有源电力滤波器的谐波检测研究

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有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用

有源电力滤波器（APF）在谐波治理中应用【摘要】随着电力电子技术的飞速发展，大量非线性负载广泛应用，谐波污染问题逐渐受到了高度重视，做为治理谐波最有效的方案——有源电力滤波器（APF）成为了国内外研究热点。

本文通过对谐波的产生原因与危害、波抑制与无功补偿和APF的基本工作原理及发展应用，简要阐述APF在谐波治理中的应用前景。

【关键词】谐波;有源电力滤波器;应用一、谐波研究背景当代世界电力工业中，几乎都采用交流供电方式。

在理想情况下，电源以单一且固定频率（50HZ或60Hz）向电网提供正弦变化的电压。

电网可以视为一个线性系统，系统中各个点的电压，电流会和电源有相同频率的正弦变化，这些电气量只存在幅值和相位的不同。

但随着电力电子技术的发展，电力系统中非线性负荷快速增加，实际系统已经不能近似为理想系统，直接的表现形式就是电压、电流出现了波形的周期性畸变。

从频域分析的角度就是说，这些电压，电流的波形之中不仅包含了与电源相同频率的基波正弦分量，还有一系列频率是基波频率整数倍的高频正弦分量。

这些高频分量统称为电力系统谐波，当电力系统中谐波含量过高时，也可以说存在较重的谐波污染时，电网的安全性和可靠性将会受到威胁，而传统的理论或方法（如正弦电路向量分析法等）也无法应用。

因此，电力谐波已经成为世界各国政府，科学界广泛关注的问题，谐波的研究是很有意义的。

二、谐波产生原因与危害随着我国改革开放的不断深化，现代电力电子变换技术产品等非线性负载的普及应用，一方面是科技发展的表现，另一方面却对电网产生了诸如谐波含量和无功功率增高的不利影响，这使得电网污染成为日益突出的严重问题，因此需要“实施绿色电力电子、打造绿色电网”，就必须首先解决电网污染的这个难题。

根据相关的电路知识，负载的电流与加在两端的电压不呈线性关系，从而形成了非正弦的电流，这些非正弦的电流中就包含有谐波，所以可以得出结论：非线性负载是产生谐波的根本原因。

关于电网中谐波的来源，可以概括为以下三个方面：（一）由于发电源质量问题从而产生谐波，这是因为在制作发电机内部的三相绕组时，几乎不可能做到绝对对称，同样发电机内部的铁心也不会绝对的均匀一致。

有源电力滤波器(APF)在谐波治理中的应用

有源电力滤波器(APF)在谐波治理中的应用摘要：现如今我国整体经济增长不断加快，社会对电力的需求一直在增加，使得电网的覆盖面积也在持续扩大，从而导致各种不同的运行问题出现。

其中，谐波便是常见的一类影响因素，电网在运行的时候，其会产生强烈的破坏，若情况严重，还会引发安全事故。

因此，这些年部分工作人员就开始尝试使用有源电力滤波器(APF)进行处理，降低其造成的影响。

本篇文章主要介绍了APF设备，探讨了谐波出现的原因和带来的危害，分析了APF在谐波治理中的应用，并对于治理案例发表一些个人的看法。

关键词：有源电力滤波器；谐波治理；实际应用引言：在西方发达国家中，APF的应用率非常广，使得电网的供电水平有了明显上升，特别是对于谐波的治理。

这些年中，我国工业化水平也有了显著进步，谐波逐渐成为影响正常用电的基础问题，对我国工业发展的阻碍明显。

因此，相关工作人员同样可以尝试使用APF，对谐波予以控制，将其造成的损害降到最低。

一、APF的概念所谓APF（有源电力滤波器），源自于英文词组Active power filter，指的是一类能够对谐波产生抑制且实现无功补偿目标的电子设备。

基于各类不同的谐波，该设备可以快速进行跟踪并予以补偿。

之所以称作有源，主要是相比无源LC滤波器，其只能被动完成吸收，且对于谐波本身的频率以及大小有所限制。

二、谐波出现的原因和带来的危害（一）谐波出现的原因1.电源质量的原因发电机在实际发电的时候，由于三相绕组的设计很难做到完美对称，因此就会有谐波出现。

不仅如此，发电机里面绝大多数芯片也不能保证足够均匀，所以同样有概率在运行时造成大量谐波产生。

2.配电网的原因在配电网以及输电网内部通常会设置多个变压器，而变压器在实际运行的时候便会形成大量谐波，从而使得配电网以及输电网的正常工作受到影响，出现运行方面的问题。

