【正文】 、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護(hù)方 便等優(yōu)點，無源濾波是目前采用的抑制諧波及無功補償?shù)闹饕侄巍?LC 濾波器一般采用與諧振源并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng)，三相連接可接成 Y 型或 ? 型。對電力用戶而言，可以監(jiān)督供電部門提供的電力是否滿足要求 :對于供電部門而言，可以評估電力用戶的用電設(shè)備是否產(chǎn)生了超標(biāo)的諧波污染。即使含有微處理器的系統(tǒng)程序沒有遭到破壞，若地址總線受到干擾，也會有程序失控的危險，使系統(tǒng)進(jìn)人預(yù)想不到的狀態(tài)，甚至陷人意外停機(jī)狀態(tài)。 三、影響繼電保護(hù)和自動裝盆的工作及其可靠性 對電力系統(tǒng)中以負(fù)序 (基波 )量為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)和自動裝置的影響十分嚴(yán)重，這是由于這些按負(fù)序 (基波 )量整定的 保護(hù)裝置，整定值小、靈敏度高 .如果在負(fù)序基礎(chǔ)上再疊加上諧波的干擾 (如電氣化鐵道、電弧爐等諧波源還是負(fù)序源 )則會引起發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)誤動 (若誤動引起跳閘，則后果嚴(yán)重 )、變電站主變的復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)裝置負(fù)序電壓元件誤動，母線差動保護(hù)的負(fù)序電壓閉鎖元件誤動以及線路各種型號的距離保護(hù)、高頻保護(hù)、故障錄波器、自動準(zhǔn)同期裝置等發(fā)生誤動作，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運行。至于無功功率的測量，對于不對稱的三相15 電路，即使波形是正弦的，三相無功功率表的讀數(shù)己毫無意義；如果波形畸變，不但三相無功功率的讀數(shù)無意義，單相無功功率表的 讀數(shù)也不代表任何內(nèi)容?；儾ㄐ蜗码妷罕淼恼`差與電壓表的頻率特性之間的關(guān)系可用下式表示： %1 0 0)U販 ?( 22n222121 ????? UrrUrUr n （ ） 式 ()中： r 為畸變波形下電壓表的相對誤差； U 為畸變電壓的總有效值；nUU?1 認(rèn)為各次諧波電壓分量的有效值； nrr?1 為各次諧波頻率下的頻率誤差，取自頻率特性。對于電力電纜線路，由于電纜的對地電容比架空線路約大2021? 倍，而感抗約為架空線路的 3121 ? ，因此更容易激勵出較大的諧波諧振和 諧波放大，造成絕緣擊穿的事故。輸電線路存在著分布的線路電感和對地電容，它們與產(chǎn)生諧波的設(shè)備組成串聯(lián)回路或并聯(lián)回路時，在一定的參數(shù)配合條件下，會發(fā)生 串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振。諧波還使三相供電系統(tǒng)中的中性線的電流增大，導(dǎo)致中性線過載供配電線路中的中性線過熱。另外 3的倍數(shù)次零序電流會在三角形接法的繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，這一額外的環(huán)流可能會使繞組電流超過額 定值。 總的諧波損耗可用下式表示： PKIIRIRIP SSKRKRKSKSKK 23222 )( ??? ??? （ ） 式中： SKI 為定子第 K 次諧波電流有效值； RKI 為轉(zhuǎn)子第 K 次諧波電流有效值； SI 為定子基波電流有效值； SKR 為 K 次諧波頻率下考慮集膚效應(yīng)的每相定子電阻； RKR 為 K 次諧波頻率下考慮集膚效應(yīng)的每相轉(zhuǎn)子電阻 (折合到定子側(cè) )； P 為電機(jī)的功率。 電力諧波的危害 諧波對供電系統(tǒng)和用電設(shè)備危害主要表現(xiàn)有以下幾方面 ： 一、增加輸、供和用電設(shè)備的額外附加損耗 由于諧波電流的頻率為基波頻 率的整數(shù)倍，高頻電流流過導(dǎo)體時，因集膚效應(yīng) (當(dāng)交變電流流過導(dǎo)線時，導(dǎo)線周圍變化的磁場也要在導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使沿導(dǎo)線截面的電流分布不均勻。 3 氣體放電類電光源 熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等屬于 氣體放電類電光源。經(jīng)統(tǒng)計表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近 %40 ，這是最大的諧波源。在電力系統(tǒng)中的發(fā)電，輸電、轉(zhuǎn)換和使用的各個環(huán)節(jié)中都會產(chǎn)生諧波。我們所說的供電系統(tǒng)中的諧波是指一些頻率為基波頻率 (在我國取工業(yè)用電頻率 Hz50 為基波頻率 )整數(shù)倍的正弦波分量，又稱為高次諧波。當(dāng)電力系統(tǒng)中存在具有非線性的用電設(shè)備時，即使給這些設(shè)備供給理想的正弦波電壓，它取用的電流也是非正弦的，即有諧波電流存在 .