一种电网间谐波检测新方法
交流充电桩 单相 apf 谐波检测 重复控制-概述说明以及解释
交流充电桩单相apf 谐波检测重复控制-概述说明以及解释1.引言1.1 概述交流充电桩是一种用于给电动汽车充电的设备，随着电动汽车的普及和市场需求的增加，交流充电桩的重要性也日益凸显。
在传统的电力系统中，电动汽车的充电往往会引起诸如谐波污染、电压波动等问题，而这些问题会对电力系统的稳定性和安全性产生影响。
为了解决这些问题，通过引入一些先进的技术手段，如单相APF（主动功率滤波器）、谐波检测和重复控制等，可以有效地改善充电桩的性能和稳定性。
单相APF是一种通过控制电流波形，消除电网中的谐波成分的装置，它能够在不改变电网原有电流波形的前提下，补偿电流中的谐波成分，降低电网的谐波水平，提高电力质量。
谐波检测是一种通过对电网电流和电压进行采样和分析，检测电网谐波成分的方法。
通过对谐波的检测，可以了解电力系统中存在的谐波问题，并采取相应的措施进行补偿和控制。
重复控制是一种基于周期性信号的控制方法，通过精确控制周期信号的相位和幅值来实现对电力系统中谐波的消除。
本文将重点探讨交流充电桩、单相APF、谐波检测和重复控制这几个关键技术在充电桩中的应用，并分析它们对充电桩性能的影响。
通过对交流充电桩的分析和研究，可以为电动汽车的充电提供更加稳定和高效的电力条件，推动电动汽车普及和能源的可持续发展。
文章结构部分的内容是对整篇文章的结构进行说明。
在这一部分，我们将简要介绍文章的各个章节以及每个章节的主要内容。
1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分，每个部分包含多个子章节。
引言部分包括了概述、文章结构和目的三个子章节。
在概述中，我们将对整篇文章的主题进行简要概括，引起读者的兴趣。
文章结构一节则对整篇文章的各个章节进行了总览，方便读者了解文章的大致结构。
目的一节则说明了本文的写作目的，即介绍交流充电桩、单相APF、谐波检测和重复控制的相关内容。
正文部分是本文的核心内容，包括了交流充电桩、单相APF、谐波检测和重复控制四个主题。
谐波检测方法分析
的时频局部化分析方法。这就是说在高频部分具有较低的频率 分辨率和较高的时间分辨率 ，在低频部分具有较低的时间分辨 率和较高 的频率分辨率 ，不但可 以应用于平稳信号 ，而且可 以 应 用于分析非平稳信号。利用离散小波变换可 以将信号分解到
学术研讨 ｌ １ １ ５
信号 分解 的结果 ，使用多分辨率 的概念 ，低频段 的结果不含谐 波的基波分量 。利用该算法可以使用软件进行谐波检测 ，该方
法 计 算速 度 快 ，可 以快 速 跟 踪谐 波 的 变 化 。 但它 也 有 固 有 的缺
陷 ，反映在窗 口能量不集中 ，有频率重叠现 象 ，需要找到能量 集 中、分 频严格 的小波函 数。 目前 ，尚未 出现理 想的小波 函 数。多分辨率分析是小波变化 的一个特点 ，并且在时域和频域
用。
谐 波 检 测 方 法 分 析
◇ 陕西铁 路 工程 职业技 术 学 院 王语 园
随着 电力 电子器件 的大量使 用 ，电力系统 谐波污染 日益
利用神经网络进行谐波测量 ，即使 用神经元来代替带通或
带 阻 滤 波 器检 测 法 中 的带 通 滤 波 器 和检 波 器 。待 测 量信 号 作 为 神 经 网络 的 输 入 ，相 当于 放 大 器 的 输 出信 号 。检 波器 的输 出信 号 对 应 神 经 网 络 的输 出 。通 过 这 种 方 法可 以得 到 所 要 测量 的各 次 谐 波 信 号 的 幅值 ，输 出为 零 就 可 以 判 断为 被 测 信号 中不 含 某 次谐波。
构建三相 电路 。这一方法主要优 点是 当电网 电压对称且无畸变
时 ，各电流分量的测量电路比较简单 ，并且延时少。 在这种方法 中，需要用到与瑚 电网 电压 ｅ 同相位的余弦 信号一 ｃ ｏ ｓ ｔ ０ ｔ ￣ ＇ ｌ ｌ 对应的正弦信号ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ，它们可以由一个正 、余弦 信号发生器和一个锁相环得到。根据定义可以计算得 出 、 ， 再经过低通滤波器 （ Ｌ Ｐ Ｆ） 滤波得出 ｆ 、 。 的直流分量 ｚ 、 。
谐波检测方法
谐波检测方法谐波是指在正弦波中，频率是基波频率的整数倍的波。