3.用电设备的原因电网中的多数用电设备都有非线性负载的情况，在日常运行的时候，就会形成大量谐波，从而使得用户的正常用电受到严重干扰。

有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用

有源电力滤波器（APF）在谐波治理中应用三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要APF;APF有并联型和串联型两种，前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。

本文作者研究了有源电力滤波器（APF）在谐波治理中应用。

标签：有源电力滤波器;谐波治理;应用0、引言有源电力滤波器（APF：Active power filter）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。

1、有源电力滤波器的工作原理有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

可以同时滤除多次及高次谐波，滤除率高达95%以上，且不会引起谐振。

有源滤波器APF通过外部电流互感器CT，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分。

然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流，实现滤波功能。

APF的内部框架图如图1所示。

2、有源滤波和谐波治理的关系对供电系统中周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。

它实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。

向供用电网注入谐波电量或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。

在一些工业和商业的电力供应系统中，在额定负荷范围内，有时发生补偿电容器或熔断器频繁发热烧毁、一些测控元件或控制保护设备产生异常误差或误动作、负荷开关失控、生产工艺或产品质量不稳定等原因莫名故障或事故，其实这些问题的最大的起因就是谐波的存在。

有源电力滤波器电压谐波检测器的设计与仿真毕业论文

摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1谐波问题的背景及研究现状 (1)1.1.1谐波问题的提出 (1)1.1.2谐波研究的现状 (1)1.2谐波治理的意义 (3)1.2.1谐波的概念及来源 (3)1.2.2谐波的危害 (3)1.2.3谐波治理的意义 (4)1.3谐波治理的措施 (5)1.3.1无源电力滤波器 (5)1.3.2有源电力滤波器 (6)1.4有源电力滤波器的谐波电压检测技术及其发展 (6)1.41模拟带通滤波器谐波电电压检测方法 (6)1.42检测意义 (7)1.5论文的主要工作 (7)第二章有源电力滤波器的工作原理与结构 (8)2.1有源电力滤波器的基本原理 (8)2.2有源电力滤波器的拓扑结构 (9)2.2.1串联型有源电力滤波器 (9)2.2.2并联型有源电力滤波器 (10)2.2.3混合型有源电力滤波器 (11)2.3有源电力滤波器的主电路 (11)2.3.1主电路形式 (11)2.3.2主电路的工作原理 (12)2.4有源电力滤波器的驱动电路 (12)第三章max261介绍 (14)3.1引言 (14)3.2内部滤波器单元结构 (14)3.21MAX261可编程滤波器主要特点 (15)3.22max261引脚介绍 (16)3.3滤波器工作模式选择 (16)3.4本章小结 (17)第四章电压谐波检测器的原理结构 (18)4.1电压谐波检测器的结构 (18)4.2AD204介绍 (18)4.21AD204应用 (19)第五章研究与仿真 (21)5.1研究 (21)5.2实验 (22)5.3本章小结 (23)参考文献 (25)致谢 (26)摘要近年来，变频器、开关电源、UPS、整流器等装置的日益普及，提高了电网运行的经济效益，但同时也造成了严重的谐波污染。

治理谐波污染、抑制谐波源谐波注入电网，维护电网绿色环境是当前研究重点之。

有源电力滤波器是一种新型的电力电子装置，可以对电力系统中的谐波进行补偿。

电力系统中的谐波监测与滤波技术研究

电力系统中的谐波监测与滤波技术研究电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，在供电过程中可能会产生谐波现象，进而影响供电质量和设备的正常运行。

