【正文】 make electrical equipment, overheating, vibration and noise, and to insulation aging, shorten life, or even failure or burned。建議的方案考慮到在電力市場(chǎng)的不確定性，傳輸成本和安全性指數(shù)作為規(guī)劃目標(biāo)，功能擴(kuò)展。在新的環(huán)境，傳輸系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用向所有與會(huì)者提供接入提供或消費(fèi)電力。 同時(shí)，解決了牛頓法所有的頻率，同時(shí)與單個(gè)訂單的矩陣當(dāng)電流注入和諾頓等效項(xiàng)方法是順序的頻率耦，解決問題其中是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)與是的諧波問題在考慮數(shù)。牛頓法是非?？煽亢蜏?zhǔn)確。此示例系統(tǒng)用來強(qiáng)調(diào)諧波失真在電流和電壓。中原本建議一個(gè)弱的徑向系統(tǒng)和也上分析，是以示包括一個(gè)可控串補(bǔ)自適應(yīng)圖 3。 矢量是節(jié)點(diǎn)電壓 （phasors） 中的向量考慮頻率和是的節(jié)點(diǎn)矢量從非線性組件的當(dāng)前注射 (也是 phasors)和獨(dú)立源。在可控串補(bǔ)的穩(wěn)態(tài)基本功能是有功功率流控制和它主要在電容范圍內(nèi)運(yùn)行。 12 脈沖配置被獲得同樣要在高壓直流變換器提供一個(gè)30的并行和連接變壓器相移兩六脈沖 SVCs 之間。日益增加的需求，長(zhǎng)期缺乏規(guī)劃，以及需要為生成開放電力市場(chǎng)準(zhǔn)入公司（發(fā)電商）以及公用事業(yè)公司的客戶，他們都對(duì)安全性能的降低和質(zhì)量下降造成的傾向供應(yīng)。對(duì)輸電線路和損失，以及成本在遇到困難的建設(shè)新輸電線路，往往會(huì)限制了可用傳輸容量。諧波研究的意義，還可以上升到治理環(huán)境污染、維護(hù)綠色環(huán)境來考慮。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器設(shè)備燒毀。國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議都相繼組成了專門的工作組，制定包括供電系統(tǒng)、各項(xiàng)電力設(shè)備和用電設(shè)備以及家用電器在內(nèi)的諧波標(biāo)準(zhǔn)，并將諧波干擾問題列入電磁兼容范圍內(nèi)。當(dāng)時(shí)在德國(guó)，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變?！爸C波”一詞起源于聲學(xué)。電力系統(tǒng)諧波是電能質(zhì)量的重要參數(shù)之一，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量的非線性負(fù)載和各種整流設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，使電網(wǎng)諧波含量大大增加，電能質(zhì)量下降。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，隨著半導(dǎo)體器件制造水平的迅速發(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，將是很有發(fā)展前途的有源濾波裝置。介紹了諧波的危害，包括對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和用電設(shè)備的危害，還包括對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響。對(duì)電力系統(tǒng)諧波的治理，需要電力部門和用戶共同參與。電力系統(tǒng)諧波抑制方面有源電力濾波器發(fā)展和應(yīng)用前景極其光明，本章對(duì)目前受關(guān)注的幾種諧波檢測(cè)方法，進(jìn)行了分析和比較，主要針對(duì)基于瞬時(shí)無功功率的諧波檢測(cè)方法p、q法和、法進(jìn)行了研究，這兩種方法都能準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)測(cè)量三相三線制對(duì)稱電路總諧波分量。采用p、。根據(jù)的測(cè)量結(jié)果，電網(wǎng)電壓的總諧波畸變率平均已達(dá)到2%~3%，在波形畸變嚴(yán)重的時(shí)間段，其值更高。采用p、q運(yùn)算方式和iP近而計(jì)算出i，、i，、ii=i—i，i=i—i，i=i—i （）在三相三線制電力系統(tǒng)中，若電流對(duì)稱但有畸變，即電網(wǎng)中含有諧波電流，設(shè)三相諧波電流分別為：i=i= （）i=N=3k士l，其中k為正整數(shù)，當(dāng)k=0時(shí)，n=1。但當(dāng)只檢測(cè)無功電流時(shí)，則不需低通濾波器，而只需直接將q反變換即可得出無功電流，這樣就不存在延時(shí)了，得到的無功電流如下式所示: 基于瞬時(shí)無功功率的ip、iq檢測(cè)法基于分iq運(yùn)算方式的諧波電流檢測(cè)法是由西安交通大學(xué)王兆安教授在二十世紀(jì)九十年代提出的，該方法與基于p、q運(yùn)算方式相比更適合電流的快速檢測(cè)，即使當(dāng)電壓波形有畸變，也能準(zhǔn)確地檢測(cè)出全部諧波和無功電流。