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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。
一.谐波电流一般来说, 理想的交流电源应是纯正弦波形, 但因现实世界中的输出阻抗及非线性负载的原因, 导致电源波形失真。
近年来整流性负载的大量使用, 造成大量的谐波电流, 也间接污染了市电, 产生电压的谐波成份. 另外一些市售的发电机或UPS本身输出电压就非纯正弦波, 甚至有方波的情形, 失真情形更严重, 所含谐波成份占了很大的比。
1.谐波的危害谐波使电能的生产、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。
谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
谐波还会引起继电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，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
2.谐波是怎么产生的一是发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
二是输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流%。
三是用电设备产生的谐波：晶闸管整流设备。
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。
我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。
如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
电力电子变换器中的谐波扰动分析与抑制方法电力电子变换器是现代电力系统中的重要设备，其功能是将电能转换为特定形式的电能输出。
然而，电力电子变换器在工作过程中会产生谐波扰动，影响系统的稳定性和电能质量。
因此，对谐波扰动进行分析与抑制是电力电子变换器研究领域的重要课题。
首先，我们需要了解电力电子变换器中的谐波扰动来源。
谐波扰动主要来自于电力电子器件的非线性特性以及负载的非线性特性。
电力电子器件在开关过程中具有非线性特性，会产生高频谐波信号。
负载的非线性特性会导致电流形状畸变，进而产生低频谐波信号。
为了准确分析电力电子变换器中的谐波扰动，我们可以采取以下方法。
1. 测量与监测：通过使用谐波分析仪等专业设备对电力电子变换器进行测量与监测，可以获取变换器输出端的谐波水平。
通过分析谐波频谱，我们可以确定谐波的频率和幅度，进而确定谐波来源和抑制方法。
2. 模拟仿真：利用电力电子变换器的数学模型进行仿真，可以方便地分析谐波扰动的波形和谐波分布。
通过调整变换器的工作参数，比如拓扑结构、开关频率等，可以探索谐波扰动的变化规律，并优化系统设计。
分析了电力电子变换器中谐波扰动的来源后，下面我们来探讨如何抑制谐波扰动。
1. 滤波器设计：在电力电子变换器的输出端添加谐波滤波器是一种常见的抑制谐波扰动的方法。
谐波滤波器通过选择合适的滤波器频率，将谐波信号滤除，保证输出电能的质量。
常见的谐波滤波器包括被动滤波器和有源滤波器，根据实际情况选择适合的滤波器类型。
2. 控制策略优化：电力电子变换器的控制策略对谐波扰动的抑制有重要影响。
我们可以通过优化开关拓扑和调整控制参数来改善系统的谐波性能。
例如，采用多电平逆变器、多电平调制技术和谐波抑制PWM技术等，可以有效地减小谐波幅值。
3. 使用异步串联电源：将一个电力电子变换器与一个异步串联电源连接起来，可以使变换器的输出与电源之间达成电力共享，减小谐波扰动。
异步串联电源通过控制电流的相位和幅值，将其与变换器的输出相互补偿，从而实现谐波抑制。
电网谐波的危害及抑制技术随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，除了需要电能成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多，电力质量（ＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙ）受到人们的日益重视。
例如，工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电，或因受电力网上瞬态电磁干扰影响，致使计算机系统无法正常运行，将会带来巨大的经济损失。