因此，对电力系统中的谐波进行监测与滤波技术的研究具有重要的意义。

本文将围绕电力系统中的谐波监测与滤波技术展开探讨和研究。

首先，我们来了解一下什么是谐波。

谐波是指信号中频率是基波频率的整数倍的分量，例如基波频率为50Hz的电力系统中，2倍频率就是100Hz的二次谐波。

谐波的产生是由于各种非线性负载对电网的影响，如电弧炉、调光器等。

谐波的存在会导致电压和电流的畸变，进而引起电网设备的损坏和电能的损耗，影响电力系统的稳定运行。

为了监测电力系统中的谐波，可以采用各种谐波监测技术。

其中，最常用的是谐波监测仪。

谐波监测仪是一种专门用于测量电力系统中各次谐波含量的仪器。

它可以通过电流与电压的采样，运用傅立叶变换等算法，将信号转换为频谱图，进而分析和确定谐波的类型和大小。

谐波监测仪具有高精度、高灵敏度和较大的测量范围等优点，可以帮助工程师全面了解电力系统中的谐波情况，并采取相应的措施进行处理。

与谐波监测技术相应的是谐波滤波技术。

谐波滤波技术的主要目的是通过滤除电力系统中的谐波成分，恢复电流和电压的纯正波形，并改善电力系统的供电质量。

谐波滤波器是实现谐波滤波技术的关键设备。

谐波滤波器根据谐波的类型和大小，采用不同的滤波电路和滤波器元件，通过串联或并联的方式与电力系统相连，使谐波通过滤波器绕过负载而流回电网中，从而达到滤波的效果。

在实际的工程应用中，电力系统中的谐波监测与滤波技术的研究具有一定的挑战和难度。

首先，电力系统中的谐波是非线性负载引起的，负载的变化会带来谐波产生频率的变化和谱中谐波含量的不确定性，这为谐波监测和滤波技术的研究带来了一定的复杂性。

其次，电力系统中的谐波会通过传输线和变压器等电力设备相互传递和耦合，需要考虑传输和耦合效应对谐波监测和滤波技术的影响，提高系统的抗干扰能力。

并联有源电力滤波器两种谐波检测方法的研究

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｉｆｌｔｅｒ（ＡＰＦ）；ｈａｒｍｏｎｉｃｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｈｅｏｙｒｏｆＰ — ｉ口；ｇｒｉｄ — ｓｉｄｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ
中圈分类号：ＴＭ７１２文献标识码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｗｏＳｏｒｔｓｏｆＳｈｕｎｔＡｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＦｌｉｔｅｒＸＵＺａｉ－ｄｅ，ＦＡＮＲｕｉ－ｘｉａｎｇ，ＲＯＮＧＣａｉ－ｘｉａ，ＨＵＡＮＧＹｉｎｇ２
ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥ２０１４Ｖｏ１．４４Ｎｏ．２
电气传动２０１４年第４４卷第２期
并联有源电力滤波器两种谐波检测方法的研究
徐在德 ‘ ，范瑞祥。，荣彩霞，黄瑛（１．江西省电力科学研究院电网技术中心，江西南昌３３００９６；
ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｃｉｎａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｎａｃｈｎａｎｇ３３００９６，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆ
。
且更为简单实用，并在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下，对两种谐波检测方式的有源电力滤波器进行了仿真分析比较，

有源电力滤波器谐波电流检测方法的研究

电气传动 2015 年第 45 卷第 3 期
谷雪连，等：有源电力滤波器谐波电流检测方法的研究
幅度［7］，以及原始信号基波幅度与初相角的关系，即得原始信号基波的有功分量。另外，此法也可检测谐波分量。计算结果和仿真效果证明了该算法的有效性。
流i L 的基波幅值a1以及计算所得序列i1的基波幅值 V1f 与预设的基波幅值V m 共同带入式（7），可得原
基于瞬时无功理论的 p-q 法、 ip-iq 法不但适
波污染问题变得日益突出。进行常用的治理谐波技术手段均要求能够精确测量基波或谐波信号。在有源滤波器中，消除负载谐波电流与无功电流需要精确测量负载电流瞬时基波有功分量值，再根据检测到的瞬时基波有功分量值计算得到补偿电流，同时驱动补偿电路工作。目前检测电流基波有功/无功分量的常用方法有基于快速傅里叶变换的算法，基于瞬时无功小波变换的算法等
2 谐波电流检测方法
2.1 基波有功分量的检测假设系统电压为无畸变的正弦信号 U sin(ω1t)，采样的原始电流信号为i L ，如下式： i L = a1 sin(ω1t + ϕ1) + a 2 sin(ω 2 t + ϕ 2) + + a n sin(ω n t + ϕ n)
= å a k sin(ω k t + ϕ k )
Research on the Harmonic Current Detection Method of Active Power Filter （School of Optical⁃electrical and Computer Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