在电力系统中，谐波是一种常见的问题，它会导致电气设备的过热、损坏甚至系统的不稳定。
因此，对谐波进行有效的检测和分析是非常重要的。
本文将介绍几种常见的谐波检测方法。
首先，最常用的方法是使用谐波分析仪进行检测。
谐波分析仪是一种专门用于检测电力系统中谐波的仪器，它可以测量各次谐波的幅值、相位和频率，帮助工程师们全面了解系统中的谐波情况。
通过谐波分析仪的检测数据，可以快速准确地定位谐波源，并采取相应的措施进行治理。
其次，另一种常见的谐波检测方法是使用数字保护装置进行在线监测。
数字保护装置在电力系统中起着重要的作用，它不仅可以对系统的电气参数进行监测和保护，还可以实时检测系统中的谐波情况。
通过数字保护装置的在线监测，工程师们可以及时发现系统中的谐波问题，并进行相应的调整和控制，确保系统的安全稳定运行。
另外，还有一种比较简单粗暴的方法是使用示波器进行检测。
示波器是一种常见的通用仪器，它可以显示电压和电流随时间变化的波形图像。
通过观察波形图像，工程师们可以初步判断系统中是否存在谐波，并大致了解谐波的频率和幅值。
虽然示波器不能像谐波分析仪那样精确地测量各次谐波的参数，但在一些简单的情况下，也可以发挥一定的作用。
最后，还有一种比较新颖的方法是使用智能电网技术进行谐波检测。
智能电网技术是近年来发展起来的一种新型技术，它可以实现对电力系统的智能监测和控制。
通过智能电网技术，工程师们可以实时监测系统中的谐波情况，并利用智能算法进行分析和预测，为系统的稳定运行提供有力的支持。
总之，谐波检测是电力系统中非常重要的一环，它关乎着系统的安全稳定运行。
针对不同的情况，工程师们可以选择合适的方法进行谐波检测，及时发现和解决系统中的谐波问题，保障电力系统的正常运行。
希望本文介绍的几种谐波检测方法能够为工程师们在实际工作中提供一定的参考和帮助。
电力系统谐波基本分析方法抑制方法
电力系统谐波基本分析方法抑制方法電力系統諧波----基本原理、分析方法、抑制方法【摘要】变频器在工业生产中无可比拟的优越性，使越来越多的系统和装置采用变频器驱动方案，而且采用变频器驱动电动机系统因其节能效果明显，调节方便维护简单，网络化等优点，而被越来越多应用，但它非线性，冲击性用电工作方式，带来干扰问题亦倍受关注。
一台变频器来讲，它输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端谐波会输入电源线对公用电网产生影响。
本文从变频器产生的谐波原理、谐波测试分析方法，谐波的抑制方法方面进行探讨。
【关键词】电力系统，变频器，谐波分析，谐波抑制。
【引言】谐波存在于电力系统已经很多年了，但是，近年来，随着技术的发展成熟，越来越多的设备系统为提高可靠性和效率广泛采用电力电子变频器，而且电力公司为降低设备所需的额定值以及线路损耗和电压降落，强制要求电力用户提高其自身的功率因数，而电力用户及工厂端改善功率因数的方法是使用功率因数补偿器—电容模组，这两种情况的出现，使得电力系统的谐波问题变得更加严重。
电力用户和工厂端普遍使用的变速传动和电力电子设备是产生这一现象的根源，而这些设备与功率因数校正电容模组之间的相互作用导致了电压和电流的放大效应；半导体电子工业的迅猛发展也导致了大批精密设备的诞生，与过去粗笨的设备相比，这些设备对电力公司供给的电能质量更加敏感，但同时也导致交流电流和电压稳态波形的畸变。
而为了得到可靠清洁的电力能源，人们必须面对电流和电压畸变的问题，而电流和电压的畸变的主要形式是谐波畸变。
【正文】1、变频器谐波产生从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。
间接变频将工频电流整流器变成直流，然后再由逆变器将直流变换成可控频率交流。
直接变频器则将工频交流变换成可控频率交流，没有中间直流环节。
它每相都是一个两组晶闸管整流装置反并联可逆线路。
正反两组按一定周期相互切换，负荷上就获了交变输出电压，幅值决定于各整流装置控制角，频率决定于两组整流装置切换频率。
谐波测试方案
电网谐波检测方案一、检测依据1、国家煤矿安全监察局关于印发《煤矿安全质量标准化考核评级办法（试行）》和《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）》的通知（煤安监行管[2013]1号）2、电能质量公用电网谐波GB/T 14549-1993二、检测项目谐波电压、谐波电流三、检测流程1、熟悉企业的供电系统，了解主要供电线路及供电区域，核实各供电线路的基本参数，主要包括供电线路名称、电压变比、电流变比、主要负荷及运行时段等。