電網(wǎng)電壓波形無畸變時(shí)，為基波有功電流與電壓作用產(chǎn)生的， 為基波無功電流與電壓作用產(chǎn)生。 、分別為矢量e、i的幅角。 瞬時(shí)有功功率和瞬時(shí)無功功率三相電路瞬時(shí)無功功率理論首先于1983年由赤木泰文提出，經(jīng)不斷研究并逐漸完 變換:實(shí)現(xiàn)了三相瞬時(shí)電壓，電流由靜態(tài)變換到旋轉(zhuǎn)的。本文將重點(diǎn)介紹基于瞬時(shí)無功功率的諧波測(cè)量的檢測(cè)方法。通過加窗可以減小泄露現(xiàn)象的影響。瞬時(shí)無功功率理論解決了諧波和無功功率的瞬時(shí)檢測(cè)及不用儲(chǔ)能元件實(shí)現(xiàn)諧波和無功補(bǔ)償?shù)葐栴}，對(duì)治理諧波和研發(fā)無功補(bǔ)償裝置等起到了很大的推動(dòng)作用?？梢姡摲椒ň哂泻芎玫膶?shí)時(shí)性，缺點(diǎn)是硬件多，花費(fèi)大。而使用pq法測(cè)量電網(wǎng)電壓畸變時(shí)的諧波會(huì)存在較大誤差。缺點(diǎn)是采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)限制諧波測(cè)量的最高次數(shù)，具有較長(zhǎng)的時(shí)間延遲，實(shí)時(shí)性較差。這種方法過于簡(jiǎn)單，精度很低，不能滿足諧波分析的需要，一般不用。再者，分析了電力系統(tǒng)諧波對(duì)電力系統(tǒng)及通信系統(tǒng)的影響，顯示了其巨大的危害。對(duì)于熱繼電器來說，因受諧波電流的影響也要使額定電流降低，在工作中它們都有可能造成誤動(dòng)作。對(duì)于配電用斷路器來說，全電磁型的斷路器易受諧波電流的影響使鐵耗增大而發(fā)熱,同時(shí)由于對(duì)電磁鐵的影響與渦流影響使脫扣困難，且諧波次數(shù)越高影響越大；熱磁型的斷路器，由于導(dǎo)體的集膚次應(yīng)與鐵耗增加而引起發(fā)熱，使得額定電流降低與脫扣電流降低；電子型的斷路器，諧波也要使其額定電流降低，尤其是檢測(cè)峰值的電子斷路器，額定電流降低得更多。 對(duì)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置工作的影響諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表劑量不正確。由于諧波使通過電的電流增加，使電容器損耗增加，從而引起電容器發(fā)熱和溫升，加速老化。 對(duì)電容器的影響諧波對(duì)電容器的危害是通過電效應(yīng)、熱效應(yīng)和諧振引起諧波電流放大問。諧波電流一方面在輸電線路上產(chǎn)生諧波壓降，另一方面增加了輸電線路上的電流有效值，從而引起附加輸電損耗。架空線路諧波電流產(chǎn)生熱損，較大的高次諧波電流分量能顯著地延緩潛供電流的熄滅，導(dǎo)致單相重合閘失敗。除此之外，諧波還導(dǎo)致變壓器噪聲增大，有時(shí)還發(fā)出金屬聲。作為靜止設(shè)備的變壓器，在諧波潮流圖中，它既是諧波源同時(shí)又是傳輸其他諧波源產(chǎn)生諧波的中間環(huán)節(jié)。盡管如此，在諧波和其他因素的綜合作用下，可使定子繞組局部發(fā)熱問題相當(dāng)嚴(yán)重。在定子的雙層繞組中，高次諧波電流主要在沿槽高度的上層線棒里產(chǎn)生附加損耗，并且比下層線棒里的相應(yīng)附加損耗要大好幾倍。定子中第h次諧波電流的正序和負(fù)序分量分別形成正向和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速均為h倍的同步轉(zhuǎn)速。電視機(jī)、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)、調(diào)光燈具、調(diào)溫炊具等，因?yàn)橛姓{(diào)壓整流裝置，會(huì)產(chǎn)生較大的奇次諧波。由于晶閘管整流在電力機(jī)車、鋁電解槽、充電裝置、開關(guān)電源等多方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，給電力系統(tǒng)造成大量諧波。7％以下。隱極機(jī)優(yōu)于凸極機(jī)，但隨著科技進(jìn)步，可控硅、IGBT等電子勵(lì)磁裝置的投入，使發(fā)電機(jī)的諧波分雖有所上升。目前我國(guó)應(yīng)用的發(fā)電機(jī)有兩大類：隱極機(jī)和凸極機(jī)。的非正弦電壓u（），勿小在滿足狄里赫利條件下，可分解為如下形式的傅里葉級(jí)數(shù):u(t)=a + 式中，頻率為n(n=1,2…)的項(xiàng)即為諧波項(xiàng)，通常也稱之為高次諧波。另外，對(duì)偶次諧波的限制也要嚴(yán)于對(duì)奇次諧波的限制。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)問題，結(jié)合國(guó)情，吸取國(guó)外諧波標(biāo)準(zhǔn)研究成果的基礎(chǔ)上于1993年又發(fā)布了 GB/《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》，該標(biāo)準(zhǔn)從1994年3月l日開始實(shí)施。