谐波是怎么产生的呢？有源电力滤波器又如何来抑制这些谐波呢？

谐波是怎么产生的呢？有源电力滤波器又如何来抑制这些谐波呢？安科瑞王志彬2019.03随着电力电子技术的发展和广泛应用，电力系统中非线性负载日益增多，如整流器、变频器、UPS、家用电器及计算机等。

这些非线性负载会产生谐波电流并注入到电网中，使电网中的电压波形产生畸变，从而造成电网的谐波“污染”。

另外，冲击性、波动性负载，如电弧炉、焊接设备等，在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，危害电网的安全运行公用电网中的谐波主要是由各种电力电子装置、变压器、发电机、电弧炉、荧光灯等产生的。

在电力电子装置大量应用之前，主要的谐波源电力变压器的励磁电流，其次是发电机。

在电力电子装置应用之后发电机成为主要的谐波源。

有源电力滤波器（APF），原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相同极性相反的补偿电流。

这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪的补偿。

且不受电网阻抗的影响。

是目前市场上抑制谐波，消除谐波的最理想产品安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备（大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。

对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。

谐波是电能质量的重要指标。

1.2谐波的危害●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

●谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等；使变压器局部严重过热；使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。

●引起电网谐振，使得谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器和电抗器烧毁。

有源电力滤波器中谐波电流检测的研究

ＡｂｔａｔＴｄｐｔｑｍｅｈｄｂｓｄｏｔｎａｅｕｓｒａｔｅｐｗｅｅｒａｒｅｕａｍｏｉｓｔｓ，ｓｇＴＭＳ３０２２ｃｐａｅｓｒｃ：ｏａｏｔｏａｅｎｉａｔｎｏｅｃｖｏｒｔｏｙｃｒｉｓｏｔｈｒｎｃｔｕｉｉｎｓｉｈｅｎ２Ｆ８１ｈｉｓｔｈｐｏｅｓｒｏｃｉｅｐｗｅｌｒｃｒｉｓｏｔｄｓｇｔｙｆｒｌｗａｓｆｔｒｗｈｃａａｔｏｅｃｌｕａｉｎｍｅｏＥｐｒｍｅｔｌｅｕｔｒｃｓｏｆａｔｏｒｆｔ，ａｒｅｕｅｉｎｓｖｉｅｕｄｏｏｐｓｌｅｉｈｈｉｉｓｍｐｃｎｔａｃｌｔｏｔｄ．ｘｅｈｈｉｎａｓｌｒｓ
入ＤＰＳ进行ＡＤ样，然后ＤＰ三相负载电流／采Ｓ将进行３２／变换，使得基波正序分量变成直流分量，不对称分量和谐波分量都变成交流量。经过数字低通滤波器ＬＦＰ提取出直流分量、，然后经
数字滤波器的动态响应快，延时尽可能的小，这使
１基于瞬时无功功率的谐波检测
采用基于瞬时无功功率理论的。法，该方一。
法简单易行，性能良好，运算量相对较少，最大的
特点是不需要检测三相电网的电压，只需Ａ电网相电压同相位的正弦信号Ｓ（）ｎｔ和对应的余弦信号ｉＣ（）０ｔ。因此，在电网电压发生畸变的情况下也Ｓ能准确检测出高次谐波电流。其相应的电路原理框

数字式有源电力滤波器谐波检测和控制方法研究

1
重庆大学硕士学位论文
1
绪
论
装置，因此有一定的局限性；被动型，即外加滤波器，比如在电力系统中加 LC 滤波器，或在装置的电网侧加有源滤波装置等，这种方法则适用于各种谐波源和低功率因数设备，并且方法简单，已得到广泛应用。装设谐波补偿装置的传统方法是采用 LC 调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率，而且结构简单，一直被广泛使用。其主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大致使 LC 滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果也不甚理想。尽管如此， LC 滤波器仍是当前补偿谐波的最主要手段。目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器（Active Power Filter，简称 APF）。有源电力滤波器也是一种电力电子装置，其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波装置能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，因而受到广泛的重视，并且已在日本等国获得了广泛应用[4,13]。
1.3 APF 的研究现状和数字化控制趋势
有源电力滤波器是用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，可以弥补无源滤波器的缺点，获得比无源滤波器更好的补偿特性，是一种理想的补偿谐波装置。近年来随着电力电子技术、控制技术和数字信号处理技术的发展，特别是 GTO、 IGBT 等自关断器件的出现和高性能 DSP 芯片的应用，有源电力滤波器已经进入实用阶段，在欧美一些国家和日本已经开始大量使用有源电力滤波器来补偿电网中的谐波，以提高电能的质量。我国在有源电力滤波器方面的研究起步比较晚，直到 1989 年才见到这方面的文章

