整流装置.与表1、表4比较可以得出,在PCC2上的电压基本满足谐波标准,电流的谐波畸变比较严重,已经超出国标允许值.2.4.2 主要的谐波源(1)日光灯谐波源见图7.()打印机(激光打印机)波源见图、图、图和图由M TL B 分析得出的主要谐波源电流见表68湖州师范学院学报 第30卷49101112.A A 9.表9 主要谐波源的谐波电流谐波次数357911电流谐波含量日光灯0.0400.0030.0050.0040.001节能灯0.0330.0210.0240.0170.016电脑0.2330.190.1360.0780.03打印机0.0670.0520.0260.0120.015 需要说明的是,电梯、空调设备等也是写字楼中的重要谐波源,本次测试写字楼空调采用普通工作机制,谐波效应不明显从实验数据可以看出,这些典型的非线性负荷谐波都呈现出奇次高、偶次低的特性,其中3、5次谐波最大办公楼配电网上测到的谐波主要是这些负荷产生的782008年 凌志峰:电力系统谐波的测量及其分析...2.4.3 分析结果根据谐波的叠加原理,在本文测试的配电系统中,由表4、表9计算得PCC1上单一负荷时满足谐波允许值的最大数量(电脑包括主机和CR T 显示器)见表10.表10 单一负荷时满足谐波电流允许的最大数量谐波源日光灯节能灯电脑打印机最大数量49259684294 办公楼配电系统的谐波主要是写字楼自身的非线性负荷引起的.高压供电端的背景谐波通常能满足国标的限值要求,如果负荷中非线性负荷比重较大,就可能造成电流谐波分量超出国标的允许值.本案例测量的配电系统短路容量为20MVA ,变压器额定容量为1000kV A ,具体测量对象为其中的一座典型写字楼.该写字楼用户协议用电电流为200A.测试结果表明,写字楼进线端电压谐波含量远低于国标允许值,但奇次电流谐波较大,其中3次平均谐波含量超出国标允许上限,5次谐波含量有时超过国标允许上限,因此需要加装滤除3、5次谐波的滤波装置.本案例从谐波约束的角度对在单一负荷情况下各类典型非线性办公负荷的最大允许数量,当办公楼负荷达到相应规模时应考虑安装相应的滤波装置.2.5 解决方案对于写字楼负荷的谐波问题,推荐的解决方案有以下几点:2.5.1 加装无源滤波器在大的谐波源附近或主要出线处安装若干单调谐波及高通滤波器支路,以吸收谐波电流.这种方案可以有效减小谐波量.也可以同时考虑无功补偿问题.2.5.2 改变谐波源的配置方式具有谐波互补性的设备应集中安装,否则应适当分散或交错使用,适当限制谐波量大的工作方式.该方案可以减小谐波的影响,但对设备配置和工作方式有特殊要求.2.5.3 改善三相不平衡度找出因电源电压、线路阻抗和负荷特性因素导致的三相不平衡原因加以消除.该方案可以有效地减小3次谐波的产生,有利于设备的正常用电,减小损耗.3 结语对于写字楼及家用电气设备,由于数量很多,不能像对大容量谐波源那样逐个进行对电网谐波干扰的控制,这就需要通过制订设备的产品标准,控制其注入电网的谐波成分,防止其对电网及电网中其它电气设备的相互干扰.谐波治理是综合治理过程,是改善供电品质的重要手段.国家对电网各级电压谐波水平进行了量化限制,对用户注入公用电网的谐波电流也进行了相应的规定.目前高压配电的许多用户,对谐波的危害也没有引起足够的重视,往往认为谐波治理是电力部门的事情,为此,电力管理部门应加强谐波治理方面的宣传,强调谐波治理的重要性.参考文献:[1]林海雪.现代电能质量的基本问题[J ].电网技术,2001,25(10):5～12.[2]陈警众.电能质量讲座第一讲———电能质量的常规要求[J ].供用电,2000,17(3):53～55.[3]陈振生.电网谐波的危害及抑制技术[J ].江苏电器,2004(1):4～8.[4]李燕青,陈志业,李鹏,等.电力系统谐波抑制技术[J 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电力系统谐波的基本特性和测量,配网中的谐波源
电力系统谐波的基本特性和测量谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率是基波频率的整数倍数。
理论上看，非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。
非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系，这类负荷的电流不是正弦波，且引起电压波形畸变。
周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后，那些大于基频的分量被称作谐波。
