基于matlab的电力系统谐波抑制仿真研究--任务书

如果将整流相数增加到12 相，则5 次谐波电流下降到基波电流的4.5%，7 次谐波电流下降到3%。

除了可对整流器本身进行改造外，当有多台相同的6 脉动换流器同时工作时，可以用取自同一电源的换流变压器二次绕组之间适当的移相，以达到提高整流脉动数的目的。

（2）采用交流滤波装置。

采用交流滤波装置在谐波源的附近就近吸收谐波电流，以降低连接点处的谐波电压。

滤波装置是由电阻、电感、电容等元件组成的串联谐振电路，利用其串联谐振时阻抗最小的特性，消除5、7、11 次等高次谐波。

在运行中滤波器除了能起到滤波作用外还能兼顾无功补偿的需要。

（3）抑制快速变化的谐波。

快速变化的谐波源（如电弧炉、电力机车、晶闸管供电的轧钢机和卷扬机等）除了产生谐波外，往往还会引起供电电压的波动和闪变，有的（如电气化铁道的机车，处于熔化期的电弧炉等）还会造成系统电压三相不平衡，严重影响公用电网的电能质量。

抑制快速变化谐波较全面的技术措施就是在谐波源处并联装设静止无功补偿装置，可有效减小波动谐波源的谐波量，同时，可以抑制电压波动、闪变、三相不平衡，还可补偿功率因数，目前技术上较成熟。

（4）避免并联电容器组对谐波的放大作用。

在电力系统，中并联电容器组可以改善无功，起改善功率因数和调节电压的作用。

当有谐波源时，在一定的参数下，电容器组会对谐波起放大作用，危及电容器本身和附近电气设备的安全。

因此可采取改变电容器的串联电抗器，或将电容器组的一些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。

（5）LC无源滤波法。

LC无源滤波器是一种常用的谐波补偿装置。

它的基本工作原理是利用LC谐振回路的特点抑制向电网注入的谐波电流。

当谐振回路的谐振频率和其中一高次谐波电流频率相同时，则可将该次谐波电流滤除，使其不会进入电网。

多个不同谐振频率的谐振回路可溥除多个高次谐波电流，这种方法简单易行。

（6）采用有源电力滤波器APF（Active Power Filter）。

引言随着电力系统中非线性用电设备，尤其是电力电子装置应用的日益广泛，电力系统中的谐波污染问题也越来越严重，而大多数电力电子装置功率因数较低，也给电网带来额外负担，并影响供电质量。

因此抑制谐波和提高功率因数已成为电力电子技术和电力系统研究领域所面临的一个重大课题，正在受到越来越多的关注。

解决电力电子装置产生的谐波污染和低功率因数问题不外乎两种途径:一种是装设补偿装置，如有源滤波器、无功功率补偿器等，设法对谐波进行抑制和对无功进行补偿;另一种是对电力电子装置本身进行改进，使其不产生谐波也不消耗无功功率，或根据需要对其功率因数进行调节。

后一种方法需要对现有电力电子设备进行大规模更新，代价较大，并且只适用于作为主要谐波源的电力电子装置，因此有一定的局限性。

而前一种方法则适用于各种谐波源和低功率因数设备，并且方法简单，己得到广泛应用。

传统的补偿无功功率和谐波的主要手段是设置无功补偿电容器和LC滤波器，这两种方法结构简单，既可以补偿谐波，又可以补偿无功功率，一直被广泛应用。

但这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，此外，它只能补偿固定频率的谐波，难以对变化的无功功率和谐波进行有效的动态补偿。

而随着电力系统的发展，对无功功率和谐波进行快速动态补偿的需求越来越大。

现代电力电子技术的出现和发展为谐波和无功补偿装置的能动控制提供了可能。

近年来，电力电子器件也由不可控器件，半控型器件及全控器件发展到智能化的功率器件。

这些新型器件的出现使得电力电子变换电路本身及其控制系统产生了巨大的变革，从传统的以整流为主的电力电子技术跨入了以直流逆变成各种频率的交流为主的逆变时代，从而为各种形式的变流器在交流系统中的应用供了可能。