电力系统中的谐波检测与有源电力滤波技术研究

电力系统中的谐波检测与有源电力滤波技术研究引言电力系统在供应电能的同时也可能导致一些潜在问题，其中之一就是谐波的产生。

谐波是指电力系统中频率为整数倍于基波频率的电压和电流分量。

这些谐波分量的产生源于非线性负载，如变频器、电子设备和光伏逆变器等。

谐波的存在会导致电网的不稳定、设备的损坏以及对用户的影响。

因此，谐波检测和有源电力滤波技术在电力系统中起着至关重要的作用。

谐波检测的方法为了探测和分析电力系统中存在的谐波，工程师们使用了多种谐波检测方法。

1.电流传感器法：电流传感器法是一种常见的谐波检测方法，通过将电流传感器连接到电力系统的电路中实时检测电流。

这种方法可以精确地测量电流的幅值和相位，从而确定谐波的存在和大小。

然而，由于电流传感器的成本较高，使得该方法在实际应用中受到了一定的限制。

2.电压传感器法：电压传感器法与电流传感器法类似，利用电压传感器实时测量电网中的电压。

通过比较电网中的电压和基波电压，可以确定谐波分量的存在。

然而，电压传感器的安装位置对检测结果有一定的影响，因此在实际应用中需要谨慎选择。

3.频谱分析法：频谱分析法是一种基于傅里叶变换的谐波检测方法，将电流或电压波形转换为频谱图，并通过分析频谱图中的谐波分量来判断谐波的存在。

这种方法能够准确地测量谐波的频率、幅值和相位，但需要高精度的测量仪器和复杂的算法，因此在使用上存在一定的技术门槛。

有源电力滤波技术有源电力滤波技术是一种有效降低谐波影响的方法，并且可以通过逆变器灵活地控制谐波的消除。

有源电力滤波器由电源逆变器和电力滤波器两部分组成。

1.电源逆变器：电源逆变器通过使用可控硅元件或MOSFET等器件，将电力系统中的直流电能逆变成交流电能。

逆变器可以根据电力系统中的谐波分布情况和用户需求灵活地调节产生的反谐波。

同时，逆变器还可以提供无功功率补偿功能，帮助减小系统的功率因数。

2.电力滤波器：电力滤波器是由电感器和电容器等元件组成的滤波电路，可以消除电力系统中的谐波分量。

电力系统谐波检测与分析方法研究

电力系统谐波检测与分析方法研究引言：电力系统中的谐波问题一直是一个引发关注的重要议题。

谐波是电力系统中的一个普遍存在的问题，它来源于非线性负载和谐波产生设备。

随着电子设备的普及和复杂化，谐波问题对电力质量和设备的正常运行产生越来越大的影响。

因此，电力系统谐波检测与分析方法的研究具有重要的实际意义。

1. 谐波检测方法1.1 采集数据为了进行谐波分析，首先需要采集谐波数据。

目前，常用的方法有两种：直接测量和间接测量。

直接测量方法是通过安装具有谐波分析功能的仪器进行现场测量。

这种方法的优点是准确性高，能够直接采集原始波形数据，可以观察到谐波的详细特征。

然而，直接测量方法的缺点是成本高昂且不适用于长期在线检测。

间接测量方法是通过采集电力系统中的其他参数间接推断谐波情况。

例如，可以通过检测电流或电压波形的畸变程度来判断谐波的存在。

这种方法的优点是成本低廉且适用于在线检测，但无法获取准确的谐波波形数据。

1.2 谐波分析方法谐波分析是对采集到的谐波数据进行处理，并进一步分析谐波的来源和影响。

常用的谐波分析方法包括时域分析、频域分析和小波分析。

时域分析是通过观察波形时间序列中的谐波成分来判断谐波问题。