世界各國(guó)所制定的諧波標(biāo)準(zhǔn)大都比較接近，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議 (CIGRE)和國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)都成立了專門工作組擬定電力系統(tǒng)和電工產(chǎn)品的諧波標(biāo)準(zhǔn)，很多國(guó)家對(duì)諧波也制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一些國(guó)家的電壓總諧波畸變率的大致范圍為:低壓電網(wǎng)(1kV)，一般5%，個(gè)別3%、7%。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，把式中比轉(zhuǎn)成i即可。當(dāng)然，非正弦電壓施加在線性電路上時(shí)，電流也是非正弦波。 電力系統(tǒng)諧波的表達(dá)式供用電系統(tǒng)中，通常認(rèn)為電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)交流電壓和交流電流呈正弦波形。3)短時(shí)問諧波和暫態(tài)中的諧波分量，短時(shí)間諧波問題是指大功率晶閘管在工作時(shí)產(chǎn)生的短時(shí)間突發(fā)電流脈沖，這種突發(fā)的脈沖包含著暫念分量和諧波分量，如果它引起的電壓畸變是間斷性的持續(xù)時(shí)間不超過2s，兩個(gè)脈沖不小于30ms，這種暫念分量和諧波分量是允許的。諧波次數(shù)必須是個(gè)正整數(shù)，例如我國(guó)電力系統(tǒng)的額定頻率是50HZ，2次諧波為100Hz，3次諧波為150HZ，有些國(guó)家電力系統(tǒng)的額定頻率為60Hz，基波為60Hz，2次諧波為120Hz，3次諧波為180Hz。介紹了諧波的危害，包括對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和用電設(shè)備的危害，還包括對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響。3)從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，隨著半導(dǎo)體器件制造水平的迅速發(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，將是很有發(fā)展前途的有源濾波裝置。采用多重化技術(shù)，西安交通大學(xué)研制出 1ZOKVA并聯(lián)型有源濾波器的試驗(yàn)樣機(jī)。研究最成熟的是并聯(lián)型，而且主要以理論研究和試驗(yàn)研究為主。目前，非線性負(fù)荷的大量增加，使我國(guó)不少電網(wǎng)的諧波成分以大大超過了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并出現(xiàn)了一些危及電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問題。電力系統(tǒng)的諧波及抑制研究問題近幾十年來在世界范圍內(nèi)得到了十分廣泛關(guān)注，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)、國(guó)際供電會(huì)議(CⅡ也D)及美國(guó)電氣和電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)等國(guó)際性學(xué)術(shù)組織，都相繼成立了專門的電力系統(tǒng)諧波工作組，并己制定除了限制電力系統(tǒng)諧波的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在20世紀(jì)80年代由于大功率全控型功率器件的成熟，大功率晶體管(GTR)、大功率可關(guān)斷晶閘管(GTO)、靜電感應(yīng)晶閘管(STH)、功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)及絕緣柵型雙極性晶體管(IGBT)等新型快速大容量功率開關(guān)器件相繼何世，脈寬調(diào)制(PWM)控制技術(shù)的發(fā)展，尤其是1983年日本的H．Akagi等人提出了“三相電路瞬時(shí)無功理論川(Instantaneous Reactive Power Theo剛又稱“p．q理論”、“Aka垂．Nabae理論一，以該理論為基礎(chǔ)的諧波電流瞬時(shí)檢測(cè)方法的在三相電力濾波器中得到了成功的應(yīng)用，在高性能DSP芯片也得到了應(yīng)用，使有源電力濾波器APF得以迅速發(fā)展。而且，通過改變控制算法可以實(shí)現(xiàn)多種功能，如抑制諧波、補(bǔ)償無功、抑制閃變、補(bǔ)償相間不平衡等，因而引起了人們極大的關(guān)注。即使可以成功地解決以上問題，因電網(wǎng)電壓諧波和其它負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流流人無源濾波器而造成的無源濾波器過載，也是比較棘手的問題。此外，電網(wǎng)阻抗的變化、濾波器元件的生產(chǎn)容差、老化或其它原因引起的參數(shù)偏離理想設(shè)計(jì)值，也將導(dǎo)致無源濾波器濾波性能的下降。無源濾波器的濾波原理是使負(fù)載諧波電流在電網(wǎng)支路和濾波器支路分流，因此其濾波性能受系統(tǒng)阻抗的影響較大。抑制諧波可以從治理諧波源本身入手，使其不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)為，單位功率因數(shù)變流器就是可以實(shí)現(xiàn)這種功能的電力電子裝置。國(guó)外對(duì)電力諧波問題的研究大約開始于五六十年代，當(dāng)時(shí)的研究主要是針對(duì)高壓直流輸電技術(shù)中變流器引起的電力系統(tǒng)諧波問題。