电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分，如果这些装置不能正常运行，必定扰乱人们的正常生活。
但是，电视机、计算机、复印机、电子式照明设备、变频调速装置、开关电源、电弧炉等用电负载大都是非线性负载，都是谐波源，如将这些谐波电流注入公用电网，必然污染公用电网，使公用电网电源的波形畸变，增加谐波成份。
近几年，传感技术、光纤、微电子技术、计算机技术及信息技术日臻成熟。
集成度愈来愈高的微电子技术使计算器的功能更加完美，体积愈来愈小，从而促使各种电器设备的控制向智能型控制器方向发展。
随着微电子技术集成度的提高，微电子器件工作电压变得更低，耐压水平也相对更低，更易受外界电磁场干扰而导致控制单元损坏或失灵。
例如，２０世纪７０年代计算机迅速普遍推广，电磁干扰及抑制问题更是十分突出，一些功能正常的计算机常出现误动作，而无法找出原因。
１９６６年日本三基电子工业公司率先开发了“模拟脉冲的高频噪音模拟器”，将它产生的脉冲注入被试计算机的电源部分，结果发现计算机在注入１００～２００Ｖ脉冲时就误动作，难怪计算机在现场无法正常工作，其原因之一是计算机的电源受到了污染。
因此，受谐波电流污染的公用电源，轻者干扰设备正常运行，影响人们的正常生活，重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪，会造成严重经济损失。
国际电工委员会（ＩＥＣ）已于１９８８年开始对谐波限定提出了明确的要求。
美国“ＩＥＥＥ电子电气工程师协会”于１９９２年制定了谐波限定标准ＩＥＥＥ—１０００。
谐波产生的原因危害和抑制措施0前言随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。
电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。
以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。
因此，研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。
1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。
（2）设备设计思想的改变。
过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。
现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。
例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。
2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。
现将对具体设备的危害分析如下：（1）交流发电机。
同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗，热损耗除谐波电流铜损I2nR以外，还由于电流的集肤效应，产生附加损耗，对转子引起热损耗增大。
对大型汽轮发电机来说，若发生多次谐波振荡，谐波电流超过额定电流的25％时，由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。
对变压器来说，铁芯产生热损耗，尤其是涡流损耗大，在变压器绕组中有谐波电流，在铁芯中感应磁通，产生铁损。
（2）架空线路谐波电流产生热损，较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭，导致单相重合闸失败。
电缆中的谐波电流会产生热损，使电缆介损、温升增大。
（3）电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗，加快电力电容器绝缘老化。
电力系统的谐波分析与抑制研究谐波是电力系统中一个普遍存在的问题，由于谐波的存在会降低系统的效率，引起设备损坏甚至系统崩溃，因此对于电力系统的谐波分析与抑制研究具有重要的意义。
本文将深入探讨谐波的概念、产生原因以及相应的分析与抑制方法。
一、谐波的概念与产生原因谐波是指电力系统中频率是基波频率的整数倍的非基波信号。
在电力系统中，谐波的产生主要有两个原因：非线性负载和谐波源。
非线性负载是指在电力系统中存在的像电子设备、调速电机等具有非线性特性的负载。
由于这些负载的特性，当负载电流不是正弦波时，会产生谐波。
谐波源是指在系统中存在的一些直接产生谐波的设备，例如电弧炉、电弧炉变压器等。
这些设备会直接产生谐波，对系统造成干扰。
二、谐波分析方法为了准确分析电力系统中的谐波问题，我们需要采用适当的谐波分析方法。
