有功功率谐波源定位的仿真分析

有功功率谐波源定位的仿真分析

3.1 有功功率方向法

3.1.1 有功功率方向法介绍

在含有谐波源的电力系统中，谐波功率流向如图所示：

图3.1 谐波功率流向图

从图中可以看出，发电机发出基波有功，经过非线性负荷后，一部分基波有功转化为谐波有功，这部分谐波有功在电力系统中返回给了发电机以及其他负荷。由此可见，在公共连接点测量谐波功率，根据谐波功率的方向可以来确定谐波源的位置。简单地，将系统简化为系统侧与用户侧。在单一谐波源的情况下，谐波源检测要求定位出谐波源；在多个谐波源的情况下，需要寻找对PCC 谐波贡献较大的谐波源，即主要谐波源。因此，在公共耦合点通过测量谐波电压与谐波电流，可以确定主要谐波源的位置。

有功功率方向法的基本原理是检测谐波有功的流向，认为产生谐波有功的一方为主要谐波源。比如对k 次谐波，首先规定k P 的方向由系统侧指向用户侧，若0>k P ，则系统侧为主要谐波源；反之，若0

3.1.2 有功功率方向法的数学分析

常用的谐波等效电路如下图所示：

图3.2 戴维宁等效电路

忽略谐波阻抗的电阻，公共连接点处的视在功率如下：

U E

U Z

C Z

C E

~

~

Q j P E X

E E j X E E X

E E j X E E X

j E E j E E X

j E E E I U

S U

C U C U U

C C U U C C U U C U **cos **sin **)

cos **sin *(*)

*sin **cos *(*)

*0(

*0*

*

*+=-+=--=-+=∠-∠∠=*=δδδδδδδ （3-1）

即

X E E P C U δ

sin **=

同时，可以根据在PCC 处测得的谐波电压与谐波电流求得谐波功率：

θθθcos *)cos(*)*Re(kpcc kpcc kipcc kvpcc kpcc kpcc kpcc kpcc kpcc I V I V I V

P =-== （3-2）

由式（3-1）可知，在谐波阻抗接近感性时，谐波有功功率的方向与谐波源之间的相角差由很大关系，而不是仅仅取决于谐波源的大小。而由式（3-2）知，谐波有功还与谐波电压与谐波电流的相位差有关，而谐波电压与谐波电流的相位差不光是由谐波阻抗所决定，因为谐波源也可能会吸收一部分谐波有功。在实际的应用当中，对于配电网正常的功率因数有一定的要求，谐波电压与谐波电流相位差为

90的情况一般不会出现。

从上面的分析可以看出，有功功率方向法简单直观，为大家所普遍接受，但是由于其自身的缺陷，在有些情况下，不能对谐波源做出正确定位。

3.1.3 有功功率方向法模拟仿真

利用matlab 中的simulink 对谐波定位进行仿真，仿真模型采用简单的点对点系统，电压等级及输电功率模拟配电网的相关情况。用户侧的谐波源采用六脉波整流电路。并且三相平衡，故各测量量只取A 相，仿真图如下：

其中SubsystemP与SubsystemQ分别用来计算谐波有功与谐波无功，该子模块如下图：

图3.4 有功测量子模块

首先利用傅里叶变换模块获得相应谐波的幅值与相角，再计算谐波有功和谐波无功。同时根据示波器得到电压与电流波形，在matlab窗口中利用程序绘制波形图并计算谐波功率。

在没有背景谐波的情况下，即只有一个非线性负荷时的电压及电流波形如下图所示：

图3.5 电流波形

图3.6 电压波形通过程序分析得出电压及电流频谱如下：

图3.7 电流频谱

图3.8 电压频谱

k6 次，这与六脉波整流电路相一致，利用simulink 从图中可以看出，谐波主要集中在1

自带的谐波分析工具powergui分析得到如下的分析结果：

通过程序得到：

Order percent U I angle

0 0.00014393 0.36474 0.0081133 0

1 1 5653.4 56.371 0.17026

2 0.0006667

3 2.4799 0.03758

4 0.13791

3 0.0012661 1.4016 0.071373 0.042259

4 0.00062953 0.95072 0.035487 -0.31245

5 0.2215 389.99 12.48

6 -1.5985

6 0.00033581 0.51778 0.01893 4.8267

7 0.084552 210.77 4.7663 -1.5838

8 0.00049796 1.5089 0.028071 -1.2077

9 0.00091852 1.5979 0.051778 -1.4395

10 0.00043215 1.6991 0.024361 -1.1201

11 0.061758 237.58 3.4814 -1.5845

12 0.00018709 0.24207 0.010547 -1.0207

13 0.030385 140.82 1.7128 -1.5738

14 0.00032306 1.3304 0.018211 4.6729

15 0.00049448 1.4521 0.027874 4.2995

16 0.00026368 1.4701 0.014864 4.8116

17 0.020995 124.33 1.1835 4.6888

18 7.2738e-005 0.1981 0.0041003 -1.1771

19 0.011031 74.241 0.62182 4.696

在只有背景谐波的情况下，为简单说明，背景谐波为在可编程电压源中加入5次谐波，得到如下的波形图：

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

-10-8-6-4-20246810电流波形

图3.11 电流波形

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x 10

4

电压波形

图3.12 电压波形

可以看出5次谐波的含有率为20%，与事先的设定值一样，这也说明正弦波通过线性负荷后，波形不发生改变，利用自编的频谱分析程序得到如下的电流电压频谱图：

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1.61.651.71.751.81.851.9电流幅度-频率曲线图