諧波研究的意義，還可以上升到治理環(huán)境污染、維護(hù)綠色環(huán)境來考慮。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器設(shè)備燒毀。此外，《電力系統(tǒng)諧波》一書，也在國(guó)內(nèi)外有較大的影響。國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議都相繼組成了專門的工作組，制定包括供電系統(tǒng)、各項(xiàng)電力設(shè)備和用電設(shè)備以及家用電器在內(nèi)的諧波標(biāo)準(zhǔn)，并將諧波干擾問題列入電磁兼容范圍內(nèi)。當(dāng)時(shí)在德國(guó)，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)諧波；危害；p、q檢測(cè)方法,； ip、iq檢測(cè)方法 40 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄摘要 I目錄 I第1章 緒論 3 諧波的提出及意義 3 4 4 6 7第2章 電力系統(tǒng)諧波的分析 8 諧波的基本概念 8 諧波的定義 8 電力系統(tǒng)諧波的表達(dá)式 8 電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn) 9 電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生 10 電力系統(tǒng)諧波的危害 12 對(duì)電機(jī)的危害 12 12 對(duì)線路的危害 13 對(duì)電容器的影響 13 對(duì)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置工作的影響 14 對(duì)其通信系統(tǒng)的影響 14 本章小結(jié) 14第3章 電力系統(tǒng)諧波的檢測(cè) 16 16 18 瞬時(shí)有功功率和瞬時(shí)無功功率 18 瞬時(shí)有功電流和瞬時(shí)無功電流 20 基于瞬時(shí)無功功率的p、q檢測(cè)方法 21 基于瞬時(shí)無功功率的ip、iq檢測(cè)法 22 檢測(cè)示例 24 26結(jié)論 27參考文獻(xiàn) 28附錄1 29附錄2 32致謝 37燕山大學(xué)畢業(yè)論文評(píng)審意見表…………………………………………….38個(gè)人簡(jiǎn)介……………………..…………………………………………….40燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論 諧波的提出及意義“諧波”一詞起源于聲學(xué)。同時(shí)介紹了諧波的危害，包括對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和用電設(shè)備的危害，還包括對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響。對(duì)電力系統(tǒng)諧波的治理，需要電力部門和用戶共同參與。電力系統(tǒng)諧波是電能質(zhì)量的重要參數(shù)之一，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量的非線性負(fù)載和各種整流設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，使電網(wǎng)諧波含量大大增加，電能質(zhì)量下降。燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及電力市場(chǎng)的開放，電能質(zhì)量問題越來越引起廣泛關(guān)注。諧波給供電眾業(yè)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益帶來了巨大影響。一方面，用戶需要電力部門公共電網(wǎng)電能質(zhì)量能確保用戶正常生產(chǎn)用電；另一方面，電力部門也要求用戶的生產(chǎn)用電不影響公共電網(wǎng)的正常供電，特別是對(duì)于一些會(huì)對(duì)公必電網(wǎng)電能質(zhì)量造成睡大影響的大型用戶，從源頭上進(jìn)行電能質(zhì)量的治理是必須的。為了有效補(bǔ)償負(fù)荷產(chǎn)生諧波電流，首先對(duì)諧波的成分有精確認(rèn)識(shí)，因而需要實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流中的諧波。有關(guān)諧波的數(shù)學(xué)分析早在18世紀(jì)和19世紀(jì)就己奠定了良好的基礎(chǔ)。到了50年代和60年代，由于高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，發(fā)表了大量有關(guān)變流器引起的電力系統(tǒng)諧波問題的論文。我國(guó)對(duì)諧波問題的研究起步較晚，吳竟呂等人1988年出版的《電力系統(tǒng)諧波》一書是我國(guó)有關(guān)電力諧波問題較有影響的著作。諧波的研究是很有意義的。諧波還會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾等。對(duì)電力系統(tǒng)來說，無諧波就是“綠色”的主要標(biāo)志之一。七八十年代隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及其