而近几十年来电力电子技术在电气拖动领域中的广泛应用，积累了大量的应用经验，技术上也日趋成熟。

正是在电气拖动领域中得到广泛应用的相控脉冲宽度调制(PWM)技术和四象限变流技术为各种形式的静止无功功率补偿装置((SVC)和有源滤波器(APF)控制器提供了原形。

基于matlab电力系统故障分析与仿真[精选五篇]第一篇：基于matlab电力系统故障分析与仿真课程设计说明书题目名称：基于Matlab的电力系统故障分析与仿真系部：电力工程系专业班级：电气工程学生姓名：学号指导教师：完成日期：2018年X月X日XX学院课程设计评定意见设计题目基于Matlab的电力系统故障分析与仿真系部电力工程系_________ 专业班级电气工程学生姓名______________ 学生学号评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日（此页背书）评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。

2、学生的勤勉态度。

3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

XX学院电力工程系课程设计任务书2017-2018学年1 学期2018年 1月 X 日专业电气工程及其自动化班级电气工程1 课程名称电力系统仿真设计题目基于Matlab的电力系统故障分析与仿真指导教师起止时间 2018.1.8-2018.1.19 周数 2 设计地点实验楼设计目的：本次设计旨在学习和掌握电力系统仿真的基本方法。

通过MATLAB/SIMULINK仿真软件，使所学的专业知识和技能能够得到灵活运用，包括电力系统的建模，参数设置，短路故障设置或潮流计算，结果分析及波形调试等。

从建模与仿真、数据分析、工程系统分析等方面培养和提高解决实际电力系统的短路与潮流计算的能力以及电力系统综合分析的能力。

设计任务或主要技术指标：1、原始资料分析；2、通过MATLAB/SIMULINK软件建立电力系统仿真模型；3、参数、短路故障设置及仿真调试；4、观察不同短路点及短路类型时的电压和电流波形；5、潮流计算结果处理及功率损耗分析等。

设计进度与要求：第1天：资料分析及参考相关设计手册、规范及电力技术标准；第2-3天：根据实际电力系统建立仿真模型；第4-5天：各元件参数设置与调试；第6-7天：短路点及不同短路类型的设计；第8-9天：仿真调试运行及结果处理分析；第10-11天：各短路、短路类型情况下电压电流波形分析和潮流计算及其结果分析；第12-13天：设计说明书的撰写及修改完善；第14天：答辩，上交合格报告。

电力系统谐波抑制仿真研究施滨 郑全新*(荆楚理工学院 湖北荆门 448000)摘要：利用傅里叶转换与FTT转换技术对所建立的谐波模型进行了模拟，发现利用FTT的时频特征可以提取出该信号的时间-频率特征，能够有效地消除干扰，并能有效地探测出信号的频域特征，而傅里叶转换则能有效地反映出信号的频域特征。

将傅里叶分析与FTT分析相比较，将其优点相融合，利用小波分析法对信号中的突变点进行了提取和除噪，再利用傅氏转换对各个稳态的频域和振幅进行精确的检测。

关键词：谐波干扰检测傅里叶变换 小波变换 抑制 仿真中图分类号：TM761文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)20-0054-04 Simulation Research on Harmonic Suppression in the Power SystemSHI Bin ZHENG Quanxin*(Jingchu University of Technology, Jingmen, Hubei Province, 448000 China)Abstract:Fourier transform and FTT transform techniques are used to simulate the established harmonic model, and it is found that the time-frequency characteristics of the signal can be extracted by using the time-frequency characteristics of FTT, which can effectively eliminate interference and effectively detect the frequency domain characteristics of the signal, and that Fourier transform can effectively reflect the frequency domain characteristics of the signal. Fourier analysis is compared with FTT analysis, their advantages are fused, the abrupt points in the signal are extracted and denoised by wavelet analysis, and the frequency domain and amplitude of each steady state are ac‐curately detected by Fourier transform.Key Words: Harmonic interference detection; Fourier transform; Wavelet transform; Suppression; Simulation目前，谐波的解析有多种，小波变换方法和傅里叶变换法，它们在谐波的应用领域和侧重点不同。