图3.15 电流频谱

-1000100200300400500600

1400

15001600170018001900200021002200电压幅度-频率曲线图

图3.16 电压频谱

同时通过程序可以获得公共连接点的相关数据如下： Order percent U I angle

0 3.9743e-005 2.9134e-015 0.00022943 0 1 1 5772.9 5.7729 0.0010002 2 0.00028583 1.6501 0.0016501 0.00050012 3 9.3847e-005 0.54177 0.00054177 0.00033339 4 8.8582e-005 0.51137 0.00051137 0.00025007 5 0.19989 1153.9 1.1539 0.00020005 6 0.00035879 2.0713 0.0020713 0.0001667 7 0.00021885 1.2634 0.0012634 0.00014289 8 0.00016611 0.95893 0.00095893 0.00012503 9 0.00013664 0.78882 0.00078882 0.00011113 10 0.0001172 0.67658 0.00067658 0.00010002 11 0.00010315 0.59546 0.00059546 9.0927e-005

12 9.2398e-005 0.5334 0.0005334 8.3345e-005 13 8.3847e-005 0.48404 0.00048404 7.6937e-005 14 7.685e-005 0.44364 0.00044364 7.1435e-005 15 7.0998e-005 0.40986 0.00040986 6.6675e-005 16 6.602e-005 0.38112 0.00038112 6.2503e-005 17 6.1726e-005 0.35634 0.00035634 5.8825e-005 18 5.7979e-005 0.3347 0.0003347 5.5555e-005 19 5.4677e-005 0.31564 0.00031564 5.2627e-005

根据有功功率的正负判定谐波源的位置如下：

对于PCC 两侧都含有谐波的仿真如下，背景谐波为在可编程电压源中加入20%的5次谐波：

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

-100

-80-60-40-20020406080100电流波形

图3.17 电流波形

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x 10

4

电压波形

图3.18 电压波形

100

200

300

400

500

600

700

800

900

6

7

8

9

10

11

电流幅度-频率曲线图

图3.19 电流频谱

-100

100

200

300

400

500

600

1420

14401460148015001520154015601580电压幅度-频率曲线图

图3.20 电压频谱

公共连接点的相关数据如下：

Order percent U I angle

0 2.2106e-011 2.7928e-015 1.4106e-009 -3.1416

1 1 5772.9 63.809 2.0316e-005

2 0.00031098 1.6501 0.01984

3 0.00022856 3 0.072052 0.54177 4.5976 3.1389

4 0.00022606 0.51137 0.01442

5 -3.1433 5 0.043072 1153.9 2.7484 0.0046465

6 0.0003966 2.0713 0.02530

7 0.00032553 7 0.081274 1.2634 5.186 -0.0011813

8 0.00027961 0.95893 0.017842 0.0018735

9 0.13937 0.78882 8.8931 0.0010234 10 0.00014589 0.67658 0.0093091 3.1437 11 0.071912 0.59546 4.5886 -0.00054067

12 0.00028892 0.5334 0.018436 3.1409

13 0.032866 0.48404 2.0972 0.001967

14 0.00044582 0.44364 0.028447 3.1424

15 0.02962 0.40986 1.89 3.1433

16 0.00028546 0.38112 0.018215 3.1409

17 0.048557 0.35634 3.0984 3.141

18 0.00010543 0.3347 0.0067273 3.1443

19 0.057195 0.31564 3.6495 3.1424

由于公共连接点两侧都存在5次谐波源，且两者的幅值与相角差不多，从而相互抵消，从电流频谱中可以看出，5次谐波的含有率很小，依据有功功率方向法无法判断主要谐波源的位置。并且由于背景5次谐波的存在，通过6脉波整流电路后，系统中增加了其他奇数次谐波。根据程序的判断结果为：

综上所述，有功功率方向法原理简单，但缺乏一定的准确性。

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。 发电机是由三相绕组组成的，理论上讲，发电机三相绕组必须完全对称，发电机内的铁心也必须完全均匀一致，才不致造成谐波的产生，但受工艺、环境以及制作技术等方面的限制，发电机总会产生少量的谐波。 输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和，磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素，致使磁化电流呈尖顶形，内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高，其工作点偏离线性就越远，产生的谐波电流就越大，严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。 用电环节谐波源更多，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。

电路分析基础谐波分析法

电路分析基础谐波分析法 本章实训谐波分析法的验证 实训任务引入和介绍 在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。 实训目的 1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法, 2.理解谐波分析法的基本原理, 3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。 实训条件 100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、 R=10Ω、L=1H、 3C=1.11*10uF、电压表、电流表。 操作步骤 (1)连接电路。 如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。

图5-12 实训电路 (2)理论计算。 已知: U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s R,10, 1X,,90,， c,C X,,L,10, L ? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。故有: I,0,U,0,P,0000 ? 一次谐波作用于电路时，有: 150 U,，0:Vs12 150，0:U2s1 I,,,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1 U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1 ? 二次谐波作用于电路时，有: 100，,90:U2s2 I,,,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2 U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2