非线性负荷除了产生基频整次谐波外，还可能产生低于基频的次谐波，或高于基波的非整数倍谐波。
电力系统中出现系统短路、开路等事故，而导致系统进入暂态过程引起的谐波，将不归属谐波治理的范畴。
要治理谐波改善供电品质，需要了解谐波类型。
谐波按其性质和波动的快慢可分成四类：准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。
因其多样性和随机性，在实际工作中，要精确评估谐波量值非常困难，所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定，推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。
兼顾数理统计和数据压缩的需要，标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了建议。
国标GB/T 14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。
为简便实用，将实测值按由大到小的方式排序，在舍去前5%个大值后剩余的最大值，近似作为95%的概率值。
实际工作中，通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。
一般来说，将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点，测量该点的电压和注入公共电网的电流后，通过对电压和电流的分析，取得谐波测量资料。
相对单点的谐波测量而言，从区域或整个电网角度来看，谐波源的定位和确定谐波模型进而分析它是一个相对复杂的过程。
谐波源定位，一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。
而谐波模型分析的方法一般有三种：非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。
三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理，只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。
配网中的谐波源严格意义上讲，电力网络的每个环节，包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波，其中产生谐波最多位于用电环节上。
谐波测试方案
电网谐波检测方案一、检测依据1、国家煤矿安全监察局关于印发《煤矿安全质量标准化考核评级办法（试行）》和《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）》的通知（煤安监行管[2013]1号）2、电能质量公用电网谐波GB/T 14549-1993二、检测项目谐波电压、谐波电流三、检测流程1、熟悉企业的供电系统，了解主要供电线路及供电区域，核实各供电线路的基本参数，主要包括供电线路名称、电压变比、电流变比、主要负荷及运行时段等。
2、依据各区域的用电负荷情况选择测点。
针对企业主要的用电负荷及对供电网络和安全生产有重大影响的线路进行测试。
根据煤矿企业的生产特点，主要的测点包括：总进线（35kV、110kV、6kV、10kV、0.4kV等），单路供电线路（主井、副井、扇风机、压风机、下井等）。
3、各测点检测方法（1）总述在进行测试时，首先了解企业一天中的用电负荷情况，包括用电负荷大小、主要用电负荷的组成、谐波源（变频器、整流柜等设备）的启用情况、地面和井下设备检维修时间等。
根据实际用电情况合理安排各测点测试的时间区间，制定测试计划。
各测点测试位置为各线路的配电柜的二次侧，以计量线路为首选。
由配电柜二次侧取得电压和电流信号，并根据配电柜互感器个数合理选取仪器接线方式，将仪器接入电网；然后根据实际情况设置仪器的接线方式、电压等级、电压电流互感比、短路容量等，进行测试，并且保存数据以供数理统计分析和出具检测报告。
针对总进线的测试选取在企业正常供电、用电负荷较小且主要谐波源运行的情况下进行。
根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
针对单路供电线路选取主要设备正常运行的情况下进行测试，根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
（1）35kV总进线35kV总进线是外部电网与企业供电系统的连接点，该测点能够反映出外部电网向企业供应的电压质量和企业向外部电网反馈的电流质量情况，是保证外部电网和企业内部用电安全的主要节点。
