【正文】 的非線性負(fù)載使得電力系統(tǒng) 中的諧波污染 越發(fā)難以治理，諧波的產(chǎn)生會(huì) 降低 電能的生產(chǎn)利用效率；使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，老化絕緣， 縮短 其壽命，還可能引起電力系統(tǒng)局部產(chǎn)生 串并聯(lián)諧振，使諧波含量越來越大 ，燒毀 電容器設(shè)備 。 模擬濾波器法 參數(shù)要求較高，實(shí)時(shí)性差，低精度 ；基于瞬時(shí)無功功率的檢測法檢測結(jié)果誤差大， 單相電路的檢測算法 很復(fù)雜， 實(shí)現(xiàn) 不容易 [6]； 傅里葉變換及其改進(jìn)方 法 的檢測法存在頻譜泄漏現(xiàn)象和柵欄效應(yīng)，并且沒辦法 定位暫態(tài)信號(hào) 的發(fā)生、結(jié)束的時(shí)間 [7]；基于 有源濾波 的檢測法是研究的熱點(diǎn)，但 有源濾波 對(duì)低頻段進(jìn)行分解，造成高頻段分辨率較低， 使高次諧波檢測精度降低 [811]。然后，運(yùn)用 有源濾波器 對(duì)選定的頻段進(jìn)行分解與重構(gòu)，得到各次諧波分量以及暫態(tài)諧波起止時(shí)刻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)諧波信號(hào)的識(shí)別與定位。在化工，鋼鐵，冶金，煤炭和交通部門，很多的用了 各種整流設(shè)備， 比如交直流變換設(shè)備， 電子電壓調(diào)整設(shè)備， 然而以上 電力設(shè)備和負(fù)載以不規(guī)則的組合方式，隨機(jī)的在電網(wǎng)中運(yùn)行，造成了電力系統(tǒng)中的電壓，電流波形嚴(yán)重畸變和三項(xiàng)系統(tǒng)的嚴(yán)重不平衡。 我們稱 為‘諧波污染’。諧波檢測的基礎(chǔ)是解決諧波的問題，并且精度和速度動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的諧波檢測電平取決于用于有源濾波器本文諧波檢測方法的用 FFT 諧波檢測方法的系統(tǒng)的仿真，模擬試驗(yàn)小波的優(yōu)點(diǎn)分析用時(shí)域和頻域雙倍的分辨率，可以更好地解決傅立葉分析不能解決問題，諧波分析，使用有源濾波算法不僅獲得各次諧波的右側(cè)，但也不能解決與傅立葉分析提取時(shí)間相關(guān)的信號(hào)瞬態(tài)分量定位暫態(tài)分量，電 壓，電流中斷，預(yù)測，洼地和瞬態(tài)成分檢測有很好的效果 [811]。該變壓器點(diǎn)的核心更遠(yuǎn)離線性，諧波電流越大，飽和度更高的地方的額定電流的高達(dá) ％的 3 次諧波電流 。如果整流裝置是一個(gè)單相整流電路，在包含奇次諧波電流電感性負(fù)載的情況下，其中有 30％第三次諧 波含量可以達(dá)基波 。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：由整流單元產(chǎn)生的諧波占了近 40％的諧波，這是諧波的最大來源。因?yàn)槿嚯娂訜犭姌O材料難以同時(shí)收取訪問堅(jiān)固，使得燃燒不穩(wěn)定，導(dǎo)致三相不平衡負(fù)載，諧波電流所產(chǎn)生的三角形連接的變壓器繞組和注入網(wǎng)格。分析和此種電燈的電壓特性的測量中，我們可以看到非常嚴(yán)重的非線性的，有的還含東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 有一個(gè)負(fù)電壓特性，它們將導(dǎo)致網(wǎng)格奇數(shù)諧波電流。這些家用電器，盡管更少的功率，但數(shù)量是巨大的，諧波的主要來源之一。用于發(fā)電機(jī)組 ，用于水力發(fā)電凸極機(jī)隱藏立桿機(jī)。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓偏移177。 這是因?yàn)榉钦译娀‰娏?，電弧加熱設(shè)備造成的諧波污染也比較大，但多為低諧波污染的 18 倍。為了控制的電壓和電流的 DC 電力設(shè)備，在所述可控硅整流設(shè)備，這使得這類器件的諧波污染的應(yīng)用更加嚴(yán)重，而相對(duì)低的頻率諧波。此外，相對(duì)高的高頻開關(guān)電源一般在 40kHz 的，不僅產(chǎn)生在整流器諧波，開關(guān)被打開，在約 40kHz 至功率的反射波關(guān)閉。正是因?yàn)閺V義的諧波概念，才有了 “ 分?jǐn)?shù)諧波 ” 、 “ 間諧波 ” 、 “ 次諧波 ” 等等說法。 諧波的 危害 諧波的危害： 降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路 器、電纜等 加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備 危害生產(chǎn)安全與穩(wěn)定 浪費(fèi)電能等。 