常用的谐波分析方法主要有频谱分析法、时间域分析法和组成分析法。
频谱分析法是通过将信号分解为一系列不同频率的正弦波来分析谐波成分。
这种方法基于傅里叶级数展开的理论，对信号进行变换后得到谐波的幅值和相位信息。
时间域分析法主要是针对非周期性谐波进行谐波分析，适用于信号比较复杂的情况。
而组成分析法则是通过对谐波进行分离和归类，进一步研究谐波的频谱特性和波形特征。
三、谐波抑制方法谐波对电力系统的影响必须得到合理的抑制，以保证系统的正常运行。
目前常用的谐波抑制方法主要包括滤波器、变压器设计和降低负载对谐波的响应等。
滤波器是最常见的谐波抑制设备，可以根据不同的谐波成分选择不同类型的滤波器进行抑制。
常用的滤波器包括谐波干扰抑制器、谐波滤波器、有源滤波器等。
这些滤波器可以有效地消除谐波干扰，保证系统的稳定运行。
变压器设计也可以用来抑制谐波。
通过改变变压器的设计参数，例如导电屏蔽、磁纳阻和铜损耗等，可以降低谐波的影响。
此外，合理规划电力系统中的变压器容量分配和联结方式，也可以有效减少谐波问题。
降低负载对谐波的响应也是一种有效的抑制方法。
谐波干扰与抑制（南宁浮法玻璃有限责任公司动力分厂，南宁，530031）摘要：本文介绍了谐波的产生、危害、传播途径及相应的抑制措施。
并以浮法玻璃生产线上的主要谐波源为例，列举了谐波干扰及抑制的实例。
关键词：谐波干扰，谐波危害，干扰途径，抑制措施，实例0.引言随着各种电力电子设备的应用日益广泛，大量的谐波电流注入电网，谐波所造成的危害也日趋严重。
现在，许多国家都制定了限制电力系统和用电设备谐波的标准和规范，把谐波管理做为供配电系统的一项重要管理工作。
所以研究和分析谐波的产生、危害和抑制具有重要的实际意义。
1.谐波的产生凡与电力系统连接并向电网输入50Hz以上频率电流的设备，统称谐波源。
谐波叠加在正弦基波上，使基波波形发生畸变。
电网谐波主要来源于三个方面：1.1发电机产生的谐波发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等原因，发电机磁极磁场并非完全按正弦规律分布，因此感应电动势就不是理想的正弦波，输出电压也就包含一定的谐波。
不过由于发电机设计时采取了许多削弱谐波的措施，因此其输出电压的谐波含量很少。
1.2变压器产生的谐波变压器产生的谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的。
变压器的铁心具有非线性，加上正弦电压时，励磁电流产生波形畸变，谐波成分包含以3、5次谐波为主的奇次谐波，其中3次谐波含量可达额定电流的0.5％。
变压器励磁电流的谐波含量和铁心饱和程度有关，施加于变压器的电压越高，谐波含量急剧增加。
注入电网的谐波成分和变压器的连接组别有关，变压器一次侧为△形连接时，3n（n＝1，2，3…）次谐波只在△形绕组内流通，注入电网的只有6K±1（K＝1，2，3…）次谐波。
1.3用电设备产生的谐波1.3.1晶闸管整流装置产生的谐波晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下的部分中含有大量的谐波。
谐波含量随控制角增大而增大，控制角等于90º时谐波含量最大。
电力系统谐波的危害和治理【摘要】随着电力电子装置的应用日益广泛,电网中的谐波污染也日益严重，已经引起了相关部门的关注，为了整个供电系统的供电质量，必须对谐波进行有效的检测和治理。
【关键词】电力电子技术谐波治理【正文】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。
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。
一何为谐波二谐波的危害1.对供配电线路的危害（1）影响线路的稳定运行供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。
但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。
晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。
这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。
（2）影响电网的质量电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。
另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。