电网中主要谐波源及其治理措施

电网中主要谐波源及其治理措施 【摘要】大功率传动装置所产生的谐波对电网的危害很大，是电网谐波的一个主要来源。尤其是大功率的变频调速系统，谐波问题越来越突出，电能质量下降，给各种用电设备和仪表带来了很大的危害，必须抑制这些谐波，所以谐波的检测显得越来越重要。国内外对此进行了很长时间的研究，通过学者的不懈努力，也取得了丰硕的成果。 【关键词】电网；谐波；治理 一、交流传动所产生的谐波问题 大功率传动装置所产生的谐波对电网的危害很大，尤其是大功率的变频调速系统，谐波问题越来越突出，电能质量下降，给各种用电设备和仪表带来了很大的危害。我们希望交流传动变换器输出只含基波的正弦波，但实际应用的逆变器总含有谐波，这些畸变的电流和电压可能造成很多危害，如会让工业生产被干扰中断，受此影响，装配线可能经常停工，产生大量废品，造成很大的经济损失。虽然控制装置的调制控制方法能够在产生所需的基波的同时，应尽可能的优化其他的高次谐波。但是谐波不可避免的产生，这就要求对这些谐波进行监测、分析后，确定治理方案。达到最大程度的消除特定谐波或最小化总谐波（TDH）畸变率，进而使由谐波产生的电力电子设备的功率损耗达到最小。 另外变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变电路多采用PWM 技术要用到IGBT 大功率管。当控制电路根据需要给出相应的频率和幅值的开关脉冲，IGBT 大功率管工作时，其输出的电压和电流波形中带有与开关频率相应的高次谐波群。我们知道高载波频率和场控开关器件高速切换的dv/d t 可达1kv/Ls 以上所以引起的辐射干扰问题是相当突出。当然，变频调速电路除了通过辐射向外部发射产生干扰外，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入电源电路形成传导形干扰。 经查证资料，交流传动所产生的谐波基本上是5次，7次，9次和13次谐波，其他次数的谐波比较少。 二、谐波的一些治理措施 采取一些措施来消除这些对各种电子设备和电网造成很大危害的谐波，下面简单介绍一下消除谐波的方法和措施。 （1）滤波 所谓的滤波就是，一个电信号中有若干种成分，把其中一部分交流信号过滤掉就叫滤波。一般将电力电网或电力设备中某些不需要的交流信号去掉，通常采

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谐波干扰问题分析与谐波治理方法建议 一、存在的谐波干扰问题介绍 某科技发展有限公司主要从事先进陶瓷材料相关技术、产品和系统的研发，涉及生物医学材料、新能源材料、电子信息材料、化工陶瓷材料、以及多功能结构陶瓷材料等领域。 该公司目前新安装的300KW中频烧结炉，可控硅控制功率加热，出现功率因数低0.3-0.5，谐波大，造成共用的容量1250Kvar供电变压器配置的容量为600Kvar无功补偿电容装置产生过热保护无法正常投切运行等问题。 二、谐波干扰状况分析 随着我国制造业的蓬勃发展和人民生活水平的不断提高，电力电子技术在电网设备中得到广泛应用，大量的非线性负荷广泛应用在工业、商业和民用电网中，给电网造成的污染问题越来越得到重视。如在一般工业领域使用的中频炉、变频器、软启动器、电弧炉、轧机、电解槽、电镀槽等负荷，商业和民用领域如节能灯、气体灯具、变频空调、电脑、冰箱等，都产生大量的谐波，尤其是近几年在我国节能技术产业的发展过程中出现了各种类型的专用节电装置，这些节电装置采用的均是电力电子控制技术如变频控制和可控硅调压原理，属典型的谐波源，大量使用导致谐波的产生，轻者影响供电质量使制造工艺较为精细的产品质量受到影响，或者由于在节电过程中使用的节电器具产生的谐波导致谐振，而使无功得不到满意补偿甚至不补偿影响节电效果，重者导致电气设备长期发热，降低使用寿命甚至损坏、火灾，危害电网安全。 为了便于对北京某科技发展有限公司新安装使用的中频烧结炉产生谐波危害进行分析，特地借鉴下列两组关联数据

用以推断可能产生谐波的含量。 借鉴测试数据一：2014年5月9日浙江某公司新安装使用的中频烧结炉的现场测试数据显示，该中频烧结炉运行时电源进线上基波电流在17-391A有功功率在7.8-118.5KW,谐波电压总畸变率5.7-6.3%，谐波电流总畸变率42-72.9%,功率因数在0.33-0.64范围内波动。 借鉴测试数据二：2014年6月22日领步公司应邀对某新型材料（江苏）有限公司生产线300KW中频烧结炉的谐波测试数据如下：运行电流在250A时谐波参数，谐波电压总畸变率4.4%，谐波电流总畸变率29.9%；运行电流在365A时谐波参数，谐波电压总畸变率6.7%，谐波电流总畸变率30.1% 运行电流 在250A时 谐波参数

电力系统谐波源定位方法述评

第25卷第3期 2006年7月 电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Vol.25,No.3July 2006 收稿日期:2005 11 28 作者简介:徐志向(1980 ),男,浙江籍,硕士生,主攻电力系统谐波状态估计以及谐波源定位; 候世英(1962 ),女,重庆籍,副教授,主要从事谐波分析与仿真的研究;吕厚余(1947 ),男,重庆籍,教授,主要从事电能质量以及谐波监测的研究。 电力系统谐波源定位方法述评 徐志向1,2 ,侯世英1,2 ,吕厚余1,2 ,张 柯 1,2 (1 重庆大学电气工程学院,重庆400044; 2 重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆400044) 摘要:研究谐波源的定位问题对于规模大、负荷复杂的实际电网有重要的意义。本文对现有的谐波源定位方法进行了分析和评述,并对谐波源定位研究的发展提出了看法。关键词:电力系统;谐波源定位;等效模型;谐波状态估计 中图分类号:TM711 文献标识码:A 文章编号:1003 3076(2006)03 0064 04 1 引言 随着电网中非线性负荷的不断增多,电力系统中的谐波污染问题变得日益严重,给电网的经济运行及用户的安全用电造成了极大的影响[1] 。为了及时解决电网中谐波治理课题,达到准确分清谐波责任,简单有效的治理目的,必须先明确电力系统中的谐波分布或谐波状态 [2] 。 分析谐波状态,首先要了解谐波源的位置。如果谐波源的位置已知,那么电网中的谐波分布就成为谐波的传播与扩散问题,也就是谐波潮流问题。以往的大多数文章集中在已知谐波源的情形下对谐波分布或补偿的研究 [3,4] 。但随着电网规模的增大, 实际系统中谐波源的位置存在不确定性,仍然用潮流方法来分析谐波的扩散与渗透,就会失去分析的主体。所以,在谐波源的位置未知的情况下,要对谐波影响进行分析,就需要对谐波源进行定位。 2 谐波源定位方法 谐波源定位可以分为两种情况 [5,6] 来解释,一种 是在PCC 点处把系统等效为两个部分,即供电侧U (utility)和用户侧C (customer),然后根据相应的等效电路模型,确定出是主谐波源的一侧,称之为基于等效电路模型的定位法[5] 。另一种就是对整个系统网络用谐波状态估计的方法,计算出系统各个节点的谐波电压以及支路的谐波电流,从而判断哪条支 路上含有谐波源[6] 。 多年来,对于基于等效电路模型定位法,基本结构都是单相模型,假设条件是系统运行在三相平衡的状态下;对于基于谐波状态估计的定位法来说,基本结构是单相模型;单频率非同步模型,量测量为有功功率P 、无功功率Q 、谐波电压V,假设条件是所有的电压、电流的频率固定,波形是理想正弦波;系统运行在三相平衡状态,系统网络是只有正序的三相对称系统 [7] 。 3 基于等效电路模型的定位法 [5] 系统的Norton(诺顿)等效电路模型如图1所示: 图1 Norton 等效电路Fig.1 Norton equivalent circuit 通过等效变换得到的Thevenin(戴维南)等效电 路模型如图2所示。 图中所示的PCC 点是公共电气耦合点。根据不同的定位依据[8] ,又可以分为功率定位法,阻抗定位法,灵敏度定位法。3 1 功率定位法( )有功功率定位法 有功功率定位法是工程上最常用的定位方法。