利用matlab仿真对电力系统谐波治理摘要：随着国民经济和科学技术的蓬勃发展，冶金、化学等现代化大工业和电气化铁路的发展，电网负荷加大，电力系统中的非线性负荷(硅整流设备、电解设备、电力机车)及冲击性、波动性负荷(电弧炉、轧钢机、电力机车运行)使得电网发生波形畸变(谐波)、电压波动、闪变、三相不平衡，非对称性(负序)和负荷波动性日趋严重。

电能质量的下降严重地影响了供用电设备的安全、经济运行，降低了人民的生活质量。

所以在世界各国都十分重视电能质量的管理。

引言新兴负荷的出现对电能质量的要求更高电能质量问题逐渐引起普遍重视，主要原因如下：（1）大量基于计算机的控制设备和电子装置投入使用，其性能对电压质量非常敏感。

（2）调速电机和无功补偿装置，导致系统谐波水平不断上升，从而对电力系统的容量和安全运行产生影响。

（3）电力用户不断增长的电能质量意识迫使电力公司提高供电质量，设法解决诸如电压中断，电压跌落和开关暂态等电能质量问题。

衡量电能质量的主要指标是电网频率和电压质量。

频率质量指标为频率允许偏差；电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率(谐波)、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变。

国家技术监督局已公布了上述电能质量的五个国家标准。

电能质量的具体指标。

1．电网频率我国电力系统的标称频率为50Hz，GB／T15945-1995《电能质量一电力系统频率允许偏差》中规定：电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。

在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5HZ。

实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。

2．电压偏差GBl2325－90《电能质量一供电电压允许偏差》中规定：35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％；10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7％；220V单相供电电压允许偏差为额定电压的7％～10％。

1 前言随着科学技术的发展,随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运,造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。

它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行[1］。

国际上公认的谐波含义为：“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”.它明确了谐波次数n必须是一个正整数。

由于谐波是其基波的整数倍，故也常称为高次谐波。

高次谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和产生的电流不成线性关系而造成的波形畸变。

造成系统正弦波形崎变、产生高次谐波的设备和负荷称为高次谐波源或谐波源[2］.一切非线性的设备和负荷都是谐波源。

当电力系统向非线性设备及负荷供电时，这些设备或负荷在传递(如变压器）、变换（如交直流换流器)、吸收(如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量,向系统倒送大量的谐波能量，使系统正弦波形畸变,产生谐波。

谐波源产生的谐波与其非线性有关.当前，电力系统的谐波源按其非线性特性分主要有三类[3]:（1)电磁饱和型：各种铁芯设备,如变压器、电抗器等，其磁饱和特性呈现非线性。

（2)电子开关型：主要为各种交直流换流设备装置(整流器、逆变器）以及双向晶闸管可控开关设备等，在化工、冶金、电气轨道等大量工矿企业及家用电器中广泛使用；在系统内部，则如直流输电中的整流阀和逆变阀等，其非线性呈现交流波形的开关切合和换向特性。

（3）电弧型：各种炼钢电弧炉在熔化钢铁期间以及交流电弧焊接机在焊接期间，其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动，其非线性呈现电弧电压与电弧电流不规则的、随机变化的伏安特性.由于电力系统施加于负荷的电压基本不变，谐波源负荷通过从电力系统取得一定的电流作功，该电流不因系统外界条件和运行方式而改变，同时谐波源固有的非线性伏安特性决定了电流波形的畸变，使其产生的谐波电流具有一定的比例,因此非线性负荷一般都为谐波电流源向系统注入一定的谐波电流。