2.对电力设备的危害（1）对电力电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。
对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。
谐波的危害与治引言随着现代科技的发展，谐波问题在各个领域中日益突出。
谐波是指在电力系统或电子设备中，在基频上产生的频率是基频的整数倍的特殊电压或电流成分。
尽管谐波本身并不造成太大的危害，但长期存在的谐波问题会导致设备的过载、故障、减寿等问题，甚至可能对人体健康产生负面影响。
因此，对谐波进行合理治理和控制是至关重要的。
本文将探讨谐波的危害以及治理范本。
一、谐波的危害1.设备故障和过载在电力系统中存在谐波电流时，会导致设备的过载和故障。
谐波电流会加大设备的电流负荷，使得设备运行在额定负荷以上，从而加速设备的老化过程，减少设备的使用寿命。
并且，谐波电流还会产生额外的热量，进一步加剧设备的过载，从而引发设备的故障。
2.能源浪费和降效谐波电流会导致能源的浪费。
谐波电流在电力系统中流动时，由于产生压降、损耗等现象，会导致能源的损失。
此外，谐波电流在设备内部的传导和流动过程中也会产生额外的功耗，进一步降低了设备的效率。
3.电网负面影响谐波电流会对电网产生负面影响。
大量的谐波电流会导致电网的电压和电流波形失真，进而影响电网的稳定运行。
在严重的情况下，甚至会导致电网的故障和瘫痪。
4.对人体健康的危害谐波电流还可能对人体健康产生负面影响。
长时间暴露在高谐波电压或电流环境中，可能导致头痛、失眠、神经衰弱等症状。
并且，据研究表明，长期暴露在谐波电流环境中，还可能增加患癌症、心脏病等疾病的风险。
二、谐波治理的范本1.谐波源控制谐波问题的治理首先要从源头入手，减少谐波电流的产生。
可以采取以下措施来控制谐波源：（1）对发电设备进行合理规划和设计，降低发电设备的谐波产生；（2）采用高质量的电力电子设备和组件，降低设备本身产生的谐波；（3）合理设计电力系统的连接和布线，降低谐波电流的传播和影响范围。
2.谐波抑制装置的应用谐波抑制装置是指一种专门用于抑制谐波现象的设备。
通过安装谐波抑制装置，可以有效地降低谐波电流的水平，减小谐波的影响。
电力电子装置的谐波和电磁干扰的危害及抑制研究摘要：电力电子技术作为一种先进的电力转换技术，已经广泛应用于各个领域，为我们的生产和生活带来了巨大的便利。
然而，随着电力电子装置的普及和使用量的增加，它们所带来的谐波污染和电磁干扰问题也日益显现。
因此，研究电力电子装置的谐波和电磁干扰危害以及抑制方法，具有非常重要的现实意义。
本文介绍电力电子装置的谐波危害、电力电子装置的电磁干扰危害，并提出电力电子装置的谐波抑制方法、电力电子装置的电磁干扰抑制方法。
关键词：电力电子装置；谐波；电磁干扰；危害；抑制方法引言：随着电力电子技术的不断发展和普及，电力电子装置已经广泛应用于各个领域，为生产和生活带来了便利。
但是，我们也不可忽视电力电子装置带来的谐波污染和电磁干扰问题，这些问题的危害性日益显现。
此外，电力电子装置硬件电路中电压和电流的急剧变化，会使电力电子器件承受很大的电应力，产生频段很宽的电磁干扰信号，这些信号会对周围的电气设备和电波造成严重的电磁干扰，给电力系统的正常运行和设备构成相当大的威胁。
一、电力电子装置的谐波危害电力电子装置是现代电力系统中不可或缺的组成部分，用于实现电能的调节、控制和变换。
然而，电力电子装置的工作会导致谐波的产生，这些谐波会对电力系统和相关设备造成危害。
首先，电力电子装置产生的谐波会对电网和设备造成电磁干扰。
谐波的频率较高，因此对电磁场的影响也较强，会对周围的设备产生辐射干扰，使其产生异常工作或设备损坏。
其次，电力电子装置产生的谐波会对电力系统的电压和电流质量造成影响。
谐波会使得电压和电流的波形不规则，增加谐波电压和电流的含量，从而导致电压、电流畸变，引起一系列的问题。
此外，电力电子装置产生的谐波还会对电力系统的安全性产生影响[1]。
由于谐波电流的存在，设备的温度升高，过热可能会导致设备的烧毁，从而导致设备失效、设备故障和火灾等事故。
最后，电力电子装置产生的谐波会对电力系统的经济性产生影响。
电力电子技术在电力系统谐波抑制中的应用谐波是电力系统中一种普遍存在的问题，它会引起电力设备的损坏、能量损耗以及对附近设备产生干扰。
因此，研究与应用电力电子技术来抑制谐波成为了现代电力系统领域的一个重要课题。
本文将探讨电力电子技术在电力系统谐波抑制中的应用，并介绍一些常见的措施和装置。
1. 谐波产生的原因及危害谐波是指电力系统中频率为整数倍的基波频率的倍频波动现象。
它主要由非线性负载（如电弧炉、变频器等）引起，这些负载会产生非线性电流，从而导致电压和电流的波形失真。
