一、電力系統諧(xie)波危害
②諧波會影響電(dian)氣設備的正常(chang)工作，使儀器電(dian)機産生機械振(zhen)動和噪聲等故(gu)障，變壓器局部(bu)嚴重過熱，電容(rong)器、電纜等設備(bèi)過熱，絕緣部分(fèn)老化、變質，設備(bei)壽命縮減，直至(zhi)最終損壞。
③諧波(bo)會引起電網諧(xie)振，可能将諧波(bō)電流放大幾倍(bei)甚至數✍️十倍✨，會(hui)對系統構成重(zhòng)大威脅，特别是(shì)對電🏒容器和與(yǔ)之串聯的電抗(kang)器，電網諧振常(cháng)會使之燒毀。
④諧(xié)波會導緻繼電(dian)保護和自動裝(zhuang)置誤動作，造成(chéng)不必要的供電(diàn)中斷和損失。
⑤諧(xié)波會使電氣測(cè)量儀表計量不(bú)準确，産生計量(liang)誤差，給👉供電部(bu)門或電力用戶(hù)帶來直接的經(jing)濟損失。
⑥諧波會(hui)對設備附近的(de)通信系統産生(sheng)幹擾，輕則産生(sheng)噪聲⛷️，降低通信(xin)質量;重則導緻(zhi)信息丢失，使通(tong)信🐕系統無法正(zhèng)常工作。
⑧諧波會影(ying)響無線電發射(she)系統、雷達系統(tong)、核磁共振等🔆設(she)備的工作性能(neng)，造成噪聲幹擾(rao)和圖像紊亂。
二、諧波(bō)檢測方法
1.模拟(nǐ)電路消除諧波(bō)的方法很多，即(jí)有主動型，又有(yǒu)被動型；既有☁️無(wú)源的，也有有源(yuán)的，還有混合型(xíng)的，目前較爲先(xian)🐇進的是采用有(you)源電力濾波器(qì)。但由于其檢測(cè)環節多采用模(mó)拟電路，因而造(zào)價較高，且由💘于(yu)模拟帶通濾波(bo)器對頻率和溫(wēn)度的變化非常(chang)敏感，故使其基(jī)波幅值誤差很(hěn)難控制在10%以内(nei)，嚴重影🙇♀️響了有(yǒu)源濾波器的控(kòng)制性能。近年來(lai)，人工神經網絡(luo)的研🐇究取得了(le)較大進展，由于(yú)神經元有自适(shi)🥰應和自學習能(néng)力，且結構簡單(dan)，輸入輸出關系(xì)明了，因此🐕可用(yòng)神經元替代自(zì)适應濾波器，再(zai)用一對與基波(bō)頻率相同，相位(wèi)相差90度的正弦(xian)向量作爲神經(jīng)元的輸入。由神(shén)♉經元先得到基(ji)波電流，然✊後🙇♀️檢(jiǎn)測出應補償的(de)電流，從而🛀🏻完成(chéng)諧波電流的檢(jian)測。但人工神經(jīng)網絡的硬件目(mu)前還是一個比(bi)較薄弱的環♊節(jie)，限制了其應用(yong)🍉範圍。
2.傅立葉變(bian)換
利用傅立葉(ye)變換可在數字(zi)域進行諧波檢(jian)測，電力系統的(de)🌈諧波🤞分析，目前(qián)大都是通過該(gāi)方法實現的，離(lí)散傅通測儀器(qi)立葉變換所需(xū)要處理的是經(jing)過采樣和A/D轉換(huan)得❓到的數字信(xin)号，設待測🏃♂️信号(hao)爲x(t)，采樣間隔爲(wei) t秒，采樣頻率 =1/ t滿(mǎn)足采樣定理，即(jí) 大于信号最高(gao)頻率分量的2倍(bei)，則采樣信号爲(wei)x(n t)，并且采樣信号(hao)總是有限長度(dù)的，即n=0，1……N-1。這相當于(yú)對無限長的信(xìn)号做了截斷，因(yīn)而造成了傅立(li)葉👣變換的洩露(lù)現象，産生誤💘差(cha)🈚。此外，對于離散(sàn)傅立葉變換來(lai)說，如果不是整(zheng)數周期采樣，那(nà)麽即使信号隻(zhi)含有單一頻率(lǜ)，通測儀器離散(san)傅立葉變換也(yě)不可能求出信(xin)号的準确參數(shù)，因而出現栅欄(lan)效應。通過加窗(chuāng)可以減小洩露(lù)現象的影響。