时域分析可以直观地展示谐波的幅值和相位关系，但无法提供频率和频谱信息。

频域分析通过将时域波形转换为频域信号，利用傅里叶变换等数学方法得到波形的频率和幅值信息。

频域分析能够精确获得谐波分量的频率和幅值，但无法提供时间域的波形信息。

小波分析结合了时域分析和频域分析的优势。

通过小波变换，可以同时获取时域和频域的信息，能够更全面地分析谐波问题。

2. 谐波分析结果与效果评估谐波分析的结果需要进行效果评估，以判断谐波对电力系统的影响程度和采取相应措施的紧迫性。

2.1 谐波影响评估谐波的影响主要体现在两个方面：对电力系统设备的损坏和对电力质量的影响。

对设备的损坏主要表现为增加了设备的能量损耗和导致设备寿命缩短。

例如，变压器中的谐波电流会产生导磁损耗和铜损耗，使变压器温升增加，进而影响设备的使用寿命。

电力系统中的谐波分析与滤波器设计

电力系统中的谐波分析与滤波器设计谐波是指在电力系统中产生的与基波频率不同的周期性波动。

在电力系统中，各种电力设备和负载会引入谐波，导致电网中出现频率不是50Hz（或60Hz）的电压和电流波形。

谐波对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成了许多不利影响，因此谐波分析和滤波器设计是电力系统工程中的重要环节。

谐波分析是指通过测量、分析和评估电网中的谐波含量和频率，以便减少谐波对系统的负面影响。

谐波分析的第一步是进行谐波测量。

常用的谐波测量设备包括数字式谐波分析仪、示波器和功率质量分析仪。

这些设备能够测量电压和电流波形，并计算出各阶谐波的含量和相位。

通过对谐波分析结果的评估，可以确定系统中谐波问题的严重程度和主要源头。

在谐波分析的基础上，根据实际情况设计合适的滤波器是解决谐波问题的关键。

滤波器是一种能够滤除谐波波形的设备，其作用是在电网中引入合适的阻抗来抑制谐波的传输与扩散。

谐波滤波器的设计需要考虑电力系统的频率及其谐波频率、电源类型、负载特点、系统容量以及谐波抑制要求等因素。

谐波滤波器通常分为无源滤波器和有源滤波器两类。

无源滤波器主要由阻抗元件组成，如电感、电容和电阻。

它们被设计为在特定的谐波频率上具有较高的阻抗，以便吸收或反射谐波电流。

有源滤波器则利用电子器件（如晶体管、场效应管和运算放大器）产生与谐波相反相位的电流，从而实现谐波的相消。

常见的谐波滤波器设计方法包括被动滤波器、谐波箱和主动滤波器。

被动滤波器是应用最广泛的一种，通过选择合适的电感和电容值来滤除特定的谐波分量。

谐波箱是一种集成了多个被动滤波器的设备，可以同时滤除多个谐波分量。

主动滤波器则利用电子器件实时控制谐波电流，以实现较高的谐波抑制效果。

在谐波滤波器设计过程中，需要根据电力系统的实际情况选择适当的滤波器拓扑结构。

常见的拓扑结构包括LC型滤波器、LCL型滤波器和有源滤波器。

LC型滤波器是最简单的一种，由电感和电容串联组成，适用于滤除低频谐波。

电力系统谐波检测算法研究与实现

电力系统谐波检测算法研究与实现一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波问题日益突出，谐波的存在对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了严重威胁。