谐波的存在会引起多种危害，包括降低设备的寿命、电能计量误差、电磁干扰以及系统效率下降等。
2. 电力电子技术的应用领域电力电子技术是研究将半导体器件应用于电力系统中的一门学科。
它主要包括直流输电和交流输电中的电力调节、功率变换和有源滤波等方面。
在电力系统谐波抑制中，以下几个方面的电力电子技术得到了广泛应用。
2.1 静态无功补偿装置（SVC）静态无功补偿装置是一种利用可控电力电子装置控制电流相位和幅值，以提供无功电流补偿的装置。
它可以根据系统电压和电流的大小和相位关系，进行相应的控制并抑制谐波。
SVC常用于大型电力系统中，具有快速响应和高度可控的特点。
2.2 有源滤波器（APF）有源滤波器是一种能够根据谐波电流信息立即响应并发出相应的谐波电压的装置。
通过采集电流波形，有源滤波器可以根据控制策略产生相应的逆谐波电流，从而抵消电力系统中的谐波。
有源滤波器精确控制的能力使其成为谐波抑制的有效手段。
2.3 PWM整流器PWM整流器是一种控制器件的电力电子装置，能够将交流电转换为直流电。
其主要应用领域包括电动机调速、电力调节和能量回收等。
在谐波抑制中，PWM整流器可以通过改变开关频率和控制策略来控制电流波形，减少谐波的产生。
3. 实际应用案例3.1 高压直流输电系统中的谐波抑制高压直流输电系统通过将交流电转换为直流电进行长距离传输。
在这种系统中，由于逆变器和换流器的非线性特性，会产生大量的谐波。
谐波的危害与治理谐波是电气设备运行中不可避免出现的问题之一，其危害主要体现在设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
为了有效治理谐波，可以采取多种措施，包括谐波过滤器的应用、降低非线性负载、改进供电系统等方法。
本文将详细描述谐波的危害及治理方法。
谐波是电流或电压波形中频率是基波频率整数倍的成分。
当电力系统中存在谐波时，会带来以下危害：1. 电力设备的损坏：谐波会引起电力设备的过热、电容器的老化、电动机转矩波动、继电器误动等问题。
长此以往，会导致设备寿命的缩短，增加维护成本。
2. 能源浪费：谐波会导致电能的损失和能耗的增加。
电网中谐波电流的存在会导致额外的功率损耗，增加用户电费开支。
3. 工作效率下降：谐波会导致电力系统的电流和电压波形失真，使电力设备的工作效率下降。
例如，电机的转矩波动会降低效率，造成额外的能源浪费。
针对谐波问题，可以采取以下治理措施：1. 谐波过滤器的应用：谐波过滤器是一种能够降低电力系统谐波水平的设备，其原理是通过控制谐波电流的流向和大小来达到滤波效果。
可以根据实际需要选择合适的谐波过滤器类型，如有源谐波过滤器、无源谐波过滤器等，并在关键位置进行安装和配置。
2. 降低非线性负载：非线性负载是谐波产生的主要原因之一，如电力电子器件、变频器等。
通过控制这些非线性负载的使用，例如合理选择负载电压和电流的容量、增加电感元件等措施，可以减少非线性负载引起的谐波。
3. 改进供电系统：对供电系统进行改进也是治理谐波的重要方法。
例如，加装谐波补偿设备，通过补偿谐波电流来降低谐波水平；重新设计电力系统的接地系统，减小系统电容；提高系统电压等方法都可以有效地改进供电系统，从而减少谐波。
4. 加强维护管理：定期对电力设备进行巡检和维护，及时处理设备异常情况，可以减少谐波对设备的损坏。
此外，还可以加强对设备的监测和数据分析，及时发现谐波问题的存在，采取相应措施进行处理。
综上所述，谐波的危害主要包括电力设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
谐波、谐振危害及防治措施1. 谐波的概念在电气工程中，谐波是指频率为整数倍于基波频率的电压或电流信号。
谐波可以由非线性负载引起，如电力电子设备、电动机、电感器等。
谐波可能导致电力系统及设备的异常运行，并对系统产生危害。
2. 谐波的危害谐波对电力系统和相关设备产生许多危害，包括但不限于以下几个方面：2.1 电流和电压失真谐波会导致电流和电压的波形失真，使得波形变得不规则。
这可能导致直流电流负载故障、电感设备的过热、降低电力设备的工作效率等问题。
2.2 设备过热谐波引起的电流和电压失真会导致设备过热，进而影响设备的工作寿命。
长期以来，过热问题一直是电力系统中的主要关注点。
2.3 降低功率因素谐波造成的电流和电压失真会降低功率因素，增加功率损耗。
这不仅会增加电力消耗，还会导致供电系统的不稳定，并可能引发其他故障。
3. 谐振的危害除了谐波外，谐振也是电力系统中一个重要的问题。
谐振是指电力系统中特定频率的谐波与系统的固有频率相匹配时，会引发电力设备甚至电力传输线路的超过设计值的振动。