過去三，四十年來，各種電力電子器件的快速發(fā)展使得公用電網(wǎng)諧波污染日益嚴(yán)重，各種故障和諧波引起也在不斷發(fā)生事故，諧波危害的嚴(yán)重程度只會(huì)引起了極高的關(guān)注度。諧波還可引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量混亂。諧波電流可以東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 使變壓器的銅耗的增加，所以，變壓器在嚴(yán)重諧波負(fù)載會(huì)產(chǎn)生局部過熱，噪音增大，從而加速絕緣的老化，大大減少了變壓器，電動(dòng)機(jī)的使用壽命，減少供電可靠性，極斷電可能造成在生產(chǎn)過程 中造成嚴(yán)重后果。 自動(dòng)保護(hù)裝置，以保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有非常重要的作用。 由于長期存在，電機(jī)等設(shè)備的共振波的操作增加了振動(dòng)，使生產(chǎn)失誤增多，減少加工精度的產(chǎn)品，降低產(chǎn)品質(zhì)量 。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 對(duì)電網(wǎng)的危害 (一 )對(duì)電力電容器的影響 當(dāng)非線性功率負(fù)載的電力分配系統(tǒng)的比重較大，當(dāng)輸入并聯(lián)電容器組，一方面由于電容器組的諧波阻抗小，高次諧波電流注入電容大時(shí)，電容器的過載，并嚴(yán)重影響其使用壽命，另一方面，當(dāng)電容器組和諧波系統(tǒng)等效電感相等，諧波諧振的電容發(fā)生，造成嚴(yán)重的電容器諧波電流放大電容器過熱而導(dǎo)致?lián)p壞。 ，當(dāng)該系統(tǒng)在高電壓或三相不對(duì)稱，諧波勵(lì)磁電流增加時(shí)，絕緣材料承受電應(yīng)力的增加，局部放電和運(yùn)行介電絕緣的影響力增大。高 壓避雷器保護(hù)的問題參數(shù)濾波電感和電容元件帶來更大的困難。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 ，導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移。電纜的額定電壓高次諧波不穩(wěn)定的電纜介質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)越大，更容易發(fā)生故障 。 （ 4）易發(fā)生在配電系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)諧波諧振，電網(wǎng)附近的變電站將受到影響。 （ 1）晶體管或集成電路的運(yùn)動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)量是非常小的，工作時(shí)間是非常小的，所以它的開始出現(xiàn)較大誤差準(zhǔn)則易受諧 波的影響。鐵路電氣化作為一個(gè)地方的開放后，曾出現(xiàn)過注入到系統(tǒng)由于大量牽引變電所諧波和負(fù)序電流供電系統(tǒng)造成了嚴(yán)重惡化的質(zhì)量指標(biāo)，造成負(fù)序電流發(fā)生器多次發(fā)生故障，主過流保護(hù)裝置出現(xiàn)故障的變壓器，事故距離 保護(hù)電路振蕩鎖定裝置故障，高頻保護(hù)收發(fā)消息機(jī)器故障，母線差動(dòng)保護(hù)和故障記錄故障。用戶負(fù)序電流和諧波電流注入同步發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生額外的損失，引起局部加熱發(fā)電機(jī)，降低介電強(qiáng)度。 。 (九 )對(duì)電力用戶的影響 電氣設(shè)備污染系統(tǒng)電源可以影響電氣設(shè)備本身的可靠性。對(duì)用戶產(chǎn)生影響自動(dòng)控制裝置 。 (十 )對(duì)用戶電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行影響 諧波電流通過交流電動(dòng)機(jī)，使得諧波附加損耗顯著增加，引起馬達(dá)過熱，機(jī)械振動(dòng)和噪聲增大。 (十一 )對(duì)用戶補(bǔ)償電容器的影響 無功功率配置容量的電容所占比例最大，其中用戶占所有電容器電容的 2/3。這種裝置的主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，在檢測模塊裝置引入的失真的，即在量的功率質(zhì)量污染危險(xiǎn)，妨礙正常的分析和計(jì)算，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出。