【正文】 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。之后， 1971年， H． Sasaki和 T． Machida首次完整地描述了有源電力濾波器的基本原理，但是由于當(dāng)時是采用線性放大的方法產(chǎn)生補(bǔ)償電流，其損耗大，成本高，因而僅在實驗室研究，未能在工業(yè)中實用。而且，通過改變控制算法可以實現(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。此外，由于無源濾波器由大容量的電抗器和電容器組成，整機(jī)體積龐大，造價高，雖然在某些大型煉鋼廠仍有使用，但必將被效率高、動態(tài)補(bǔ)償特性好的新型有源濾波器所取代。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。并且，安裝 LC無燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 源濾波器很有可能在系統(tǒng)中形成串并聯(lián)諧振回路，導(dǎo)致電網(wǎng)諧波電流的傳播和放大，造成電網(wǎng)電壓波形的畸變。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)計值，也將導(dǎo)致無源濾波器濾波性能的下降。由于電網(wǎng)阻抗原本就不是很大，若要使濾波器支路阻抗在主要諧波頻率處遠(yuǎn)小于電網(wǎng)諧波支路阻抗，需加裝多個無源濾波器，它們的調(diào)諧頻率設(shè)計在電網(wǎng)的主要諧波頻率處，且所有調(diào)諧濾波器必須擁有較高的品質(zhì)因數(shù)，否則，加裝 無源濾波器就起不到明顯的諧波抑制作用。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。 1） ．無源濾波裝置 在電力系統(tǒng)中，裝設(shè)無源電力濾波器 (PF． Passive Filter)一直是傳統(tǒng)補(bǔ)償諧波的主要手段，其突出的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠性高、運行費用低。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)變流器就是可以實現(xiàn)這種功能的電力電子裝置。近幾十年間電力諧波的研究，滲透到了數(shù)字信號處理、計算技術(shù)、系統(tǒng)仿真、電工理論、控制理論與控制技術(shù)、電網(wǎng)絡(luò)理 論、電力電子學(xué)等其它學(xué)術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)越過了電力系統(tǒng)的范疇，并且形成了自己特有的理論體系、分析研究方法、控制與治理技術(shù)、監(jiān)測方法與技術(shù)、限制標(biāo)準(zhǔn)與管理制度等弘 。 國外對電力諧波問題的研究大約開始于五六十年代，當(dāng)時的研究主要是針對高壓直流輸電技術(shù)中變流器引起的電力系統(tǒng)諧波問題。因此消除諧波污燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 染，己成為電力系統(tǒng)，尤其是電力電子技術(shù)中的一個重大課題。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。 諧波研究的意義，還在于其對電力電子技術(shù)自身發(fā)展的影響。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 。首先是因為諧波的危害十分嚴(yán)重，諧波可使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低 。此外，唐統(tǒng)一等人和容健綱等人分別獨立翻譯了 《電力系統(tǒng)諧波》一書，也在國內(nèi)外有較大的影響。夏道止等與 1994年出版的《高壓直流輸電系統(tǒng)的諧波分析及濾波》是近年出版的代表性著作。國際電工委員會 (IEC)和國際大電網(wǎng)會議都相繼組成了專門的工作組，制定包括供電系統(tǒng)、各項電力設(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)。 行了總結(jié) 70年代以來，由于電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種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，諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。1945年 典論文。電力系統(tǒng)的諧波問題早在 20世紀(jì)的 20年代和 30年代就引起人們的關(guān)注。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)。 進(jìn)而研究了電力系統(tǒng)諧波的抑制措施， 消除或抑制諧波的對策 ,可以有效地減小諧波對電網(wǎng)的影響 ， 以消除和防止諧波的影響 。 為了有效補(bǔ)償 負(fù)荷產(chǎn)生 諧波電流，首先對諧波的成分有精確認(rèn)識，因而需要實時檢測負(fù)載電流中的諧波 。也就是說來自發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備 。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 對于一些會對公必電網(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。 因此，諧波及其抑制技術(shù)己成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的 課題。諧波給供電眾業(yè)的安全運行和經(jīng)濟(jì)效益帶來了巨大影響。 諧波是目前電力系統(tǒng)中最普遍現(xiàn)象，是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。燕山大學(xué)畢業(yè)論文 I 摘 要 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及電力市場的開放，電能質(zhì)量問題越來越引起廣泛關(guān)注。由于各種非線性負(fù)載 (諧波源 )應(yīng)用普及，產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的污染日益嚴(yán)重。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。