谐波分析方法对比

谐波分析方法对比 随着用电设备的多样化和复杂化，线路中谐波的成分也变得越来越丰富，谐波污染的治理问题也变得越来越棘手，许多仪器也相应推出了谐波测量功能，我们该如何区分这些谐波的测量方法并正确地使用他们进行谐波测量呢？本文将进行“深究”。 在很多人认识里，只有使用同步采样才能进行精确的谐波分析，其实采用非同步采样同样能进行谐波分析，而且在许多情况下甚至比同步采样法更优秀。PA功率分析仪提供了常规谐波、谐波和IEC谐波三种谐波测量模式，支持同步和非同步的谐波分析，将两种分析方式互补使用可提高谐波的分析能力。下面通过其计算方法的简单，结合实例讨论三种谐波模式的使用。 谐波测量基本原理 目前最常用的谐波分析方法是使用傅里叶变换，将时域的离散信号进行傅里叶级数展开，得到离散的频谱，从离散的频谱中挑选出各次谐波对应的谱线，计算得出谐波各项参数。 在实际实现时，由于离散傅里叶变换存在“栅栏效应”，采样频率不为基波的整数倍时，部分谐波可能不在离散傅里叶变换后的离散频率点上，需要使用特殊的手段将栅栏空隙对准我们关心的谐波频率点。其中同步采样法和频率重心法使用最为广泛。 同步采样法 顾名思义，就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍，如IEC 61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率，采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。同步采样常用硬件PLL实现，需要实时调整采样频率，频率的锁定需要时间，受限于滤波器及相关器件，很难做到很宽的频域，也很难保证频谱特别丰富时的准确性。 频率重心法 使用足够高的采样频率（一般大于4倍基波频率）即可满足直接对信号进行采样，将信号的频谱间隔拉开，并且使用更多周期的数据点做离散傅里叶变换，降低频谱泄露的影响。最后根据窗函数的功率谱分布特性，通过频谱的谱峰和次谱峰，找到真正的谱峰频点——即离散频谱的谱峰和次谱峰的重心。通过频率重心法消除了栅栏效应的影响，对各次谐波使用重心法，还得到一个偏离系数，使用该系数配合窗函数功率谱，可求解得到对应频点的相位和幅值等信息。至此，非同步采样法同样得到了各次谐波。受限于窗函数的频谱特性，该法

谐波考试内容1

谐波抑制和无功功率补偿 第一节课 1. 谐波分类 （1） 奇偶谐波 （2） 分数次波：频率不是整数倍基波频率的谐波。分数谐波分为间 谐波和次谐波两类。 间谐波往往由较大的电压波动或冲击性非线性负荷所引起，所有非线性的波动负荷，如电弧焊、电焊机、各种变频调速装置、同步串级调速装置及感应电动机等均为间谐波波源，电力载波信号也是一种间谐波。 间谐波特点有放大电压闪变和音频干扰，影响电视机画面及增大收音机噪音，造成感应电动机振动及异常。对于由电容、电感和电阻构成的无源滤波器电路，间谐波可能会被放大 2. 谐波基本概念与定义 （1） 谐波电压含量：H U = （2） 谐波电流含量：H I = （3） 谐波电压含有率：1 100%n n U HRU U =? （4） 谐波电流含有率：1 100%n n I HRI I =? （5） 电压谐波总畸变率：1 100%H u U THD U =? （6） 电流谐波总畸变率：1100%H i I THD I = ? 但是到目前为止，谐波功率的计算还无标准。 3. 谐波的分析方法 a ． 傅里叶分析：傅里叶只能做稳态分析，且必须采集整一个周期的数据，容易产生窗口泄露，检测结果延迟很大。 b ． 坐标变换法：电机学中的三相交换法将旋转坐标转换成静止坐标。这 种方法实时，但三相对称性差，且本身用低通滤波器LPM 本身检测