下面說說分析的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及市場和經(jīng)濟(jì)前景的兩種方法 。 無源并聯(lián)濾波器 在并行濾波器最傳統(tǒng)的無源諧波濾波器裝置，每個(gè)諧波頻率需要使用一組過濾器，一般需要使用多套用于過濾不同頻率諧波濾波器。 從廣義的角度來看，頻率不等于電源頻率的諧波分量都是。 在三相電路中均接入線路濾波器，帶通濾波器，由于一系列的基波電流阻抗很小，而高次諧波電流的阻抗較大，因此只有一組濾波器可以過濾掉所有頻率的東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 諧波。 因?yàn)橹C波濾波器的主要功能是通過電感器完成，從而更大的諧波濾波電感更好的量。 的不同自由設(shè)計(jì)的電容器和電感器的選擇的選擇變?yōu)殡姼泻碗娙萜鞯碾妷弘娖街挥幸粋€(gè)固定數(shù)量的，不能隨意設(shè)計(jì)。的基本相等，相同的電流，電感和電容，因此同樣的基本的工作電壓的串聯(lián)諧振阻抗的電感和電容。為了獲得足夠的可靠性，電感和電容的實(shí)際工作電壓應(yīng)大于電容器的額定電壓略低 。并行不減少諧波濾波器和產(chǎn)生諧波源，而是提供一個(gè)低阻抗路徑的諧波電流和避免污染諧波電流系統(tǒng)，污染的等效第一然后控制方式，它是治標(biāo)的手段。 利用有源濾波裝置 有源濾波裝置可以做及時(shí)補(bǔ)償，而不會(huì)增加電容元件網(wǎng)格，良好的過濾效果，其額定功功率范圍內(nèi)時(shí)，過濾效果是百分之百。 狀態(tài)有源濾波裝置 對(duì)于單一的有源濾波裝置，它的利潤是可觀的，但用戶一般不愿意采用有源濾波器，諧波含量，并且不過濾太干凈，它不會(huì)危及其他電器就能 。無功補(bǔ)償應(yīng)包括基波無功功率補(bǔ)償和補(bǔ)償諧波無功功率。電力系統(tǒng)電抗器和架空線路也消耗了一些無功功率。此外，這些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波電流，諧波源消耗無功功率。在各種電力電子器件，所占比例最大的整流罩。所述電路的電源電壓相的輸入電流的和本基波分量基本上相同的相位，因而基波功率因數(shù)接近 1，但輸入電流的諧波分量極大，造成嚴(yán)重污染的電網(wǎng)，但也使得總功率因數(shù)很低。所以，粗略地說，為了運(yùn)輸有功功率，需要由側(cè)傳輸電壓側(cè)，并有一個(gè)相位差，它可以在一個(gè)相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)施 。顯然，如果要由發(fā)電機(jī)和長距離傳輸提供這些功功率是不合理的，通常是不可能的。 增加無功功率，使總電流的增加，設(shè)備和生產(chǎn)線的這樣的損失增加，這是顯而易見的。正確的地方設(shè)置長距離輸電線路動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置還可以提高傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。 ，對(duì)目前諧波測量的幾種方法的進(jìn)行分析，針對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)情況，選取了基于快速傅立葉變換的諧波測量方法進(jìn)行研究。構(gòu)建了一種新的濾波器組結(jié)構(gòu)。 有源濾波器的發(fā)展趨勢 改進(jìn)的有源濾波器，一方面取決于組件和集成技術(shù) 的進(jìn)步，但它也取決于電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。但它屬于一個(gè)離散時(shí)間模擬濾波器，且有工作加以改進(jìn)和低頻帶。 有源濾波器的分類 ，過濾器可分為：有源濾波器，無源濾波器，陶瓷濾波器，晶體濾波器，機(jī)械濾波器， PLL 濾波器，開關(guān)電容濾波器。 按通帶分類，有源濾波器可分為：一個(gè)低通濾波器（ LPF），高通濾波器（ HPF），帶通濾波器（ BPF），帶阻濾波器（ BEF）等。這是一個(gè)低通濾波器（ LPF）的高通濾波器（ HPF），帶通濾波器（ BPF），以及帶阻濾波器（ BEF）。所以全通濾波器，也稱為相移濾波器。 ，零分類 （ 1）全極點(diǎn)濾波器 巴特沃思如上所述，傳遞零在函數(shù)的無限次數(shù)。說濾波器非全極點(diǎn)濾波器。但是，這種在再現(xiàn)信號(hào)的無失真這個(gè)要求比的場合的衰減特性更加重要，貝塞爾濾 波器應(yīng)該被使用。 T 是頻率（ Hz） 。其中功能性命令電流計(jì)算電路從負(fù)載電流 IL 中分離的基本諧波電流分量和無功電流分量 i* C，之后它極性相反的效果，然后將所得的補(bǔ)償電流指令信號(hào)。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 基于整個(gè) APF 這些模擬部分也示于圖 1 中的組合物，但其部分是由 Analog Devices 公司的。