2、依据各区域的用电负荷情况选择测点。
针对企业主要的用电负荷及对供电网络和安全生产有重大影响的线路进行测试。
根据煤矿企业的生产特点，主要的测点包括：总进线（35kV、110kV、6kV、10kV、0.4kV等），单路供电线路（主井、副井、扇风机、压风机、下井等）。
3、各测点检测方法（1）总述在进行测试时，首先了解企业一天中的用电负荷情况，包括用电负荷大小、主要用电负荷的组成、谐波源（变频器、整流柜等设备）的启用情况、地面和井下设备检维修时间等。
根据实际用电情况合理安排各测点测试的时间区间，制定测试计划。
各测点测试位置为各线路的配电柜的二次侧，以计量线路为首选。
由配电柜二次侧取得电压和电流信号，并根据配电柜互感器个数合理选取仪器接线方式，将仪器接入电网；然后根据实际情况设置仪器的接线方式、电压等级、电压电流互感比、短路容量等，进行测试，并且保存数据以供数理统计分析和出具检测报告。
针对总进线的测试选取在企业正常供电、用电负荷较小且主要谐波源运行的情况下进行。
根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
针对单路供电线路选取主要设备正常运行的情况下进行测试，根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
（1）35kV总进线35kV总进线是外部电网与企业供电系统的连接点，该测点能够反映出外部电网向企业供应的电压质量和企业向外部电网反馈的电流质量情况，是保证外部电网和企业内部用电安全的主要节点。
电力系统谐波和间谐波检测方法综述_熊杰锋
， 中准同步采样法对采样的要求 ） 即
（） ｌ ｉ ｍＦ ｎ （ ｘ）＝ ｆ （ ｘ） 烄 ｎ→ ∞ （ ） ｘ ２ ５ ＋ ＋ π Δ 烅 （ １ ） （ ） Ｆｎ （ ｘ）＝ Ｆ ｎ－１ （ ｄ ｙ） ｙ ２ π＋Δ ｘ 烆 ］ 文献 ［ 还讨论 了实际数据处理中分组分次处 ６ 理和一次加权处 理 ２ 种 方 法 。 基 于 一 次 加 权 处 理 ， －
Ｆ Ｆ Ｔ 算法进行 谐 波 计 算 将 同 样 引 入 非 均 匀 采 样 导 致的误差 。 １． ２． ２ 修正采样数据和测量结果 通过对采样数据的处 同步 偏 差 一 定 的 情 况 下 ， 理或对测量结果的 修 正 来 减 小 测 量 误 差 ， 国内外在 ［ ５ ８ － 如 准 同 步 采 样 法 ］、 近似同 这一方面的研 究 较 多 ， ［ ］ ［ ］ ［ ］ ９ １ ０ １ ５ １ ６ ２ ２ － － 、 。 步法 窗函数法 和加窗插值算法 ） 准同步采样法 １ ［］ 准同步采样法于 １ 对周 ９ ８ ４ 年由戴先中提出 ５ ， 期信号的电压和电 流 有 效 值 、 平均值及有功和无功 功率等 可 归 纳 为 如 式 （ 所示的积分求均值运算 ３） 问题 。
∫ ∫
从而克 服 式 （ 除 法 运 算 的 不 足； ９） ②构造２个新函 进行 ２ 次谐波分 析 并 分 别 取 奇 数 次 和 偶 数 次 分 数， 析结果 ， 以减小相邻谐波间的相互影响 。
· 综述 · 熊杰锋 ， 等 电力系统谐波和间谐波检测方法综述
一种基于dq变换的基波和谐波检测方案的研究
一种基于d-q变换旳基波友好波检测方案旳研究郭志刚，钱强，刘邹（江南大学通信与控制工程学院，江苏省无锡市，214122）摘要：微机继电保护是一种检测和保护电网旳智能综合装置，它根据所检测旳电网基波或谐波信号而对电网起迅速旳诊断和保护作用，其中基波友好波电压旳实时旳、精确旳检测是保护电网旳重要环节。
本文简介了d-q坐标变换旳基波和n次谐波电压检测旳基本原理，在此基础上提出了一种预设d-q转换矩阵频率w旳基波或基波旳n 次谐波分量检测法。
理论分析及仿真成果指出，基于该种预设转换频率w旳检测法不会三相电路电压发生畸变而受影响，且检测成果也能实时旳反应频率和幅值偏移旳变化，验证了该措施旳有效性和优越性。