电力系统谐波检测方法的研究
电力系统谐波检测方法的研究近年来，随着电力电子技术的飞速发展和各种非线性设备的广泛应用，电力系统中的谐波源迅速增加，给电力系统及其用户的安全、经济运行带来了严重影响，电力系统中的谐波问题已受到世界范围内的普遍关注。
电力系统中谐波的检测是谐波主要研究的问题。
对于一个较为复杂的电力系统，不可能完全通过实测了解全网的谐波分布，因此需建立系统谐波分析模型，对系统中的谐波分布进行计算。
针对电力系统谐波污染问题，通过对已有的国内外电力系统谐波检测研究现状的分析、比较，本文提出了两种关于电力系统谐波检测方法。
本文首先介绍了电力系统谐波的危害、来源，以及电力系统谐波检测方法，详细介绍了傅立叶变换的谐波测量，瞬时无功功率和神经网络分析的谐波测量，并对应用于谐波测量的方法进行了分析和评述。
详细的介绍了三相谐波检测方法，瞬时无功功率检测方法，然后对设计的谐波检测方法用MATLAB/SIMUL-INK进行仿真，对仿真的结果进行分析，通过分析表明该方法的实效性和方案可行性。
标签：谐波检测傅利叶变换理论瞬时无功功率理论MATLAB模型仿真治理1 概述在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压，但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。
我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率（在我国取工业用电频率50Hz为基波频率）整数倍的正弦分量又称为高次谐波。
在供电系统中产生谐波根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备（又称为非线性负荷）供电的结果。
这些非线性负荷在工作中时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。
因此，谐波是电力质量的重要指标之一。
2 谐波源在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
在发电环节中对发电机的接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。
谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备。
①具有铁磁饱和特性的铁芯设备如：变压器、电抗器等。
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。
浅谈配电电网中一种基于dq坐标系的谐波检测方法
浅谈配电电网中一种基于 dq坐标系的谐波检测方法摘要：近年来，大量的变频和整流逆变装置运用到电网中，在配电电压等级的电网中，越来越多的整流设备接入电网使用，这些都使电网的电压和电流的谐波畸变加剧。
然而随着现代社会的工业发展，对电网电压的要求越来越高，过大的电压和电流谐波可能影响到加工产品的精度，分布式综合能源系统中大量的非线性负载的接入也带来相当数量的谐波，同时在并网模式下，大电网也将渗透部分谐波。
本文将就基于dq坐标系的谐波检测方法进行研究，这种检测方法是一种以瞬时无功功率理论为基础的的改进方式。
关键词：谐波检测有源滤波dq坐标正文：所谓谐波，谐波是傅里叶级数展开后基波整数倍数的分量，高次谐波的角频率是基波分量的整数倍。
电力用户对电压电流波形的要求日益提高，为满足生产需要，保证所生产设备的高精度和使用的设备装置的稳定，电力用户对电能质量的要求越来越严格。
谐波电流会在输电过程中产生有功损耗；在电网局部导致串并联谐振，一旦谐振就可能放大其震荡效应。
谐波破坏电网运行的稳定性；谐波会导致精密仪器仪表非正常动作，影响使用；谐波可能会使综合能源系统发生谐振；高次谐波干扰装置控制信号，使之误动作。
总之，谐波的存在严重影响了电网的的运营及用户的生活。
所以，有必要对电网中的谐波进行抑制。
针对抑制谐波的方法，广大科研人员已做了大量的研究和实践[1]。
目前常用的方法分两种：主动的谐波治理与被动的谐波治理。
主动谐波治理分为从源头上抑制谐波和有源滤波，源头上抑制谐波主要是对元器件本身进行改造，从根本上减少谐波产生，如多脉冲整流、多电平变流以及脉冲调制技术等，这些尽管起到一定效果，但工作原理的限制，高次谐波仍然不可避免。