（神经网络法，LMS算法的GCM） 4.谐波的抑制 谐波由负载产生，但希望谐波不要流入电网或其他负载上，希望能在本地消除。谐波的抑制方法有： ?无源滤波：加L或C，改变谐振频率、品质因数，使其形成带通/阻，高/低通滤波器。但是谐波抑制选择性很差，可能导致过载。 ?有源滤波：产生一个大小相等，方向相反的谐波来对消。存在的问题是检测速度慢，检测精度要求高。损耗、成本压力、装置本身使用寿命以 及安装施工是否便利都是存在的问题。 5.谐波的计量与标准、测量 谐波具有很强的随机、实时、潜伏性 出厂前产品检测的方法与工具还有缺陷。 6.谐波的危害 波形乱，产生噪声，对各种电机、继电保护装置、谐振回路等产生危害，轻则使电力系统性能下降，重则破坏设备装置。 谐波产生： 非线性（例如过铁芯、磁滞损耗使波形烂） 电力电子装置（例如PWM，触发角、整流装置引入谐波，破坏原 正弦波形） 电弧炉、继电开关等 谐波源行业主要有化工、铁路、电力系统、有色冶金、家用电器、实验 机构、机械制造加工业等。 第二节课 1. 谐波源 ●稳定谐波源 ?电力电子装置 ?器件的非线性（例如变压器，磁滞，串入大L或C） ●不稳定谐波源：（雷电冲击、电弧炉、电焊机、电机的启停、等）常产用 无源滤波方法，将各种谐波组合搭配能达到互补的效果。 ●其他谐波源 ?大的短期负载的启停会产生动态谐波 ?点火装置：一瞬间的电磁脉冲且为脉冲序列，可通过电容耦合,干扰 控制器件的灵敏度。 ?大型负载的投切，产生电弧，对控制器干扰大，采用PLC，软开关 技术在开关附近加阻容吸收，有效防电弧。 2. 整流电路的谐波分析

谐波源定位方法研究

谐波源定位方法研究 刘愈倬1，杨超颖1，王金浩1，李蒙赞1，任毅华2 （1.山西电力科学研究院，山西 30001；2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206）Research on Methods of Harmonic Sources Localization LIU Yu-zhuo1, Y ANG Chao-ying1, WANG Jin-hao1, LI Meng-zan1, REN Yi-hua2 (1.Shanxi Electric Power Research Institute, Shanxi 30001, China; 2.College of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract: Methods of harmonic sources localization are summarized. Starting with the distribution of harmonic sources in distribution network, the existing methods of harmonic sources localization are divided into measures based on power direction and measures based on harmonic impedance. The former mainly includes active power direction method, reactive power direction method and the critical impedance method. The latter mainly consists of differential equations method and ratio method. The above methods are analyzed and reviewed and their respective advantages，shortcomings as well as applicability are also pointed out. Key words:power direction; harmonic impedance; harmonic sources localization; PCC (Point of Common Coupling) 摘要：对谐波源定位方法进行了总结。从实际配电网的谐波源分布情况入手，将现有的谐波源定位方法分为基于功率方向的方法和基于谐波阻抗的方法两大类。前者主要包括有功功率方向法、无功功率方向法和临界阻抗法等方法；后者主要包括微分方程法、比率法等方法。分析和评述了以上各种方法，并指出它们各自的优点、不足以及适用性。 关键词：功率方向；谐波阻抗；谐波源定位；公共连接点 0引言 随着整流装置、电弧炉、变频装置、电气化铁路等非线性负荷的大量接入，系统中电压、电流波形畸变造成的谐波污染问题日益严重，这给配电网的经济运行及用户的安全用电造成了极大的影响[1]。为了及时解决配电网中的谐波污染问题，达到分清谐波责任，简单有效的治理目的，正确识别综合负荷中的主要谐波源是至关重要的。 谐波源定位是通过测量某些点（如公共连接点）的电压、电流或功率值，在所测数据的基础上，采用相应的算法判定系统侧和用户侧谁是主要谐波源。若系统侧为主要谐波源，则对电压、电流畸变负主要责任；反之，则用户侧应承担主要责任。基于功率方向的方法简单直观、易于实现。然而，有功功率方向法[2]易受PCC两侧电压相角差δ的影响，不能正确判断主谐波源位置。无功功率方向法[3]和临界阻抗法[4]等方法易受谐波阻抗估计值的影响；基于谐波阻抗的方法[6-11]原理简单、清晰。然而，它的前提难以实现，因为谐波阻抗是在扰动情况下测量的，实际中的扰动具有随机性，很不稳定。本文对以上方法进行分析总结，希望能为促进谐波治理的快速发展提供参考。 1基于功率方向的方法 图1 谐波源等值模型 Fig.1 Equivalent model of harmonic source 1.1有功与无功功率方向法 有功功率方向法是传统的谐波源定位方法之一，若将系统侧到用户侧定义为正方向，由图1可得，公共连接点（PCC）的有功功率、无功功率分别为： c s c c s cos sin sin s h h h h c s c s E E Z Z P V I I I Z Z Z Z δδδ === ++ (1) (cos) s h s c c s E Q E E Z Z δ =- + (2) 其中, h P是h次谐波的有功功率, h Q是h次谐 波的无功功率， s E是系统侧等值谐波电压源， c E 是用户侧等值谐波电压源， h δ是h次谐波电压、谐波电流的相角差，δ是PCC两侧等值谐波电压源的相角差。 由式(1)可得：当0 > h P时，系统侧发出较多的谐波功率，则认为系统侧为主要谐波源；当0 < h P时，用户侧发出较多的谐波功率，则认为用户侧是主要谐波源。这种方法比较直观，曾为大家所普遍接受。然而文献[2]已证明了该方法的不合