谐振的危害主要包括以下几个方面：3.1 设备振动谐振会导致设备发生振动，从而可能导致设备的机械故障、机械压力增加和增加设备的磨损程度。
3.2 噪音产生谐振还可能导致系统中的设备产生噪音，并可能扩散到周围环境。
噪音会对人体的健康产生负面影响，并且可能影响到附近居民的日常生活。
3.3 系统不稳定谐振会使得电力系统失去稳定性，进而导致系统的失效以及损坏。
这可能导致停电、电网故障和电力设备的破坏。
4. 谐波、谐振的防治措施为了避免或减少谐波和谐振的危害，采取以下防治措施非常重要：4.1 使用滤波器滤波器是减少谐波的有效手段，通过滤波器可以将谐波滤除或降低到可接受的水平。
滤波器可以根据谐波频率进行选择，并根据需要调整谐波的消除程度。
4.2 设备升级与更换对于电力设备来说，采取适当的升级和更换是减少谐波和谐振危害的重要措施之一。
使用新一代的设备可能具有更好的抑制谐波和防治谐振的能力。
电力系统中的谐波分析与抑制技术研究引言谐波是指在电力系统中存在的一个常见问题，它是非线性负载所造成的电流和电压波形畸变现象。
谐波会给电力系统带来一系列的负面影响，如电力设备的损坏、电能计量错误以及对周围电子设备的干扰等。
因此，对于电力系统中的谐波进行分析和抑制研究，具有重要的理论意义和工程应用价值。
本文将对电力系统中的谐波问题进行深入探讨，并介绍一些常见的谐波分析与抑制技术。
一、电力系统中谐波的生成机理电力系统中的谐波主要是由非线性负载产生的。
非线性负载的电阻、电感和电容特性会导致电流波形畸变，进而产生谐波。
例如，电力电子器件如整流器、逆变器、变频器等都是典型的非线性负载，它们工作时会引入大量的谐波。
此外，一些家电如电冰箱、空调等也是常见的非线性负载。
二、谐波的分析方法1.频谱分析法频谱分析法是一种常用的谐波分析方法。
它通过将电压或电流信号变换到频域，得到频谱图，从而判断谐波的存在与否以及谐波的频率和幅值。
常用的频谱分析方法有离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）等。
这些方法可以方便地获得频谱信息，并提供参考数据用于后续的谐波抑制设计。
2.时域分析法时域分析法是另一种常见的谐波分析方法。
它通过对电流或电压信号的波形进行观察，判断其是否存在谐波成分以及谐波的波形特征。
时域分析法可以直观地表达谐波的波形特性，有助于对谐波进行定性和定量分析。
三、谐波抑制技术1.主动滤波器技术主动滤波器技术是一种常用的谐波抑制技术。
它通过对电网电流进行实时监测，然后根据监测结果设计控制算法，控制主动滤波器输出谐波电流，与电网中的谐波相消。
主动滤波器具有调整灵活、抑制效果好等优点，但是成本较高，适用于对电能质量要求较高的地方。
2.无源滤波器技术无源滤波器技术是一种经济有效的谐波抑制技术。
它通过选择合适的无源滤波器电路，利用谐波的特性将其消耗或抑制。
无源滤波器技术具有成本低、抑制效果稳定等优点，适用于对电能质量要求不那么高的场合。
随着电力电子技术的快速发展，电力电子装置越来越多地应用于冶金、化工、煤炭和运输等诸多领域，已成为实现生产自动化的重要基础设备。
然而，随着这些电力电子装置的广泛应用，将大量的谐波和无功功率注入电网，使电网的电能质量下降，引起“电网污染”问题，这已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍之一。
因此，认识和分析电力电子装置谐波产生的原因及其危害，探讨综合治理的方法，抑制谐波污染，提高电网功率因数已成为电力电子技术中的一个重大研究课题。
谐波的危害
电网中日益严重的谐波污染常常对设备的工作产生严重的影响，其危害一般表现为：
1）谐波电流使输电电缆损耗增大，输电能力降低，绝缘加速老化，泄漏电流增大，严重的甚至引起放电击穿。
2）使电动机损耗增大，发热增加，过载能力、寿命和效率降低，甚至造成设备损坏。
3）容易使电网与用作补偿电网无功功率的并联电容器发生谐振，造成过电压或过电流，使电容器绝缘老化甚至烧坏。
4）谐波电流流过变压器绕组，增大附加损耗，使绕组发热，加速绝缘老化，并发出噪声。
5）使大功率电动机的励磁系统受到干扰而影响正常工作。
6）影响电子设备的正常工作，如：使某些电气测量仪表受谐波的影响而造成误差，导致继电保护和自动装置误动作，对邻近的通信系统产生干扰，非整数和超低频谐波会使一些视听设备受到影响，使计算机自动控制设备受到干扰而造成程序运行不正常等。
电力电子装置中的谐波产生
电网中的谐波主要是由各种大容量功率变换器以及其他非线性负载产生的，其中主要的谐波源是各种电力电子装置，如整流装置、交流调压装置等，这其中，整流装置所占的比例最大，它几乎都是采用带电容滤波的二极管不控整流或晶闸管相控整流，它们产生的谐波污染和消耗的无功功率是众所周知的；除整流装置外，斩波和逆变装置的应用也很多，而其输入直流电源也来自整流装置，因此其谐波问题也很严重，尤其是由直流电压源供电的斩波和逆变装置，其直流电压源大多是由二极管不控整流后经电容滤波得到的，这类装置对电网的谐波污染日益突出。