含半導(dǎo)體非線性元件的諧波源是電力系統(tǒng)的主要諧波源，如各種硅整流裝置、晶閘管等，它們遍布于電力系統(tǒng)中，按一定的規(guī)律開閉不同的電路，將諧波電流注入系統(tǒng)。諧波電壓、電流的諧波含 量 為 ： ???? 2 2n nH UU () 10 ???? 2 2n nH II () 2 諧波總畸變率 諧波總畸變率可分為電壓總畸變率 uTHD 和電流總畸變率 1TDH ，可分別定義為 ： %1001 ?? UUTHD Hu （ ） %1 0 01 ?? IITHD Hu （ ） 式 中 ： 1U — 基波電壓有效值， 1I 一基波電流有效值。對于滿足狄里赫利條件非正弦電壓 )( tu? 可分解為如下的傅立葉級數(shù) ： ??? ??? 10 )s i nc os()( n nn tnbtnaatu ??? （ ） 其中 ?? ? ??? 200 )()(21 tdtua ?? ? ???? 20 )(c os)(21 tdntua n ?? ? ???? 20 )(s in)(21 tdntub n 或 ??? ??? 10 )s in()( n nn tncatu ??? () 式中 nc 、 n? 和 na 、 nb 的關(guān)系為 22 nnn bac ?? )( nnn baarctg?? nnn ca ?sin? nnn cb ?cos? 在式 (212)或式 (213)的傅立葉級數(shù)中，頻率為 T1 的分量稱為基波，頻率為 T1 的整數(shù)倍基波頻率的分量稱為諧波，諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比。 諧波的表示方法 諧波可以根據(jù)周期性波形，用傅立葉級數(shù)分解得到。 電力諧波的基本概念 國際公認(rèn)的諧波定義為：“諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍”。 1945 年 、 Read 發(fā)表的有關(guān)變流器諧波的論文是早期有關(guān)諧波研究的經(jīng)典論文。有關(guān)諧波的數(shù)學(xué)分析在 18世紀(jì)和 19世紀(jì)己經(jīng)奠定了良好的基礎(chǔ)。 7 在第二章中，對電力諧 波的基本概念和特征參數(shù)進(jìn)行了闡述，研究了諧波產(chǎn)生的原因和諧波的危害，以及諧波抑制的方法和實際應(yīng)用價值。這種電路通常稱為功率 因數(shù)校正電路，己在開關(guān)電源中獲得了廣泛的應(yīng)用，因為辦公和家用電器中使用的開關(guān)電源數(shù)極其龐大，因此這種方式必將對諧波污染的抑制做出巨大貢獻(xiàn)。其控制方法有直接電流控制和間接電流控制兩種。對于電流型 PWM 整流器，可以直接對各開關(guān)器件進(jìn)行正弦 PWM 控制，使得輸入電流接近正弦波且和電源電壓同相位。重數(shù)越多，波形越接近正弦波，當(dāng)然電路結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。 80 年代以來，由于大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟，脈沖 寬度調(diào)制控制技術(shù) (PWM )的進(jìn)步，以及基于瞬時無功功率理論的諧波電流瞬時檢測方法的提出，有源電力濾波器才得以迅速發(fā)展。有源電力濾波器也是一種電力電子裝置。這種方法的主要缺點是補償特性受電網(wǎng)阻抗和運行狀態(tài)的影響，容易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使 LC 濾波器過載甚至燒毀。故必須研究新的諧波特辨識方法和數(shù)學(xué)方法，以滿足高精度測量的要求；諧波檢測及量、分析與控制一體化、集成化，使測量系統(tǒng)低成本、高性波檢測理論體系并建立新體系，提出新的諧波檢測方法。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于諧波測量，主要涉 及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、樣本的確定和算法的選擇，目前已有一些研究成果。利用小波變換能將電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的高次諧波變換投影到不同的尺度上會明顯表現(xiàn)出高頻、奇異高次諧波的特性，特別是小波包具有將頻率空間進(jìn)一步細(xì)分的特性，將為諧波分析提供可靠依據(jù)。 4 利用小波分析方法進(jìn)行諧波檢測與分析 小波分析 (wavelet Analysis)作為一種新興的理論是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的重要成果，它無論是對數(shù)學(xué)還是對工程應(yīng)用都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，小波分析己經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)、信號處理、語音識別與合成、自動控制、圖象處理與分析等領(lǐng)域?？梢?，該方法具有很好的實時性?；?qp? 法、 qq ii ? 法能夠準(zhǔn)確測量對稱的三相三線制電路諧波值。使用此方法測量諧波精度較高，功能較多，使用方便。