对电力系统谐波的有效检测与抑制成为了当前研究的热点和难点。

本文旨在深入研究和实现电力系统谐波检测算法，为电力系统的谐波治理提供理论支持和技术保障。

本文首先介绍了谐波的基本概念、产生原因及其对电力系统的影响，阐述了谐波检测的重要性和紧迫性。

接着，综述了目前国内外在谐波检测领域的研究现状和发展趋势，指出了现有算法的优点和不足。

在此基础上，本文提出了一种基于快速傅里叶变换（FFT）和小波变换（WT）相结合的电力系统谐波检测算法，并详细阐述了该算法的基本原理、实现步骤和性能优势。

本文的研究内容包括但不限于：谐波信号的数学模型建立、谐波检测算法的设计与优化、仿真实验与结果分析等方面。

通过理论分析和实验验证，本文所提算法在谐波检测的准确性、实时性和鲁棒性等方面均表现出较好的性能，为电力系统的谐波治理提供了有效的技术手段。

本文的研究成果不仅具有重要的理论价值，而且具有广泛的应用前景。

未来，我们将继续深入研究和完善谐波检测算法，推动其在电力系统中的应用和推广，为保障电力系统的安全、稳定、经济运行做出更大的贡献。

二、谐波检测算法的理论基础在电力系统中，谐波是指频率为基波频率整数倍的电压或电流分量。

谐波的存在会对电力系统的稳定性、设备的正常运行以及电能质量产生不良影响。

对电力系统中的谐波进行准确检测和分析至关重要。

谐波检测算法的理论基础主要涉及傅里叶变换、滤波器设计以及信号处理技术等方面。

傅里叶变换是谐波检测中最常用的数学工具。

通过将时域信号转换为频域信号，可以清晰地观察到各次谐波分量的幅值和相位。

快速傅里叶变换（FFT）是实际应用中最常用的算法，它能够在短时间内完成大量的数据处理，提高谐波检测的实时性。

滤波器是谐波检测中常用的硬件或软件设备，用于提取特定频率的谐波分量。

电力系统谐波和间谐波检测方法综述

电力系统谐波和间谐波检测方法综述一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波和间谐波问题日益严重，对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了严重威胁。

因此，研究和发展有效的谐波和间谐波检测方法，对于提高电力系统的供电质量、保护电力设备和促进节能减排具有重要意义。

本文旨在对电力系统谐波和间谐波的检测方法进行全面的综述，分析各种方法的原理、特点、适用范围以及优缺点，以期为谐波和间谐波检测技术的发展和应用提供参考。

本文首先介绍了谐波和间谐波的基本概念、产生原因及其对电力系统的影响，为后续检测方法的研究提供了理论基础。

接着，详细阐述了传统的谐波和间谐波检测方法，如傅里叶变换、小波变换等，并分析了它们的优缺点和适用范围。

然后，介绍了近年来新兴的基于的谐波和间谐波检测方法，如深度学习、神经网络等，并探讨了它们在谐波和间谐波检测领域的应用前景。

对谐波和间谐波检测技术的发展趋势进行了展望，提出了未来研究的重点和方向。

本文期望通过对谐波和间谐波检测方法的综述，为相关领域的研究人员和技术人员提供一个全面、系统的参考，促进谐波和间谐波检测技术的不断创新和发展，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供有力保障。

