致謝17第5章討論15電網(wǎng)諧波檢測研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1.1課題背景經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步推動了工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)取得大規(guī)模進(jìn)展的環(huán)境下對發(fā)電、輸電以及配電的容量提出了更大的需求，同時，也提升了人們在日常生產(chǎn)生活中對電能設(shè)備的需求。進(jìn)而，提供具有高安全性及穩(wěn)定性的電力系統(tǒng)對支撐電力平穩(wěn)供給具有重要意義，并且也能夠為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障。確保電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)作要求更高水平的檢測技術(shù)，以及時精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的問題，進(jìn)而避免事故的發(fā)生，影響電力的正常安全供給?，F(xiàn)在的電力設(shè)備對電能質(zhì)量的要求較高，特別是一些精密的電子設(shè)備，隨著集成電路和電力電子技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)中的諧波問題受到了很大的影響。電力系統(tǒng)中的諧波會造成多種危害，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。高次諧波產(chǎn)生的原因是電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載引起電壓和電流的畸變，以及電力系統(tǒng)中的非線性功率電子設(shè)備就可以作為諧波源進(jìn)行分析，在電力系統(tǒng)向非線性性負(fù)載進(jìn)行提高電能的同時，非線性負(fù)載也能量的輸送、轉(zhuǎn)換和接受的過程中使用基波能量生成諧波能量，并返給電力系統(tǒng)，這些設(shè)備包括電能輸送的變壓器、進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換交直流換流器，使用電能的電弧爐等。電力系統(tǒng)中的輸入諧波電流，由于電網(wǎng)中的輸電設(shè)備和線路對諧波電流會產(chǎn)生一定的阻斷作用，形成諧波電壓降，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)中產(chǎn)生不良的諧波電壓，使正弦波電壓出現(xiàn)畸變，對電力系統(tǒng)形成強(qiáng)電磁干擾的正常高效運(yùn)行產(chǎn)生威脅，而且會對電力系統(tǒng)中外部電氣系統(tǒng)造成污染，影響電力系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備和外部用電負(fù)載的安全。所以對電網(wǎng)諧波電流的檢測進(jìn)行研究對電網(wǎng)中的諧波控制和治理具有重要的意義。1.2電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的原因及其危害諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力系統(tǒng)中某些設(shè)備和負(fù)載的非線性引起的波形失真，即外加電壓和產(chǎn)生的電流之間的非線性(比例)關(guān)系。當(dāng)電力系統(tǒng)向非線性設(shè)備和負(fù)荷供電時，這些設(shè)備或負(fù)荷傳輸(如變壓器)、轉(zhuǎn)換(如交直流變換器)和吸收(如電弧爐)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)提供的基波能量，一些基波能量轉(zhuǎn)換成諧波能量，大量高次諧波被送回系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)的正弦波失真，降低電能質(zhì)量。電網(wǎng)諧波主要來源于以下三個方面：（1）發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波由于三相繞組難以達(dá)到絕對對稱，鐵芯也難以達(dá)到絕對均勻等原因，供電時會產(chǎn)生一些諧波，但一般很少。（2）輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波由于變壓器鐵芯的飽和和磁化曲線的非線性，在設(shè)計變壓器時考慮到經(jīng)濟(jì)性，在磁化曲線的近飽和部分選擇變壓器的工作磁密，導(dǎo)致磁化電流尖峰，從而產(chǎn)生奇次諧波。它的大小與磁路的結(jié)構(gòu)和磁芯的飽和度有關(guān)。鐵心飽和度越高，變壓器工作點(diǎn)偏離線性越遠(yuǎn)，諧波電流越大。三次諧波電流可達(dá)額定電流的0.5%。（3）用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波晶閘管整流裝置，由于晶閘管整流器在電力機(jī)車、電解池、充電裝置、開關(guān)電源等許多方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了許多諧波。正如我們所知道的，晶閘管整流器采用移相控制，從電網(wǎng)上吸收一個缺口的正弦波，從而使電網(wǎng)上留下另一個缺口的正弦波，從而使電網(wǎng)上留下另一個缺口的正弦波，顯然，在殘余的諧波中有很多。如果整流器為單相整流器，則感性負(fù)載連接時會產(chǎn)生奇次諧波電流，3次諧波含量可達(dá)基波的30%；電容性負(fù)載連接時，電壓中含有奇次諧波，其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流器是三相全橋六脈波整流器，則變壓器和電源線的一次側(cè)含有5個或更多的奇次諧波電流；如果是十二脈波整流器，也會有十一個或以上的奇次諧波電流：整流器產(chǎn)生的諧波占全部諧波的近40%，是諧波的最大來源。