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摘 要

在这个科学技术不断推久出新，日新月异，快速发展的时代。因为工业生产以及社会发展的需要，大规模的非线性电力装置已经被使用到不同的电力供应部门中，同时也造成了各个电网里面谐波所占比例不断增多。电力系统中的谐波时刻干扰威胁着电气设备的正常运行。

本文首先阐述了国内外所掌握的各种不同的电力谐波的控制技术，在简单的了解和分析了电力系统谐波产生的所需的条件极其特性后，讲述了什么是谐波，谐波产生的具体原因以及所造成各种危害。接着分析了当前各种不同治理电力谐波的技术的优点与缺点，进而通过matlab来进行三次谐波治理的仿真运行。此次仿真运行具体地展现了治理三次谐波的过程，形象地体现了在进行谐波治理前谐波造成的危害，有效的说明了谐波治理的可行性和必要性。

关键词:电力谐波;谐波治理;仿真运行

Abstract

In this science and technology is constantly pushing new, rapid and rapid development of the era. For industrial production and the need of social development, the large-scale nonlinear power devices have been used to the different power supply department, at the same time also caused each grid harmonic proportion inside growing. Harmonic interference in power systems threatens the normal operation of electrical equipment.

This paper first expounds the domestic and foreign have various electric power harmonic control technology, the simple understanding and analyzes the harmonic of power system and the required conditions extremely characteristic, tells the story of what is harmonic, and caused a variety of specific reasons and harms of the harmonic. Then it analyzes the advantages and disadvantages of the current technologies of different power harmonics, and then carries on the simulation operation of three harmonics governance through matlab.The simulation run concretely shows the governance process of three harmonic, vividly reflected in before the damage of harmonic, harmonic governance effective shows the feasibility and necessity of harmonic governance.

Key words: electric harmonic; Harmonic management; The simulation run

目录

摘要 I

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3本文的主要工作 2

第二章 电力系统谐波 3

2.1 谐波的概念 3

2.1.1 谐波的定义 3

2.1.2 谐波的数学表达 3

2.1.3 谐波的标准 4

2.2 谐波的产生 4

2.3 谐波的危害 5

第三章 电力谐波测量技术 8

3.1 基于模拟带通或带阻滤波器的检测法 8

3.2 基于傅里叶功率概念的检测方法 8

3.3 基于频域分析的Fryze变换检测法 8

3.4 基于小波变换的谐波检测方法 9

3.5 基于神经网络的测量方法 10

第四章 谐波抑制分析 11

第五章 三次谐波治理的仿真分析 13

5.1 仿真电路及主要参数 13

5.2 仿真结果及分析 15

第六章 总结 18

致谢 19

参考文献 20

绪论

引言

随着中国国力的不断增强，工业生产和人民日常生活的用电量的需求大大提高，大量的非线性用电设备被投入使用，随着越来越多的非线性用电设备的使用，由非线性用电设备所产生的谐波也越来越多，在电网中的比重也越来越大。对电力系统的正常运行的威胁也越来越严重。电气设备时刻遭受着谐波的危害，谐波会降低电能的质量，使电气设备的使用效率降低，使电气设备发烫发热，损害绝缘层，降低使用寿命，严重的甚至会发生事故。谐波对电力系统的主要危害在于它能引起电力系统内局部发生并联或者串联谐振，从而导致大量的谐波被释放，导致损坏电力设备。它还能使设备内部的装置发生误动作，从而导致局部电力系统甚至整个电力系统发生混乱以致发生故障。介于谐波所造成的严重危害，对谐波的治理和分析是一个极其有意义的课题。

国内外研究现状

1. 国外研究现状

自上世纪结束时，交流电被广泛的运用于各个领域，随着时间的推移，使用交流电的问题也接踵而至，人们发现电流和电压在使用的过程中会发生畸变，进而开始对其原因进行分析并研究其具体的解决方法。