當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生波動時，不僅影響檢測精度，而且檢測出的諧波電流中含較多的基波分 量，大大增加了有源補償器的容量和運行損耗。輔助算法的選擇主要取決于以下因素：實際輸入信號的動態(tài)特性與所要求的理想信號符合程度；數(shù)據(jù)處理性能；給定的時間 響應(yīng)和精度要求；軟硬件實現(xiàn)約束條件。通過對這幾方面問題的研究，將會導(dǎo)致新技術(shù)乃至新的邊緣分支學(xué)科地誕生。如許多國家相繼頒發(fā)了限制帶有電子控制器件的家用電器和低壓電器產(chǎn)生諧波的標(biāo)準(zhǔn)。為此，除了引進(jìn)發(fā)達(dá)國家研制的諧波監(jiān)測儀器外，還應(yīng)當(dāng)研究符合我國電網(wǎng)現(xiàn)狀的諧波分析方案，以提高電網(wǎng)諧波監(jiān)測分析水平，這對于抑制高次諧波含量是十分必要和有價值的。我國過去對電網(wǎng)中的諧波問題未加重視和研究。在電力電子技術(shù)領(lǐng)域，要求實施“綠色電力 電子”的呼聲也日益高漲。 諧波的研究具有重要意義，首先是諧波的危害十分嚴(yán)重。 附錄 A 英文資料及翻譯 ......................................................................................................... 48 1 1 緒 論 諧波檢測的研究背景及意義 電力系統(tǒng)的諧波問題早在 20 世紀(jì) 30 年代就引起了人們的注意，當(dāng)時在德國，使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。 關(guān)鍵字 ：電力系統(tǒng)；諧波；瞬時無功功率理論； MATLAB 仿真 II ABSTRACT The underground Shield is a special tunnel digging machine which integrates mechanics,electrics,hydraulics,and information technology,With the rapid step of city construct,many Shields work at one time,which need high demand of operation reliability. The contents of this paper is to shield the state of monitoring equipment. Shield running information collected by status monitor system are saved in the database with the type of time series. The database of the ring data to the database failure that exist in time series data for similarity parison, view the sequence of the match,So the time series similaritypattern to modeling is applied to realize the Shield fault forecast. In this paper, the use of Euclidean distance to calculate the similarity between sequences. Finally,the Shield fault diagnosis system based on above theories is e true with the Visual Studio 2021 development environment. Testing in the state there are many issues worth exploring in this paper is an attempt to study, work remains to be further indepth. Keywords: Underground Shield。簡單 對 傅立葉變換的諧波檢測法、瞬時無功功率理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 優(yōu)缺點進(jìn)行比較，為進(jìn)一步的基于 瞬時 無功功率 諧波分析與檢測法研究做鋪墊與參照作用。諧波測量是諧波問題研究的主要方面，實時、準(zhǔn)確地檢測電網(wǎng)中的諧波含量，確切掌握電網(wǎng)中諧波的實際狀況對于防止諧波的危害保障電網(wǎng)安全運行是十分必要的 本文首先闡述了電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因、諧波危害等以及電力系統(tǒng)各種諧波分析與檢測方法。文章 最后基于瞬時無功功率理論的 ipiq 算法，并借助 MATLAB 進(jìn)行了仿真，最 后給出仿真結(jié)果， 驗證了該方法的有效性和結(jié)論的正確性。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 70 年代以來，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，諧波所造成的危益嚴(yán)重。對電力系統(tǒng)這個環(huán)境來說，無諧波是“綠色”的主要標(biāo)志之一