【正文】 并且形成了特有的理論體系、研究分析方法、控制與治理技術(shù)、檢測(cè)方法與技術(shù)等。目前，諧波檢測(cè)也是一個(gè)非?；钴S的層面。在我國(guó)，對(duì)諧波問(wèn)題起步比較晚，但是一直以來(lái)都在進(jìn)步中，近年來(lái)我國(guó)在諧波檢測(cè)方面有了很大的進(jìn)展[3]?，F(xiàn)在應(yīng)用到電網(wǎng)諧波檢測(cè)的方法有很多：（1）采用模擬帶通（或帶阻）濾波器測(cè)量諧波 （2）基于傅立葉變換的諧波檢測(cè)與分析（3）基于瞬時(shí)無(wú)功功率的諧波檢測(cè)分析（4）利用小波分析方法進(jìn)行諧波檢測(cè)與分析（5）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測(cè)與分析對(duì)于以上的方法會(huì)在后面章節(jié)中給出解釋?zhuān)瑖?guó)內(nèi)外對(duì)諧波檢測(cè)方法的研究正在一步一步的完善，相信一定有很好的方法來(lái)解決當(dāng)今的諧波問(wèn)題。 近年來(lái)諧波檢測(cè)在理論與實(shí)際中已取得了驕人的成績(jī)，然而隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)諧波檢測(cè)方法也提出了更高的要求。使得諧波檢測(cè)的算法向智能化、多功能實(shí)用化進(jìn)行發(fā)展，求解的方法從直觀的函數(shù)解析過(guò)渡到精確的分析和信號(hào)處理；諧波檢測(cè)的效果也在向高精度、高速度和實(shí)時(shí)性好的方向發(fā)展[4]。未來(lái)諧波檢測(cè)的主要發(fā)展趨勢(shì)如下：（1）諧波檢測(cè)對(duì)象研究從以穩(wěn)態(tài)諧波檢測(cè)研究為主轉(zhuǎn)向非穩(wěn)態(tài)諧波檢測(cè)。（2）諧波檢測(cè)算法向復(fù)雜化、智能化發(fā)展；諧波的求解方法向復(fù)雜的數(shù)值分析與信號(hào)處理方向發(fā)展，為解決非穩(wěn)態(tài)波形畸變等問(wèn)題尋找新的算法。（3）充分利用現(xiàn)有各種諧波檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)，并且完善現(xiàn)有的諧波檢測(cè)理論體系，研究探索新方法，實(shí)現(xiàn)快速、暫態(tài)諧波跟蹤，是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要。（4）諧波檢測(cè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究將從模擬電路技術(shù)和不可編程數(shù)字電路技術(shù)轉(zhuǎn)向高速高精度的可編程器件技術(shù)尤其是ARM技術(shù)與DSP技術(shù)。近年來(lái)，這兩項(xiàng)技術(shù)業(yè)已成為主流的諧波檢測(cè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)[5]。（5）諧波理論研究從以前的傳統(tǒng)諧波理論研究為主轉(zhuǎn)向通用諧波理論。諧波污染對(duì)電網(wǎng)的危害是很?chē)?yán)重的，采取相應(yīng)措施加以抑制減少其危害是我們研究諧波的最終目的。抑制諧波是一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)外都有對(duì)其進(jìn)行深入的研究與分析。目前看來(lái)，抑制諧波仍然是熱門(mén)的研究，對(duì)于諧波的大量出現(xiàn)，國(guó)外已經(jīng)研制成功各種諧波測(cè)量分析儀，如德國(guó)產(chǎn)的NOWAI諧波分析儀、美國(guó)產(chǎn)的F40/41手持式諧波分析儀和英國(guó)產(chǎn)的PA系列高精度電力諧波分析儀等等。為了解決電力電子裝置和其它諧波污染問(wèn)題，基本的思路有兩條，一是從治理諧波源本身入手，使其不產(chǎn)生諧波，功率因數(shù)為1。但由于諧波源的多樣性，這種方法還不是很完備；二是裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波，這對(duì)各種諧波源都是適用的[6]。這種裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波的方法一般可分類(lèi)為無(wú)源濾波器和有源濾波器兩種。（1）無(wú)源濾波裝置無(wú)源濾波裝置由電容器、電抗器，有的還包括電阻器等無(wú)源元件組成，從而能對(duì)某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達(dá)到抑制高次諧波的作用；將濾波器與動(dòng)態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，可以既滿足無(wú)功補(bǔ)償、改善功率因數(shù)，又能夠消除高次諧波的影響，這是因?yàn)镾VC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴(kuò)大到容性區(qū)。