而對(duì)于電流源型諧波源， 只能采用并聯(lián)濾波進(jìn)行分流才能對(duì)注入到電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行抑制。并聯(lián)型有源電力濾波器的等效電路如圖所示。但應(yīng)注意， 有源電力濾波器的等效電感不能無限制地減小。由 Analog Devices，單相 iq 諧波檢測方法通過在圖 2所示的框圖實(shí)施的原則，獲取單次諧波 參考電流 IP。 圖 2 單相諧波檢測原理框圖 乘法器具有多種型號(hào)，這篇文章將不會(huì)列出。在乘法器電路此選擇 AD633 乘數(shù)。定的總誤差典型 AD633 信息為 1％，最多 2％。此外，使用高帶寬的運(yùn)算放大器的單相全模擬有源電力濾波器還引入了高頻率的噪音。該電流運(yùn)算放大器的性能得到了很大的提高，它的性能非常出色。硬件選擇好的電容和電阻相關(guān)的電路的整體性能。 阻力線繞電阻，金屬箔電阻，金屬膜電阻，金屬氧化膜電阻，碳膜電阻器，碳實(shí)芯電阻，厚膜電阻，薄膜電阻，金屬搪瓷性。阻力小，噪音低，穩(wěn)定性好，當(dāng)然，費(fèi)用較高 。 SG3525 美國通用公司的產(chǎn)品，是專為開關(guān)脈沖產(chǎn)生電路的電源設(shè)計(jì)，其輸入電壓范圍為 1? V，而本文是一個(gè)交流信號(hào)的輸入信號(hào)，因此可能發(fā)生變化。 在圖 4 中， R 取 20kΩ 的， 1％的精密電阻 。兩種轉(zhuǎn)換器可被應(yīng)用到各種有源濾波器。但損失的主電路電流源類型是大的交換側(cè)需要安裝一個(gè)較大的濾波電容，以濾除不需要的高次諧波電 流，以及電流源結(jié)構(gòu)不利于多路復(fù)用。 構(gòu)成芯變換器開關(guān)裝置已經(jīng)在 MOSFET，絕緣柵雙極晶體管（ IGBT），門極可關(guān)斷晶閘管（ GTO），集成門極晶閘管 IGCT 等幾種可供選擇。 然而，最廣泛使用的 IGBT 或在有源濾波器，這是因?yàn)?IGBT 的驅(qū)動(dòng)簡單，中等開關(guān)頻率和容量 。否則，你無法起到良好的補(bǔ)償效果。并聯(lián)有源濾波器的并不是一種理想的補(bǔ)償組件，其特征會(huì)受影響補(bǔ)償諧波源特性。與普遍應(yīng)用的直東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 流電容濾波整流電源電子裝配，電壓型諧波源，導(dǎo)致了電網(wǎng)諧波的另一主要來源。 APF 的補(bǔ)償功能劃分。因此，分流 APF 補(bǔ)償?shù)臐M意效果比力惡化的諧波電流源電壓型諧波源，特別是當(dāng)串聯(lián)等效阻抗較小。 2種，即電流型和電壓型諧波源。 4. 并聯(lián)型 APF 通常被看作受控諧波電流源，它以電流源的形式進(jìn)行諧波補(bǔ)償。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推廣，從而可以對(duì)一個(gè)非周期函數(shù)進(jìn)行時(shí)頻變換。引入衰減因子 e^(st)，從而有了 Laplace 變換。 一般可稱函數(shù) f（ t）為原函數(shù)，而稱函數(shù) F(ω )為傅里葉變換的像函數(shù)，原函數(shù)和像函數(shù)構(gòu)成一個(gè)傅里葉變換對(duì)（ transform pair） 快速傅里葉變變換（ FFT）應(yīng)用 DFT 在許多領(lǐng)域許多重要的應(yīng)用，以下是采取潔只是幾個(gè)例子。前面也提到應(yīng)用要注意兩個(gè)問題 DFT 頻譜分析：抽樣會(huì)導(dǎo)致頻譜泄漏信號(hào)失真所造成的信號(hào)被截?cái)?。的高頻信號(hào)對(duì)應(yīng)于細(xì)節(jié)信號(hào)，濾除高頻信號(hào)可 以在一個(gè)高壓縮比人類得到感官可接受的范圍。這種技術(shù)的帶寬為 N 個(gè)相等間隔的副載波，這可能證明相互正交的副載波。例如，對(duì)于語音信號(hào)的分析和合成中，通信系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字時(shí)分和頻 分（ TDM / FDM）復(fù)用的轉(zhuǎn)換，在通過雷達(dá)的頻域?yàn)V波和相關(guān)分析的信號(hào)，聲納頻譜分析振動(dòng)信號(hào)來提高目標(biāo)搜索和跟蹤分辨率等，應(yīng)采用 FFT。此后，這一思想的基礎(chǔ)上，我們已經(jīng)開發(fā)出一種快速算法和基于分裂群體，如高，隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展， 1976 年出現(xiàn)在數(shù)論和基于傅立葉多項(xiàng)式理論構(gòu)建變換算法維諾格勒諾布爾（ WFTA ），并主要因素傅立葉