在電弧爐中冶煉，和電石爐中，電爐的三相電極在加熱原料的同時難以接觸到不均勻的爐料，使燃燒不穩(wěn)定，引起三相負(fù)荷不平衡，產(chǎn)生諧波電流，通過變壓器的三角形線圈進(jìn)入電網(wǎng)。其中以27次諧波為主，平均可達(dá)基波的8%ー20%，最多可達(dá)45%。氣體放電式電光源。熒光燈、高壓水銀燈、高壓鈉燈及金屬鹵化物燈均屬氣體放電型電光源。通過對這種光源伏安特性的分析和測量，可以看出它的非線性非常嚴(yán)重，有些還具有負(fù)伏安特性。家用電器、電視機(jī)、錄像機(jī)、電腦、調(diào)光燈、溫度炊具等，由于穩(wěn)壓和整流裝置的存在，會產(chǎn)生深度的奇次諧波。在洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)等卷繞設(shè)備中，由于電流不平衡的變化也能改變波形。這些家用電器，雖然功率小，但大量的諧波是主要來源之一。變頻裝置、變頻裝置常用于風(fēng)機(jī)、水泵、電梯等設(shè)備中，由于采用相位控制，諧波成分非常復(fù)雜，除了包括整數(shù)次諧波外，還含有分?jǐn)?shù)次諧波，這類裝置的功率一般較大，隨著變頻調(diào)速的發(fā)展，越來越多的諧波被引入電網(wǎng)。電網(wǎng)諧波的危害主要體現(xiàn)在以下4個方面：（1）諧波對旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器的主要危害是附加損耗和熱量的增加，此外，諧波還會引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器的振動和噪聲，長時間的振動會引起金屬疲勞和機(jī)械損傷。 （2）諧波對傳輸線的主要危害是造成附加損失。（3）諧波會引起系統(tǒng)電感和電容的諧振，使諧波放大。當(dāng)諧波引起系統(tǒng)諧振時，諧波電壓升高，諧波電流增大，造成繼電保護(hù)和自動裝置誤動，損壞系統(tǒng)設(shè)備(如電力電容器、電纜、電動機(jī)等)，造成系統(tǒng)事故，威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。（4）諧波會對通信設(shè)備造成干擾，增加功率損耗(如線損)，使無功補(bǔ)償設(shè)備無法正常運(yùn)行，給系統(tǒng)和用戶帶來危害。1.3電網(wǎng)諧波檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對諧波最開始研究的是德國，本文主要研究了變流器引起的電流波形畸變，提出了諧波的概念。上個世紀(jì)中葉，隨著大量的電力電子設(shè)備的出現(xiàn)和使用，在電力系統(tǒng)中造成了大量的諧波，從此諧波的檢測與控制成為一個重要課題和研究方向。諧波抑制與控制的前提是能夠檢測出電力系統(tǒng)中的諧波，包括諧波的具體參數(shù)和產(chǎn)生的原因，諧波檢測是整個研究的前提條件。國外對諧波的研究較早，在研究水平和技術(shù)也高于國內(nèi)的研究和技術(shù)水平。國外一些專家早先提出了一種復(fù)小波轉(zhuǎn)換分析的信號諧波電流檢測方法，并可以在matlab軟件中進(jìn)行分析，利用軟件可以生成暫態(tài)諧波電力信號數(shù)據(jù)庫，在分析諧波數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對檢測算法進(jìn)行訓(xùn)練，并利用復(fù)小波轉(zhuǎn)換分析信號諧波電流檢測方法的精度進(jìn)行了分析。后來，有學(xué)者提出了一種自適應(yīng)并聯(lián)混合型有源濾波器諧波檢測方法，該方法能有效地檢測出畸變源的諧波成分，并對負(fù)載引起的諧波進(jìn)行補(bǔ)償?；诖翱诟道锶~變換和動態(tài)相量結(jié)合的諧波檢測方法可以利用相關(guān)的修正系數(shù)，結(jié)合沃爾什變換可以對電能質(zhì)量進(jìn)行評估。我國在諧波檢測的研究上要比國外晚，但是近年來隨著我國電力系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展，我國的學(xué)者和相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)也對電流諧波的抑制和檢測已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。中國學(xué)者劉政、陳俊等提出了一種結(jié)合小波變換的諧波檢測與分析策略，可以提取諧波特征和低頻穩(wěn)態(tài)信號，提高高頻非穩(wěn)態(tài)信號的處理能力，準(zhǔn)確檢測諧波衰減因子，并對整個系統(tǒng)的諧波進(jìn)行研究。李生虎等人研究了諧波檢測算法。提出了基于rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測方法，并與bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了比較，提高了檢測算法的實時性?，F(xiàn)階段國內(nèi)外在諧波的檢測上還有一定的問題，需要結(jié)合電網(wǎng)的實際運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行的要求，對電力系統(tǒng)中的諧波檢測點(diǎn)進(jìn)行配置，并將人工智能的檢測方法應(yīng)用到諧波檢測中，提高諧波檢測的智能化和自動化水平。參考文獻(xiàn)[1]胡智宏,呂志斌,李少軒,等.基于瞬時無功功率理論諧波檢測算法的優(yōu)化[J].電工技術(shù),2019,491(05):26-29.[2] 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