无源滤波属于被动的谐波治理，无源滤波是应用较为广泛的一种方式，其结构较为简单，价格也较为便宜，其基本原理是LRC（低通滤波器），但是功能较为单一，损耗较大，应用也有限，补偿特性受限于电网自身条件和整体状态，易导致并联谐振，一旦谐振就可能放大其震荡效应，鉴于此，有源滤波应运而生，其通过对谐波电流进行跟踪监测并进行补偿抵消，跟踪相应速度快。
电力系统谐波检测方法的研究
使通信 系统无法正常工作 。⑦谐波会干扰 分布 进行 计算。针对 电力系统谐波污 染问题 ， 通过 对 已有 的国 内外 导致信息丢失 ，
电力 系统谐 波检测研 究现状的 分析 、 比较 ， 本文提 出 了两种 关于 电 计 算 机 系统 等 电子 设 备 的 正常 工作 ，造 成 数据 丢 失 或 死 力系统谐波检测方法。 本 文 首 先介 绍 了 电力 系统 谐 波 的危 害 、 来源 ， 机。 ⑧ 谐 波会 影 响无线 电发 射系统 、 雷达 系统 、 核磁 共振 等
功功率检测方法 ， 然 后 对 设 计 的 谐 波 检 测 方 法 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ — 理 论 是 日本学者 赤木 泰文 干 １ ９ ８ ３年首 先提 出的 ，此后 经 Ｉ Ｎ Ｋ进 行 仿 真 ， 对 仿 真 的 结 果 进 行 分析 ， 通 过 分 析 表 明 该 方法 的 实 效 性 和 方 案可 行 性 。 关键词 ： 谐 波检 测
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
全 网 的谐 波 分 பைடு நூலகம் ， 因 此 需 建 立 系 统 谐 波 分析 模 型 ， 对 系 统 中 的 谐 波
以 及 电力 系 统 谐 波 检 测 方法 ，详 细 介 绍 了 傅 立 叶 变 换 的谐 波 测 量 ， 设 备 的工作 性 能 ， 造 成 噪声 干扰和 图像 紊乱 。 瞬时无功功率和神经网络分析 的谐波 测量 ， 并对应用于谐波测量 的 ４ 电力系统谐 波 测量 的主要 方法 方 法 进 行 了分 析 和 评 述 。 详 细 的 介 绍 了三 相 谐 波 检 测 方 法 ， 瞬 时 无
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电力系统谐波测量方法浅析
摘要：随着电工技术的高速发展，各种新器件、新负载层出不穷，它们所产生的大量谐波对电力系统的安全造成了很大的危害，谐波问题也成为了大家日益关注的问题。
因此提高针对谐波问题的检测水平，对于改善电网环境和提高电网的安全性都是十分重要的。
本文首先对国内外电力谐波检测技术的发展现状作了简要介绍，又对电力谐波的基本性质及其所造成的危害作了详细阐述，对针对谐波检测的主要检测方法以及检测设备进行了概括。
关键词：谐波检测;fft
abstract:with the rapid development of electrical technology, various new devices, new load after another, they produce a lot of harmonics on power system security caused great harm, harmonic problems have become a growing concern everyone. thereby increasing the level of detection for harmonic problems, for improving the environment and improve the power grid’s safety is very important.
this article first foreign power harmonic detection technology, gave a brief introduction, but also on the power harmonics and the fundamental nature of the harm caused elaborated on the main test for the harmonic detection method and detection equipment summarized.
key words: harmonics analysis;fft
中图分类号：s219.4文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）随着近年来国民经济的不断发展以及科学技术的不断提高，电能已经成为社会生产和生活当中所必需品之一，在人们日常的生活以及生产当中占据了无法替代的位置。