二、谐波和间谐波检测方法的分类电力系统中的谐波和间谐波检测是确保电力质量、保护设备和提高能源效率的关键环节。

针对这一目标，谐波和间谐波的检测方法主要可以分为两类：基于傅里叶变换的方法和现代信号处理方法。

基于傅里叶变换的方法是最常见的谐波和间谐波检测方法。

这类方法主要包括快速傅里叶变换（FFT）和离散傅里叶变换（DFT）。

FFT 是DFT的快速算法，能够在短时间内对信号进行频谱分析，从而准确地检测出谐波和间谐波的成分。

这类方法的主要优点是计算速度快，精度高，适用于稳态和准稳态信号的谐波分析。

然而，对于非稳态信号，FFT的检测结果可能会受到频谱泄漏和栅栏效应的影响。

现代信号处理方法则提供了更多的选择，以适应复杂多变的电力系统环境。

基于MATLAB的有源电力滤波器谐波电流检测研究

电源采用三相电源, 内阻 0. 1!, 电感为 0. 1 mH, 线路电感 Ls 为 2mH;
变流器输出电感 Ln 为 1. 5mH; 滤波电容取 Cd 为 4. 7∀F。
非线性负载是电网中主要的谐波源。非线性负载种类较多, 如三相二极管整流桥、三相可控硅整流桥、电弧炉、空调、电视机、变压器等, 其中最具有代表性的谐波源是直流侧带感性负载的二极管整流桥和三相可控硅整流桥, 这类负载在电网中应用较为广泛, 而且产生的谐波含量也较大。因此, 仿真模型采用三相不可控整流桥作为谐波源进行建模, 具有代表性。本文中取三相不可控整流桥接负载电阻 Rd 为 50! , 和限流电阻 R s 为 25!。限流电阻在 0. 06s切除, 使负载突变, 观察电流跟踪情况。仿真模型如图 3所示。
( 3)
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图 1 ห้องสมุดไป่ตู้联型有源电力滤波器系统结构图
图 1所示为最基本的有源电力滤波器系统构成原理图。图中 eS表示交流电源, 负载为谐波源, 它产生谐波并消耗无功。有源电力滤波器系统由两大部分组成, 即指令电流运算电路和补偿电流发生电路 ( 由电流跟踪控制电路, 驱动电路和主电路三部分构成 )。其中, 指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量, 因此有时也称为谐波和无功电流检测电路。补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号, 产生实际的补偿电流, 补偿电流与负载电流中要补偿的谐波
图 2 ip、iq 运算方式的原理图
该方法用一锁相环和一正、余弦信号发生电路得到与 a 相电网电压 ea 同相位的正弦信号 sin t 和对应的余弦信号 - cos t, 根据定义可以和 i 、i 计算出 ip 、iq, 经 LPF 滤波得到 ip、iq 的直流分量 ip、iq。由 ip、iq 即可计算出三相基波电流 iaf、 ibf、icf, 进而计算出三相谐波电流 iah、ibh、ich。

有源电力滤波器在谐波检测技术中应用

目录中文摘要 0Abstract................................................. 错误！未定义书签。

前言................................................. 错误！未定义书签。

1谐波问题.............................................. 错误！未定义书签。

1.1谐波的基本概念 (1)1.2电力系统中的主要谐波源 (2)1.3谐波的危害 (3)2有源电力滤波器的基本原理 (3)2.1有源电力滤波器的发展 (3)2.2有源电力滤波技术的提出 (4)2.3有源电力滤波器的基本结构 (4)........................................................ 错误！未定义书签。

........................................................ 错误！未定义书签。

3谐波检测方法.. (7)3.1基本谐波检测方法 (7)........................................................ 错误！未定义书签。

........................................................ 错误！未定义书签。

3.2瞬时无功功率理论基础及其发展 (7)3.3基于瞬时无功理论的谐波快速检测方法 (8)........................................................ 错误！未定义书签。

关于谐波及无功电流检测方法研究

关于谐波及无功电流检测方法研究摘要:电网谐波引起的电能质量问题已引起越来越多的关注，人们越来越关注有源滤波器。

谐波电流检测是直接影响有源滤波效果的主要环节。

谐波和无功功率的实际测量是混合有功功率滤波器控制诸如谐波和无功功率之类的电能质量问题的主要依据。

因此，已经研究了新的谐波和无功电流检测方法，以加快检测速度并提高检测精度。

此外，自适应功能进一步提高了检测方法的性能。

关键词:谐波及无功电流；危害；检测方法；措施引言随着现代工业化的迅猛发展，自新世纪初以来人们的能源需求一直在增加，石油，天然气和煤炭等不可再生能源正在减少，世界的破坏和污染生态环境得到了加强。

世界上最著名的能源电能对中国的经济和社会发展具有战略重要性。

谐波和无功功率的实时检测和研究是限制和消除谐波和无功功率风险的重要前提，必须确保经济，安全的运行以及电源，配电系统和电气设备的人身安全设备。

因此，对谐波和无功功率问题进行研究是非常重要和紧迫的。

一、谐波和无功电流产生的原因及危害1.谐波和无功电流产生的原因在1920年代和1930年代初期，德国人发现使用静态泵弧转换器时电压和电流波形会失真。

从这个电网谐波问题开始，人们开始受到关注并受到越来越多的关注。

电网中的谐波主要由各种大容量电源，可变电流电气设备以及其他非线性负载产生。

今天，正弦交流电源已在大多数国家和地区广泛使用。

由于谐波含量低，交流发电机的输出电压可以视为正弦波。

当施加到非线性负载时，电流会失真。

根据傅立叶级数分解的标准正弦波包含许多谐波，其频率大于基频，并且流经阻抗的失真电流会使电压失真，从而产生电压和电流谐波。

2.谐波源的分类电网的主要谐波源通常分为半导体非线性组件（例如，各种换能器设备，逆变器，AC电压调节器等）和无症状和铁芯的谐波源。

线性设备（例如电焊机，电弧炉，荧光灯，变压器等）中的谐波源。

这些谐波源会导致电网电流和电压波形失真，从而导致谐波污染。

感性负载是现代住宅电源和工业部门的大多数。