谐波的抑制
为了抑制电网中的谐波，减小谐波的危害，在加强科学化、法制化管理的同
时，要采取积极有效的技术措施，尽量减少电力电子设备的谐波含量，安装有效的滤波装置。
1.采取主动措施，减少电力电子设备的谐波含量
减少谐波含量主要是从变流装置本身出发，通过变流装置的结构设计和增加辅助控制策略来减少或消除谐波，目前采用的技术主要有：
1）多脉波变流技术对于大功率电力电子装置，常将原来6脉波的变流器设计成12脉波或24脉波变流器，以减少交流侧的谐波电流含量。
2）脉宽调制技术其基本思想是控制PWM输出波形的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称性。
使需要消除的谐波幅值为零，基波幅值为给定量，达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的。
3）多电平变流技术针对各种电力电子变流器采用移相多重法、顺序控制和非对称控制多重化等方法，将方波电流或电压叠加，使得变流器在交流电网侧产生的电流或电压为接近正弦的阶梯波，且与电源电压保持一定的相位关系。
2.安装电力滤波器，提高滤波性能
（1）KYLB无源电力滤波器
KYLB无源电力滤波器即利用电容和电抗器组成LC调谐电路，在系统中能够为谐波提供并联低阻通路，起到滤波作用；同时，利用电容还能补偿无功功率，改善电网的功率因数。
由于结构简单，造价低，运行损耗小以及技术要求不高等特点，PPF成为改善电能质量的最常见设备。
但由于结构和原理上的原因，使用KYLB无源滤波装置来解决谐波问题也存在一些难以克服的缺点，如：只能滤除特定次谐波，谐波补偿频带较窄，过载能力小，对系统阻抗和频率变化的适应性较差，稳定性较差，体积大，损耗大等。
（2）KYAPF有源电力滤波器
KYAPF有源电力滤波器（APF）。
它通过检测电网中的谐波电流，然后控制逆变电路产生相应的补偿电流分量并注入电网，以达到消除谐波的目的。
KYAPF有源电力滤波器按与系统的连接方式不同可分为串联型、并联型和串—并联混合型。
并联型KYAPF有源电力滤波器主要适用于感性电流源负载的谐波补偿，串联型KYAPF有源电力滤波器主要用于消除带电容的二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响，串—并联型KYAPF有源电力滤波器兼有串、并联KYAPF有源电力滤波器的功能。
KYAPF有源电力滤波器特性不受系统阻抗影响，不会与电网阻抗产生串联和并联谐振的现象，且对外电路的谐振具有阻尼的作用。
此外，KYAPF有源电力滤波器具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可抑制电压闪变，补偿无功电流，性价比较为合理。
另外，KYAPF有源电力滤波器具有自适应功能，
能对幅值和频率变化的谐波以及变化的无功进行自动跟踪，实时补偿。
（3）KYLB无源有源混合型电力滤波器
KYLB混合型电力滤波器将KYLB无源滤波器与KYAPF有源滤波器组合起来，其中有源滤波器不直接承受电网电压和负载的基波电流，仅起负载电流和电网电压的高次谐波隔离器的作用，因而KYLB有源滤波器的容量可以设计得较小，利用串联的KYAPF有源滤波器增加高次谐波阻抗而对基波无影响的特性，可以改善KYLB无源滤波器的滤波效果，防止与电网之间发生谐振，但其缺陷是有源滤波器的性能很大程度上决定于电流互感器的特性。
因此，上海坤友电气有限公司提出一种新型混合KYYLB有源电力滤波器方案。
它采用开关频率较低的IGBT构成的逆变器来进行无功补偿，由开关频率高，耐压较低的MOSFET构成的逆变器进行谐波电流补偿，高频逆变器的输出侧采用变压器隔离，可消除大部分干扰。
日益严重的谐波污染已引起各方面的高度重视。
随着对谐波现象的进一步认识，将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波，同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。
为了更好地达到抑制谐波的效果，对不同的谐波源负载应该采用相应结构的滤波装置，如级联型大功率KYAPF有源电力滤波器、基于DSP的智能型KYAPF有源电力滤波器等的研究都标志着低损耗、大功率、高频率、智能化的APF 是其发展方向。
随着谐波污染综合治理工作的逐步深入，电力电子技术的推广和应用必将有更加广阔的前景。