特别是自从上世纪90年代初以来，伴随着现代电力技术的高速发展使电能得到了更加充分的利用，随之而来的是大量新型负荷、非线性负载的投入使用，结果由这些新设备所产生的谐波污染却日趋严重，使得整个系统当中的电压波形畸变愈发严重，给整个电网造成了很大的威胁。
谐波已经成为影响电力系统当中电能质量的一个重要因素，成为人们日益关注的问题[1]。
由于谐波对电网以及电气设备所造成的危害日趋严重，为了保障电网安全高效的运行，减少谐波所造成的损害，所以我们需要从谐波产生的原因和基本性质进行深层次的分析和研究，从而找到更为精确的谐波测量方法并研制出实时性好、精度高的谐波测量装置，能够更加精确的测量谐波的各项数据，从而为更好地抑制和治理谐波提供支持。
而且通过谐波的治理，不仅能降低一些无用的电损耗，还能使用电设备的使用寿命得到延长，整个电网的电磁环境得到改善，电能的质量和利用率也能得到提高[2]。
谐波测量作为研究和分析各种谐波问题的出发点和主要依据，对谐波的抑制和治理有着十分重要的指导作用，检测的范围包括电网的方方面面，具体有：鉴定实际电网中各个主要的谐波源用户所
产生谐波水平是否与规定的标准相符，并根据监测情况采取相关措施；能够对各种电气设备在投运前、后和相关系统的谐波水平及其变化情况进行及时的掌握，从而保障各种设备的安全运行，维护生产安全；通过对谐波故障和个别异常的原因检测，找到相应的对策以解决相关问题；还可以针对一些谐波问题的进行专题模式的测试，进一步了解系统内谐波源的特性，谐波阻抗以及谐波潮流，还有谐波谐振和谐波放大现象等现象的产生原因[3]。
综上可知，对于电力系统谐波检测的研究，无论是从实用性的角度还是其理论意义都有很大的价值。
1.国内外研究现状
随着电力电子以及电力系统相关技术在最近十年来的蓬勃发展，加上各种新型负载特性的非线形化程度越来越高，使得谐波所造成的危害大有愈演愈烈之势。
据相关报告介绍，仅仅美国每年由此造成的一系列损失就已经高达上百亿美元，由谐波问题以及由此引发的相关问题所带来的巨大经济损失已经引起了各国相关行业对谐波研究领域的关切。
目前国际电工委员会(iec)和国际大电网会议(cigre)两大机构都专门成立了针对谐波问题的相关机构并进行深入研究。
其中国际大电网会议每隔一年就要召开有关电力谐波方面的国际学术会(ichps)，在其1996年召开的第七次会议中又将学术会的名称改为电力谐波与电能质量学术会(ichqp)，为该领域进行更加深入的研究起了推动作用，也为谐波检测进行更广泛的国际合作开辟了新的
平台和途径[4]。
在现阶段，对谐波检测的方法及其相关设备的研发方面研究仍然是一个非常活跃的领域，而且其研究范围也不仅仅局限于电力系统学科，是一个由数字信号处理和检测、电气工程理论研究、计算机系统仿真技术、功率电子学、仪器与仪表设计和系统控制技术等多学科交叉融合的研究领域，形成了自己特有的研究方式[4]。
2 电网谐波的危害及基本性质
2.1 电网谐波的危害
在电力系统中，由电力谐波所造成的威胁不但已经涉及到整个电网的方方面面，还是其他电力用户的设备等，都会受到影响。
谐波污染造成的主要危害表现在以下几个方面[5-6]：
(1)对电网质量的影响以及供配电线路的危害
谐波使得电网中的电流和电压波形发生了畸变。
例如在民用配电系统的线路中，一些特殊的非线性负载会产生了大量的奇数次谐波，而在三相四线制的配电线路中，相线上所产生的3k次的谐波会在中线上产生叠加效应，中线中所经过的电流值会大于相线上的电流值，从而影响电网安全；而且有相同频率的谐波电压和电流所产生的有功功率和无功功率还会使得电网电压降低，甚至严重时会导致自动控制失灵、继电保护误动作，从而大大影响线路的稳定运行。
(2)对变压器的危害
电网谐波会使变压器的铜耗和铁耗增大，而这两方面损耗的增
加会使得变压器的实际使用容量减少；另外绕组一旦发生环流，绕组电流会超过额定值，而且由此产生发热加剧还会使得变压器的内部温度大幅上升，并在运行时产生很大的噪音，这些都会影响到变压器的使用寿命并对变压器的运行产生造成隐患。
(3)对电力电容器的危害
当电网存在谐波时，由于电容器的容抗与频率成反比，因此在谐波电压作用下的容抗要比在基波电压作用下的容抗小得多，从而使谐波电流的波形畸变比谐波电压的波形畸变大得多，而假使该电网的电压已经发生了畸变，电容器的投入将会使情况更为恶化。
另外，它的还会使电容器工作时发热程度大大加剧，引发绝缘的老化，从而埋下安全隐患。
而在谐波严重的情况下，还会使电容器由于过流而损坏甚至于击穿或爆炸。
(4)对低压开关设备的危害。