大电流恒流源放电回路及其分析

大电流恒流源放电回路及其分析李冬梅（茂名学院计算机与电子信息学院） 摘要：在经济飞速发展的今天，各种大容量可高倍率放电的电池的需求量越来越多，在使用前，都需要放电测试，而通常的测试设备电流值太小，如何实现大电流恒流放电，同时又经济、安全、可靠，大电流和小电流放电对电路的要求差别很大，放电回路需要重点考虑。本文针对大电流恒流放电回路进行设计，并对其实际问题进行分析。 关键词：恒流源放电 0引言 随着电池使用的迅速增长，对电池产业化生产及产品质量提出了更高的要求。在电子信息时代，对移动电源的需求快速增长，对高容量、大电流工作的电池的需求越来越大。特殊的大容量可高倍率放电的电池的使用也越来越多。因此电池厂也就需要大电流的电池检测设备。本文根据电池的特点，设计了放电电流可达50A的放电电路。此电路经济、实用，简单、安全、可靠。 1恒流放电机理 此电路需要实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 1.1控制回路放电的方式为恒流放电，根据需要设置电流，根据需要送来的控制数据，对电池放电进行实时控制。电流值从1A到50A可调。要实现50A这么大的电流，考虑管子的选取以及散热的需求，一路放电回路很难实现，因此采用两路并联的放电回路实现，要控制这两路并联的回路，根据显示要求电流并不需要连续可调，可以采用数字电位器9312提供可控的电位给放电回路。 此电路实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A 分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 如图所示，根据实际需要的设定，控制数字电位器9312向运放TL062提供需要的电位。实现放电电流分级设置，每级为200mA。 1.2恒流放电回路如果恒流放电时的电流不够稳定，对电池的测试有影响，因此恒流源电路采用负反馈恒流源电路，如图所示，由运算放大器、基准电压源和大电流MOS管负载组成，它的电流由基准电压决定，运放电路工作在负反馈放大状态[1]。MOS管工作在放大区。根据需要对电流值进行预制，采用合适的处理器输出相应的数字信号，通过数字电位器的基准电压，压控恒流源输出相应的电流，压控恒流源时闭环负反馈系统，实现恒流，电流需要采样后经A/D转换反馈到处理器，处理器根据反馈信号调整控制信号[2]。使用此种负反馈，实际测试时，放电电流测量准确度可达：±（0.5FS+0.3RD）%，实际电流表读数与显示测量小数点后一位有效数字相同。 此压控恒流源电路采用双运放和两个独立控制的MOS管组成，电流大小由运放的同相输入端决定，因电流较大故采用两组独立工作的电路。在多个电池同时放电时，采用循环采样的方式，采样电池两端的工作电压和两路放电电阻上的电压；电流采用计算的方法获得，采样放电电阻的电压，电流由电压和电阻计算得到，由于电阻的值不一定很一致，可以采用软件校准。采样完成后将数据送回主控制板后对电流进行实时控制。经实验验证，此电路稳定性很好，在50A电流放电时每路的电流都很稳定。 MOS管采用IRF3710，IRF3710参数：R DS(ON)=0.025I D=57A，V GS：±20V[3]。只要采取足够的散热措施，IRF3710完全可以满足需要。要在短时间将电池能量释放出来，对散热设备的设计需要充分考虑。MOS管与散热器之间可以采用导热绝缘的钢片，因为此电路是大电流放电，会在短时间内将电池能量以热能的形式释放，因此在使用时还需要考虑采用风扇散热。 在进行采样设计时，要考虑到两路电路很难做到完全对称，电流采样采用两路分别采样，在10A以下，单路导通，10A以上，两路同时导通。由于电流很大，不能直接采样，需要接采样电阻R13和R28，放电回路的R1和R30的阻值很小，在62mΩ左右，采用鏮铜丝做成，由于此部分不能做到完全一致，因此计算的电流不准，这方面需要通过软件校准。通过软件校准后，工作情况良好，达到实际需要和精度要求。 2结语 此回路采用两个数字电位器实现对放电电流的控制，采用压控恒流源负反馈电路实现大电流放电功能。使用并联回路，如果需要更大电流时，可以再并联恒流源回路。在控制过程中采用需要的处理器，合理设计接口电路和解决散热问题，就可以使用在各种大电流放电的电池检测设备中。 参考文献： [1]崔玉文，艾学忠，杨潇.实用恒流源电路设计[J].电子测量技术.2002年第五期：25-26. [2]李婷婷，李洪波.数控大功率精密恒流源设计[J].通信电源技术.2006年9月.第23卷第5期：35-37. [3]https://www.doczj.com/doc/f44863339.html,. 至少6头，多至60头以上，随着灌装头数的增加，灌装能力也不断提高，虽然灌装机的头数有多有少，但其基本工作原理是一样的。灌装阀是储液箱、气室(充气室、排气室、真空室等)和灌装容器三者之间的流体通路开关，根据灌装工艺要求，能依次对有关通路进行切换。 2.4真空系统是由真空泵、空气过虑装置和电气控制系统组成。该系统直接影响灌装速度和精度。本机选用了进口真空泵(水环式真空泵)，确保了真空系统的可靠性。 真空泵由变频器控制，同时，真空表可随时反映灌装时的真空度，并可通过阀门控制量的大小，待真空泵的负压值达到所需值后，一般真空度保持在0.01~0.06Mpa之间，按下变频器面板上的按钮，灌装机开始转动。 参考文献： [1]刘姗姗，宋秋红.屋顶包饮品纸盒灌装机气动理盖机构的设计研究[J].食品工业.2007.05. [1]Liu Shanshan,Song Qiuhong.Resarch&Development For Spout Applicator of Gable Top Beverage Filler[J].The Food Industry,2007,05. [2]丁毅，贾向丽，李国志.基于ADAMS的润滑脂灌装机的设计[J].包装与食品机械.2007.06. [2]DING Yi,JIA Xiang-li,LI Guo-zhi.The Design of Lubricate Grease Fill Machine Based on ADAMS[J].Packaging and Food Machinery, 2007,06. 图1恒流源放电电路 （上接第255页） 实用科技 256