3.小(xiǎo)波變換
小波變(bian)換已廣泛應用(yong)于信号分析、語(yǔ)音識别與合♊成(cheng)、自動控制、圖象(xiang)處理與分析等(deng)領域。電力諧波(bo)是✊由各💰種頻率(lǜ)成分合成的、随(suí)機的、出現和消(xiao)通測儀⁉️器失都(dou)非常突然的信(xìn)号，在應用離散(sàn)傅立葉變換進(jìn)行處理受到局(ju)限🍉的情況下，可(kě)充分發揮小波(bō)變換的優勢。即(jí)對諧波采樣⭐離(lí)散後，利用❗小波(bo)變換對♈數字信(xìn)号進行處理，從(cóng)而實現對諧波(bō)的精确測定。小(xiao)波可以看作是(shi)一個雙💋窗函數(shù)，對一信号進行(hang)小波變換相當(dāng)于從這🤩一時頻(pin)窗内的信息提(ti)取信号。對于檢(jian)測高頻信息，時(shi)窗變窄，可對信(xìn)号的高頻分量(liàng)做細緻的觀測(cè)；對于分析低頻(pín)信息，這⭐時時窗(chuāng)自動變寬，可對(dui)信号的低頻分(fèn)量做概貌分析(xi)。所以小波變❓換(huàn)具有自動“調焦(jiāo)”性。其次，小波變(biàn)換是按頻帶而(er)不是按頻點的(de)方式處理頻域(yù)信息，因此信号(hào)頻率的微小波(bo)動不會對處理(lǐ)産生很大的影(yǐng)響，并不要求對(dui)信号進行整周(zhou)期采樣。另外，由(you)小波變換的時(shí)間局部可知，在(zai)信号的局部發(fa)生波動時，不會(hui)象⛷️傅立葉變換(huàn)那樣把影響擴(kuo)散到整個頻譜(pu)，而隻改♋變當時(shí)一小段時間🙇♀️的(de)頻譜分布，因此(ci)，采用小🚶波變換(huan)可以跟蹤時變(biàn)和暫态信号。
三、電力(lì)系統諧波治理(lǐ)
限于篇幅問題(ti)，本文在此隻介(jie)紹基于改造諧(xie)波源🥰本身的諧(xié)波抑制方法，基(jī)于改造諧波源(yuan)本身的諧波抑(yì)制方🐆法一般有(you)以下幾種。(1)增加(jia)整流變壓器二(er)次側整流的相(xiàng)數
對于帶有整(zheng)流元件的設備(bèi)，盡量增加整流(liu)的相數或脈動(dòng)數，可以較好地(dì)消除低次特征(zhēng)諧波，該措施可(ke)減♌少諧波源産(chan)生的諧波含量(liang)，一般在工程設(she)計中予以❤️考慮(lü)。因☔爲整流器是(shì)供⭕電系統🏃♀️中的(de)主要諧波源之(zhī)一，其在交流💋側(cè)所産生的高次(ci)諧波爲tK 1次諧㊙️波(bō)，即整流裝置從(cong)6脈動諧🌐波次數(shù)爲n=6K 1，如果增加到(dao)12脈✍️動時，其諧波(bō)次數爲n=12K 1(其中K爲(wèi)正整數)，這樣就(jiu)可以消除5、7等次(cì)諧波，因此增加(jia)整流的相數或(huo)脈動數，可有效(xiào)地抑制低次諧(xié)波。不過，這種方(fang)法雖然在理論(lun)上可以實現，但(dàn)是在實際應用(yong)中📐的投資過大(da)，在技術上對消(xiao)除諧波并不十(shí)分💃🏻有效，該方法(fǎ)多用于大容💁量(liang)的整流裝置負(fù)載。