國(guó)際上應(yīng)用很廣泛的濾波器種類(lèi)有：各階次單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、二階寬頗帶與三階寬頻帶高通濾波器等。（2）有源濾波裝置有源濾波裝置，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專(zhuān)用設(shè)備。它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消。目前諧波抑制的趨勢(shì)是采用有源電力濾波器（APFActive Power Filter），可以對(duì)諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功，補(bǔ)償?shù)奶匦圆皇茈娋W(wǎng)阻抗和頻率變化的影響，這樣可獲得比無(wú)源濾波器更好的補(bǔ)償效果，所以是一種理想的諧波補(bǔ)償裝置[6]。我國(guó)在關(guān)于諧波抑制這方面的有源電力濾波器的研究起步較晚，是繼日本、美國(guó)德國(guó)等之后得到了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的充分重視，投入了大量的人力和物力，但是如果與發(fā)達(dá)的國(guó)家相比較還是有一定的差距。從80年代我國(guó)開(kāi)始大量的采用硅整流設(shè)備，尤其是鐵路電氣化的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了硅整流技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前看來(lái)，非線性負(fù)荷的大量增加，使不少電網(wǎng)諧波超過(guò)了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且還危及電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等問(wèn)題。就這樣，我國(guó)許多科研單位已經(jīng)開(kāi)展了諧波研究工作，而且已經(jīng)取得了一些滿意的成果。但是我國(guó)在有源電力濾波器方面仍處于崛起階段，到1989年才有這方面的文章?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)有源電力濾波技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，仍然在進(jìn)步階段，尤其是在既治理諧波又補(bǔ)償無(wú)功功率的HAPF系統(tǒng)方面，還有很多基礎(chǔ)理論與技術(shù)有待于深入探討。從近年來(lái)的研究與應(yīng)用中我們可以看到APF的發(fā)展趨勢(shì)：（1）采用PWM調(diào)制技術(shù)和提高開(kāi)關(guān)器件等效開(kāi)關(guān)頻率的多重化技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高次諧波的有效補(bǔ)償；（2）在經(jīng)濟(jì)方面，可采用APF和PF組成的混合型濾波系統(tǒng)，來(lái)減少APF的容量，可以達(dá)到降低成本、提高效益的目的；（3）在長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著半導(dǎo)體器件制造水平的不斷發(fā)展，混合型濾波系統(tǒng)低成本的優(yōu)勢(shì)將逐漸消失，而串并聯(lián)APF由于其功能強(qiáng)大、性價(jià)比高，是很有發(fā)展前途的有源濾波裝置。越來(lái)越多的目光投入到諧波研究中，對(duì)電能質(zhì)量的要求也已經(jīng)越來(lái)越引起人們得關(guān)注，諧波及其抑制的重要性和諧波治理刻不容緩。要想抑制諧波從諧波檢測(cè)開(kāi)始，本文就是對(duì)電網(wǎng)諧波電流檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容安排如下：(1) 在第一章緒論中介紹了諧波的研究目的、意義、檢測(cè)的現(xiàn)狀、抑制的發(fā)展現(xiàn)及發(fā)展趨勢(shì)。(2) 在第二章中，對(duì)電力諧波的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行了闡述，研究了諧波產(chǎn)生的原因和諧波的危害，分析了衡量諧波的指標(biāo)。