中频炉谐波治理

中频炉滤波器----中频感应炉节能熔炼技术 摘要铸造企业是耗能大户，其中以中频炉耗电最多，同时也存在巨大的节能潜力。本文从企业用电环境入手，同时结合中频炉自身的节电空间，简要说明了中频炉节电的一些基本途径，这些办法已经在部分企业中实际应用，值得在铸造和其他使用中频炉的企业推广。中频炉节能熔炼技术对降低企业成本、提高企业生产竞争力有积极的作用，同时符合国家低碳经济政策，有较好的社会效益。 关键词中频炉无功补偿节能基本电费力调电费 1.前言 中频感应炉-采用变流技术，把50Hz电源变成150Hz—10kHz，然后利用感应涡流加热原理对金属进行加热熔炼，适合用于冶炼优质钢与合金。中频炉具有维护方便，操作简单可靠，可准确地控制且具有调整熔化速度快，溶液温度均匀等优点。 与冲天炉对比中频炉有节能、环保、工人作业环境好、劳动强度小等优点；与工频感应炉相比中频炉有融化速度快、生产效率高、适应性强、使用灵活、电磁搅拌效果好、启动操作方便等优点。 中频炉熔炼金属时需要消耗大量电能，其节能降耗也是一个受到企业和社会各方都关注的问题。现在笔者从企业用电环境入手，同时结合中频炉自身的节电空间，阐述一些中频炉节能降耗的基本途径。 2.新增中频炉设备时需了解尽量多的用电信息，从源头节约开支。 2.1到供电局电力确认现有线路容量能否满足中频炉用电要求

2.2了解当地供电政策，确认是否允许使用中频炉。 例如：广州部分地区禁止新增中频炉，如果在报装变压器前隐瞒情况，最后可能无法通过验收，即使设备安装上也无法送电。 2.3确认允许用电时间。 有些地方虽然供电局同意安装中频炉，但对这类用电大户的用电时间有限制，只允许在平、谷（或夜间）时间使用。 2.4各地峰、谷、平用电时间不同，不能照搬。 中山-高峰：14：00-17：00；19：00-22：00 平段：8：00-14：00；17：00-19：00； 22：00-24：00 低谷：0：00-8：00 佛山-高峰：9：00－12：00；19：00－22：00； 平段：8：00－9：00； 12：00－19：00； 22：00－24：00 低谷：0：00－8：00； 考虑错开用电高峰时间，连续生产时间中山比佛山长5个小时，用电政策优惠一些。 中山-22：00-24：00（平）0：00-8：00（谷）8：00-14：00（平） 佛山-22：00-24：00（平）0：00-8：00（谷）8：00－9：00（平） 2.5各地电价也不同。佛山比中山多了2.2分/kWh的燃气燃油加工费（平均增加3%用电成本）。 2.6中频炉对电网的谐波干扰比较大，新厂选址尽量远离医院、学校、精密加工企业。否则可能会遭到供电部门强行要求用电电能质量达国标要求。 3.计划新增电气设备时，哪些可以节约投资 3.1用电计量点 尽量集中全厂的用电计量点，最好单点高压计量，这样可以减少无功补偿设备的投资。 3.2中频炉专用变压器供电电压，建议如下表：

电力系统谐波分析

海南大学 课程论文 题目：电力系统谐波分析 学号： B0736039 姓名：陈肖前 年级： 07电气1班 学院：机电与工程学院 系别：电气系 专业：电气工程及其自动化 指导教师：王海英 完成日期： 2010 年 06月 15 日

摘要 谐波对电力系统和用电设备产生了严重的危害及影响，而小波变换为电力系统谐波信号分析提供了有力的分析工具。与Fourier变换相比，小波变换是时间频率的局部化分析，它通过伸缩平移运算对信号逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题，成为继Fourier变换以来在科学方法上的重大突破。有人把小波变换称为“数学显微镜”。 本设计探讨了小波变换的基本原理之后，就如何应用小波工具箱对系统的谐波信号进行了分析。主要内容如下： 首先，采用小波变换进行谐波检测的方法进行了系统仿真，通过仿真验证了小波分析具有时域和频域的双重分辨率，能够较好的解决傅立叶分析所不能解决的问题。 其次，在谐波分析中，采用小波分析算法，不仅能正确的得到各次谐波，而且对用傅立叶分析没法解决的有关信号的暂态分量的提取，暂态分量时间的定位，电压、电流波形的间断、突起、凹陷和瞬态分量的检测都具有较好的效果。 最后MATLAB仿真的结果验证了本文的分析方法的正确性和有效性。基本达到了实验目的。 关键词：谐波分析小波理论MATLAB

Abstract Harmonics have a serious danger and affect in the power system and electrical equipment, but wavelet transform can provides a powerful analytical tool for harmonics signal analysis. Compared with the Fourier transform, wavelet transform is the localized analysis of time frequency, which refines the signal multi-scale by scalabling and shifting operation step-by-step. Finally it meets the requirement of high-frequency time and low-frequency frequency subdivided, and of automatically adapting to time-frequency signal analysis. It can focus on arbitrary particulars of signal , solving the difficult problems of the Fourier transform. It is a major breakthrough in science method since the Fourier transform. Someone praised wavelet transform as the “mathematical microscope”. After discussing the basic principles of wavelet transform, this Design discussed how to use the wavelet toolbox to analy the harmonic signals. They are as follows: Firstly, the Harmonic Detection method was simulated by Wavelet Transform, and the simulation shows that the Wavelet Transform has double resolutions in both time and frequency domains, which can solve the problem that the Fourier Transform can't do well. Secondly, we could not only correctly get various orders of harmonics, but also effectively solve how to draw the transient component of the signal ,and how to locate the time of transient component of the signal ,and solve the problem of intermittent and Processes and depression of the voltage and current wave, and solve how to detect transient component,and the Fourie are not available. Finally,MATLAB simulation results verify the correctness and effectiveness of the analytical methods. It achieves the basic purpose of the experiment. Key words: Harmonic measurement Wavelet theory MATLAB