該(gāi)方法可抑制3的(de)倍數次的高次(ci)諧波，以整流變(biàn)壓器采用/Y接🧑🏽🤝🧑🏻線(xian)形式爲例說明(míng)其原理，當高次(cì)諧波電流從晶(jing)閘管反串到變(bian)壓⭐器副邊繞組(zu)内時，其中3的倍(bei)數次高次諧波(bo)電流✍️無路可通(tōng)，所以自然就被(bèi)抑制而不存在(zài)。但将導緻鐵心(xin)内🐇出現3的倍☁️數(shù)次高次😘諧波磁(ci)通(三相相位一(yī)緻)，而該磁通将(jiāng)☁️在變壓器原🈲邊(bian)繞組内産生3的(de)倍數次高次諧(xie)波電動勢，從而(er)産生3的倍數次(ci)的高次諧波🙇🏻電(diàn)流。因爲它們相(xiàng)位一緻，隻能在(zài) 形繞組内産生(sheng)環流，将能量消(xiao)耗在繞組的電(diàn)阻中，故原邊繞(rào)組端👄子上不會(hui)出現3的倍數次(cì)的高次諧波電(dian)動勢。從以上💞分(fèn)析可以看出，三(sān)相晶閘管整流(liú)裝置的整流變(biàn)壓器采用這種(zhong)接線形式時，諧(xie)波源産生的3n(n是(shì)正整數)次諧波(bō)激磁電流在接(jie)線⛹🏻♀️繞組内形成(chéng)環流，不緻使諧(xie)波注入公共電(diàn)網。這種接線形(xíng)式的優點是可(ke)以自然消除💔3的(de)整數倍次的諧(xié)波，是抑制高次(ci)諧波的最基本(běn)方法，該方法也(ye)多用于大容量(liàng)♻️的整流裝置負(fu)載。
(3)盡量選用高(gāo)功率因數的整(zhěng)流器
采用整流(liú)器的多重化來(lai)減少諧波是一(yī)種傳統方法，用(yòng)該方法構成的(de)整流器還不足(zú)以稱之爲高功(gōng)率因❌數整流器(qì)。高功率因數整(zhěng)流器是一種通(tong)過對整流器🐪本(ben)身進行改造，使(shi)其盡量不産生(shēng)諧波，其電☎️流和(he)電壓同相位的(de)組合裝置，這種(zhong)整流器可以被(bei)❤️稱爲單位功率(lü)因數變流器(UPFC)。該(gai)方法隻能在設(she)備設計過程中(zhong)加以注意，從而(ér)得到實踐中的(de)諧波☎️抑制效果(guǒ)。
(4)整流電路的多(duo)重化
整流電路(lù)的多重化，即将(jiang)多個方波疊加(jia)，以消除次🌏數🈲較(jiào)🏃低的😄諧波，從而(ér)得到接近正弦(xián)波的階梯波。重(zhòng)數越多，波🆚形越(yuè)接近🐇正弦波，但(dàn)其電路也越複(fu)雜，因此該方法(fa)一般隻用于🌍大(dà)容量場合。另外(wài)，該方法不僅可(ke)以減少交流輸(shu)入電流的諧波(bo)，同時也可以減(jiǎn)少直流輸出電(dian)壓中的諧波幅(fú)值，并提高紋波(bo)頻率。如果把上(shang)述🔴方法與PWM技術(shu)配合使用，則會(huì)産生很好的諧(xie)波抑制效果。該(gāi)方法用于橋式(shi)整流電路中，以(yi)🔱減少輸入電流(liú)的諧💋波。
當然，除(chu)了基于改造諧(xié)波源本身的諧(xie)波抑制方法✏️，還(hai)有基于諧波補(bu)償裝置功能的(de)諧波抑制方法(fǎ)，它包括加裝無(wu)源濾波🥰器、加裝(zhuāng)有源濾波器、裝(zhuang)設靜止無功補(bu)償裝置(SVC)等等，在(zai)🛀此就不再詳細(xì)論述。
随着現代(dài)信息技術，計算(suan)機技術和電子(zǐ)技術的發展，電(dian)能🐕質量問題已(yǐ)越來越引起用(yong)戶和供電部門(men)的重視。應用先(xiān)進的電能質量(liang)測試儀器不僅(jin)能大📱大提高電(dian)能質量的監測(cè)與治理水平♉，同(tong)時還可建立先(xiān)進可👨❤️👨靠的電能(neng)質量監測網絡(luo)，及時💛分析和反(fan)映電網的電能(neng)質量水平，找出(chū)電網中造成電(diàn)能質量諧波及(ji)故障的原因，采(cai)取相應的措施(shī)，爲保證電網的(de)安全、穩定、經💚濟(jì)運行提供重要(yao)的保障。