(3) 對(duì)瞬時(shí)無(wú)功功率理論的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析，而且對(duì)檢測(cè)的幾種方法進(jìn)行了比較分析，分析了算法理論。(4) 對(duì)于檢測(cè)方法的一種改進(jìn)分析，對(duì)MATLAB做了簡(jiǎn)單的介紹，同時(shí)也簡(jiǎn)要了解了simulink的仿真環(huán)境。(5) 在第五章改進(jìn)的方法仿真分析中，進(jìn)行了模塊的編寫(xiě)，將各個(gè)子模塊封裝后進(jìn)行模塊的連接，進(jìn)行仿真，得出結(jié)果，根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)文章進(jìn)行了總結(jié)分析。(6) 對(duì)本文進(jìn)行了總結(jié)和展望，給出了相關(guān)的參考文獻(xiàn)。 第二章 電網(wǎng)諧波分析介紹了諧波的基本概念，數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及衡量諧波的指標(biāo)，分析了諧波帶來(lái)的危害，電網(wǎng)的諧波標(biāo)準(zhǔn)等等對(duì)這一章進(jìn)行了相關(guān)電網(wǎng)諧波的分析。 電網(wǎng)諧波的基本概念諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。在進(jìn)行傅立葉分解時(shí)除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱(chēng)為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（) 稱(chēng)為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時(shí)也存在非整數(shù)倍諧波,稱(chēng)為非諧波或分?jǐn)?shù)諧波[7]。如：間諧波、次諧波和分?jǐn)?shù)次諧波等，這些概念與諧波概念完全不同。諧波實(shí)際上是一種干擾量,使電網(wǎng)受到“污染”。 諧波可以根據(jù)周期性波形，根據(jù)傅立葉級(jí)數(shù)分解得到。在供用電的系統(tǒng)中，一般認(rèn)為電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)交流電壓和交流電流呈正弦波形。在進(jìn)行諧波分析時(shí)，習(xí)慣上認(rèn)為電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)的供電電壓波形為工頻正弦波形其數(shù)學(xué)式表示： (21) 式中電壓有效值；初相角；角頻率；==頻率；周期。將正弦電壓施加在線性無(wú)源元件電阻、電感和電容上，其電源和電壓分別為比例、積分和微分的關(guān)系，仍然為同頻率的正弦波。但是如果將正弦電壓施加在非正弦電路上，電流就會(huì)變?yōu)榉钦也?，非正弦電流要在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，這樣會(huì)使電壓波形也變?yōu)榉钦也?。?dāng)然，若非正弦電壓施加在線性電路上時(shí)，電流也是非正弦波。一般來(lái)說(shuō)傅立葉級(jí)數(shù)可以由任何周期性波形分解得來(lái)，這樣稱(chēng)為諧波分析或頻域分析。諧波分析是計(jì)算周期性畸變波形的基波和諧波的幅值和相角的基本方法。對(duì)于周期為的非正弦電壓u,可以分解成如下形式的傅立葉級(jí)數(shù)[8]： (22)式中表示： (23) (24) (25)在傅立葉級(jí)數(shù)中頻率的分量稱(chēng)為諧波，以非正弦電壓為例，頻率為的分量稱(chēng)為基波，大于諧波次數(shù)為基波頻率和基波頻率的整數(shù)比。以上公式及定義均以非正弦電壓為例，對(duì)于非正弦電流的情況也完全適用，把式中轉(zhuǎn)成即可。為了表示畸變波形偏離正弦波形的程度，最常用的特征量有諧波含量、諧波總畸變率和第n次諧波的含有率[9]。所謂諧波含量，就是各次諧波的平方和開(kāi)方。我們可以得到諧波電壓、電流的諧波含量為： （26） （27）2. 諧波的總畸變率諧波總畸變率可分為電壓總畸變率，和電流總畸變率， 可分別定義為： （28） （29） 式中：諧波電壓含量，且 基波電壓有效值 諧波電流含量,且 基波電流有效值某次諧波分量的大小，常以該次諧波的均方根值與基波均方根值的百分比表示，稱(chēng)為該次諧波的含有率，n次諧波電壓的含有率以(Harmonic Ratio )表示：（1）第n次諧波電壓含有率： （210） 式（210）中：為第n次諧波電壓有效值；為基波電壓有效值。 （2）第n次諧波電流含有率： （211）式（211）中：為第n次諧波電流有效值；為基波電流有效值。公用電網(wǎng)的電壓總畸變率應(yīng)該被限制