中频炉谐波治理

中频炉谐波治理： 中频炉谐波治理装置中频感应炉的电源系统是电力系统中数量最大的谐波源，常见的为中频炉和高频感应炉电源等。 简介： 一般6脉冲中频炉，主要产生5、7次特征谐波;对于12脉冲换流装置，主要为5、11、13次特征谐波。一般情况下，小型换流装置采用6脉冲，较为大型采用12脉冲，如炉变压器双副边成Y/△型接线，达成30度的移相;或者两台炉变压器高压侧采外延三角或曲折型接线等移相措施加次级双副边星角接线形成24脉动中频电源，以降低谐波对电网的影响程度。 中频炉在使用时产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重。谐波使电能传输和利用的效率降低，使电气设备过热，产生振动和噪声，并使其绝缘老化，使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容补偿设备等设备烧毁。在无功补偿不能使用的情况下，会发生无功罚款，导致电费增加。谐波还会引起继电器保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰，因而，改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。 参数： 频率：50Hz; 电压：400V-750V;

负载：GW系列0.5T、0.75T、1T、1.5T、3T中频熔炼炉; 变压器容量：315kva、500kva、630kva、800kva、1000kva; 效果与特点： 1、以吸收谐波为第一功能，经过谐波治理，注入PCC点电流、电压满足GB/T14549-1993标准允许值。 2、滤波效果明显，5、7、11次谐波电流吸收率达75%以上。 3、提高变压器利用率，改善变压器温升和噪音。 4、降低系统损耗，提高生产效率。 5、平稳投切，改善三相不平衡。

电力系统的谐波

《电力系统的谐波》 电气工程与自动化 1.什么是谐波？特性？分类？ 2.含有谐波的电量的电气参数如何计算？ 3.衡量谐波含量的参数有哪些？定义？ 4.电力系统常见的谐波源有哪些？ 5.谐波的危害是什么？治理方法有哪些？ 理想的交流电压和交流电流波形应是单一频率的正弦波，而实际电力系统中由于负荷 的非线性常会使电压和电流波形产生畸变而偏离正弦，出现各种谐波分量。谐波的含量是 衡量电能质量的重要指标之一。 那么什么是谐波呢？谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，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。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，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。 奇次谐波:额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐波”，如3、5、7次谐波； 偶次谐波:额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶次谐波”，如2、4、6、8次谐波。 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； 分量谐波:频率为基波非整数倍的分量称为间谐波，有时候也将低于基波的间谐波称为次谐波,次谐波可看成直流与工频之间的间谐波。 电气参数计算 有效值： U= 1T u 2T 0(t)dt I= 1T i 2T 0(t)dt u(t)= 2∞n =1U n sin ?(nw 1t +αn ) i(t)= 2∞ n =1I n sin ?(nw 1t +βn ) w 1=2πT =2πf 1 I= A A= 1T [ 2I 1T sin w 1t +β1 + 2I 2sin 2w 1t +β2 +?+ 2I n sin nw 1t +βn ]∧2dt

电力系统谐波----基本原理、分析方法、抑制方法

電力系統諧波----基本原理、分析方法、抑制方法 【摘要】 变频器在工业生产中无可比拟的优越性，使越来越多的系统和装置采用变频器驱动方案，而且采用变频器驱动电动机系统因其节能效果明显，调节方便维护简单，网络化等优点，而被越来越多应用，但它非线性，冲击性用电工作方式，带来干扰问题亦倍受关注。一台变频器来讲，它输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端谐波会输入电源线对公用电网产生影响。本文从变频器产生的谐波原理、谐波测试分析方法，谐波的抑制方法方面进行探讨。 【关键词】 电力系统，变频器，谐波分析，谐波抑制。 【引言】 谐波存在于电力系统已经很多年了，但是，近年来，随着技术的发展成熟，越来越多的设备系统为提高可靠性和效率广泛采用电力电子变频器，而且电力公司为降低设备所需的额定值以及线路损耗和电压降落，强制要求电力用户提高其自身的功率因数，而电力用户及工厂端改善功率因数的方法是使用功率因数补偿器—电容模组，这两种情况的出现，使得电力系统的谐波问题变得更加严重。 电力用户和工厂端普遍使用的变速传动和电力电子设备是产生这一现象的根源，而这些设备与功率因数校正电容模组之间的相互作用导致了电压和电流的放大效应；半导体电子工业的迅猛发展也导致了大批精密设备的诞生，与过去粗笨的设备相比，这些设备对电力公司供给的电能质量更加敏感，但同时也导致交流电流和电压稳态波形的畸变。 而为了得到可靠清洁的电力能源，人们必须面对电流和电压畸变的问题，而电流和电压的畸变的主要形式是谐波畸变。 【正文】 一、变频器谐波产生 从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。间接变频将工频电流整流器变成直流，然后再由逆变器将直流变换成可控频率交流。直接变频器则将工频交流变换成可控频率交流，没有中间直流环节。它每相都是一个两组晶闸管整流装置反并联可逆线路。正反两组按一定周期相互切换，负荷上就获了交变输出电压，幅值决定于各整流装置控制角，频率决定于两组整流装置切换频率。目前应用较多间接变频器。 间接变频有三种不同结构形式：（1）用可控整流器变压，用逆变器变频，调压和调频分别是两个环节上进行，两者要控制电路上协调配合。（2）用不控整流器整流斩波器变压、逆变器变频，这种变频器整流环节用斩波器，用脉宽调压（3）用不控整流器整流，PWM逆变器同时变频，这种变频器采用可控关断全控式器件（如IGBT等）输出波形才会非常逼真正弦波。 无论是哪一种变频器，都大量使用了晶扎管等非线性电力电子元件，采用哪种整流方式，变频器从电网中吸取能量方式均非连续正弦波，以脉动断续方式向