所以，抑制諧波污染、改善供電質(zhì)量成為迫切需要解決的問題。 對 電力系統(tǒng)諧波的 治理，需要 電力部門和用 戶共同參與。本文介紹了諧波的概念 、檢測 及危害， 詳細(xì)介紹了諧波產(chǎn)生的來源于， 電力系統(tǒng)中的諧波來自電 氣 設(shè)備。 同時 介紹了諧波的危害，包括對 電網(wǎng)運行 和用電設(shè)備的危害，還包括對 繼電保護(hù)和自動裝置 的 影響 。本文著重介紹了 基于三相電路瞬時無功功率理論的諧波測量 的理論。 關(guān)鍵詞 ： 電力系統(tǒng)諧波；危害； p、 q檢測 方法 ,； ip、 iq檢測方法 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） I 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 對電機(jī)的危害 ........................................................................12 ......................................................................12 對線路的危害 ........................................................................13 對電容器的影響 ....................................................................13 對繼電保護(hù)、自動裝置工作的影響 ....................................14 對其通信系統(tǒng)的影響 ............................................................14 本章小結(jié) ...........................................................................................14 第 3章 電力系統(tǒng)諧波的檢測 ................................... 16 .................................................................16 ................................18 瞬時有功功率和瞬時無功功率 ............................................18 瞬時有功電流和瞬時無功電流 ............................................20 基于瞬時無功功率的 p、 q檢測方法 ...................................21 基于瞬時無功功率的 ip、 iq檢測法 .....................................22 檢測示例 ................................................................................24 .............................................................................................26 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） II 結(jié)論 ........................................................ 27 參 考文獻(xiàn) .................................................... 28 附錄 1 ....................................................... 29 附錄 2 ....................................................... 32 致謝 ....................................................... 337 燕山大學(xué)畢業(yè) 論文評審意見 表 …………………………………………… .38 個人簡介 …………………… ..…………………………………………… .40 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 1章 緒論 諧波的提出及意義 “諧波”一詞起源于聲學(xué)。傅立葉等人提出的諧波分析方法至今仍在廣泛采用。當(dāng)時在德國，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。 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。世界各國都對諧波問題給予充分關(guān)注，定期召開有關(guān)諧波問題的學(xué)術(shù)討論會。我國對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》一書是我國有關(guān)電力諧波問題較有影響的著作。林海雪、孫樹勤等在 1998年出版的《電力網(wǎng)中的諧波》對諧波進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 諧波的研究是很有意義的。使電 氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀 。諧波還會引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動作，對通信設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾等。但是，現(xiàn)在電力電子裝置產(chǎn)生的諧波污染己經(jīng)成為阻礙電力電子技術(shù)發(fā)展的重大障礙，它迫使電力電子領(lǐng)域的研究人員必須對諧波問題進(jìn)行更為有效的研究。對電力系統(tǒng)來說，無諧波就是“綠色”的主 要標(biāo)志之一。諧波研究及其抑制技術(shù)己日益成為人們關(guān)注的問題 。七八十年代隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)、交通及家庭中的廣泛應(yīng)用，諧波問題日趨嚴(yán)重，從而引起各國的高度重視。 目前，諧波研究仍是一個非?；钴S的領(lǐng)域。但由于諧波源的多樣性，在電網(wǎng)中一般還是加裝濾波器的方法來抑制高次諧波，這些裝置一般可分類為無源濾波器和有源濾波器兩種。但是設(shè)計出濾波性能理想的無源