大约在五六十年代的时候，因为电力电子技术发展的十分迅速，被运用的十分广泛，谐波所造成的危害十分突出，尤其是由高压直流输电技术所引起的问题，造成的危害十分大，范围极其广。所以当时国外的专业人员针对谐波展开了研究。

直到本世纪，因为变频器、整流装置等不同类型的电力电子设备的大规模使用，导致谐波带来的影响不断增大，以至于所有国家针对电网谐波方面的探究彻底跨越了传统电力系统的范围，还牵涉至电学理论、电网理论、数字量信号转换、电脑技术、控制理论以及控制方法等别的学科，还构建出独特的一系列专门的理论结构、研究手段、测量控制技术、限定规范以及操作机制^[1]。最初阶段，西方发达国家中法国的电力协会首先发现了谐波干扰的问题，同时于有关的“电力系统安装规范—涉及电网工作特性”条文里面说明在单个用电设备具有公共连接点运行过程中的限定值。并且德国也制定了“有关电网干扰的评估规范”，指出在低压电网当中谐波的允许范围。随后英国也制定了基于降低电力系统夹杂谐.波的具体范围,接着又完善了这个标准,随后逐步形成了工业领域的统一标准，这个标准使用到现在。随后美国的电气及电子协会对于工业生产领域特别出台了“有关电力系统谐波控制的标准及推行意见”,这里面给出了对于电网中性点谐波电压允许范围以及非线性用电设备谐波电流的允许范围，同时在1896对谐波的限定值进行统一。这些年来，国际上电力领域的有关国际协会和组织大量的先后设立专门针对谐波治理问题的部门。同时还给出了有关电力领域有效限制谐波的各种标准。从1983年之后，每隔2年便召集讨论谐波的国际性会议(ICHPS)^[2]，这个过程中为全球范围的谐波交流创造了自由讨论的平台，以便促进对于电力谐波进一步的进行研究。

1. 国内研究现状

我们国家对于有源电力滤波器领域的有关探究，是除了美国及英国之外，在学术领域以及工业领域引起关注的国家，同时在这方面进行了有效的投入，可是与那些电力技术先进国家比较来说仍然存在很大的差距。我们国家自1990之后，便开始大规模使用硅整流设备，特别是在铁路运输实现电气化的过程中，有效的促进了这种技术的创新及发展。并且钢铁、石化、冶金、机械加工等自动化行业发展速度更是特别的快。目前我们国家因为电网里面的非线性负载非常大，其中的谐波已经超出了规定的范围，对负荷过大，谐波已大大超过了标准，对于用电设施的安全以及运行成本方面构成了威胁。所以，我们国家大部分研究部门以及生产企业中，部分大学里面均逐步实施了对于消除谐波问题的探究，同时也取得了一定的成绩。

可是，我们国家对于有源电力滤波器领域的探究仍然处于入门阶段，发展到1989年方才出现了这方面的有关研究文献。我们国家有关APF方面的探究大都侧重于混合型、并联型领域，对于串联型领域也出现了一定的探究。这里面较为领先的为并联型，大致是侧重于理论与实际的研究。最开始我国的质量监督部门在其他行业制定的《电力系统谐波管理暂行规定》规范之上，探究了有关电能质量领域，针对我国的具体情况，制定了《电能质量公用电网谐波》以及《电能质量.电压波动和闪变》这两个规范。在1991年华北电力大学与钢研所共同设计出适合380伏特3相系统的33千伏安双极面结型(BJT)的这种电压型滤波器；也是这一年，王良教师设计了3千伏安的无功与谐波的动态补偿设备；借助将各种技术进行综合运用，西安交大设计了一个120千伏安的并联型有源滤波器的实验装置。还有就是，其他国内著名的高等院校都就APF技术进行了有效的理论探究，因为很大环节的限制，我们国家在有源滤波技术方面仍然处于探索阶段，仅仅是个别的设备实现了应用。

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