关键词：谐波检测；d-q变换；基波检测；电力系统A Harmonic Detecting Approach Based on d-q RotatingCoordination TransformationGUO Zhi-gang, QIAN-Qiang, LIU-Zou(School of Communication and Control Engineering Southern Yangtze University, Wuxi 214122, China)Abstract: microcomputer relay is a kind of intelligent devices used for detecting and protecting power system. Whenever, it quickly calculate whether the power system is wrong or not on the basis of the fundamental and harmonics detected from power system, And according to the calculating results to obviate the troubles, among them, the fundamental and harmonics acquired accurately in time is the mostimportant part of the power system protection process. The basic principle of d-q fundamental and harmonics voltage detection is presented and on this basis a fundamental and harmonics detection method of presumption the transformation frequency w is put forward. The results of the theoretical analysis and MATLAB simulation indicate that the d-q method in this paper can precisely detect the voltage and frequency change of the power system in time, whether the distortion voltage or not in three-phase power system .Key words：Harmonics detection; d-q transformation; Fundamental detection；Power system1.引言电力系统发生故障时，信号中不仅具有工频分量，并且具有多种频率成分旳谐波分量和非周期分量。
电网谐波检测实例及其分析
表５ Ａ、 Ｂ、 Ｃ 三相 各 次 谐 波 电压 总 畸 变 率 统 计 参 数 最 大值 最 小 值 平 均值 ９ ５ ％概 率值 越 限 值 越 限 次 数
Ａ 相 电 压 总畸 变 率（ ％） ６ ． ７ ３ ７ Ｂ 相 电 压 总畸 变 ７ 率（ ％） ９ ０ ２
表 ２ １ ０ ｋ Ｖ＃ １总进 线 负荷 三 相不 平 衡 度
统计指标
ｌ 最大值 ｛ 最小值 ｌ 平均值 Ｉ ９ ５ ％概率值 ｌ 超限值 Ｉ 超限挺数
电压不平衡度（ ％） １ ０ ． ９ ０ ６ ｌ ０ ． ０ ０ １ Ｉ Ｏ ． １ ０ ８｛ Ｏ ． １ ６ ４ ｌ ２ ｌ 电流不平衡度（ ％） ｌ ３ ． ０ ４ ７｛ Ｏ ． ０ ０ ３ Ｉ １ ． １ ０ ２ ｌ １ ． ４ ３ ８ ｊ — ｌ
ｌ 能源・ 电力
装置 主 要 有 以下 几 种监 测和 统 计 功 能 ： （ １ ） 三相各次谐波电压、 电流 及其 谐 波含 有 率 ； （ ２ ） 三 相 电压 、 电流 总谐 波 畸 变率 ：
（ ３ ） 三相 有 功 、 无功 功 率 及 其 方 向 ； （ ４ ） 总 的有 功 、 无功 功 率 ， 功 率 因数 及 相 位 移 功 率 因数 ：
１ Ｏ ｋ Ｖ
Ｃ相
１ ． Ｏ ２ ３
１ ． ８ ９ ８
３ ． ７ ８ ５
２ ． ３ ３ ５
１ ． ０ ８ ０
定， 对 电 网 电压 母 线 的 电压 正 弦 波 形 畸 变率 、 电 压 波 动值 和 闪
变值 、 三 相 电压 不 平衡 度进 行 监 测 。 分析 谐 波状 况 。
谐 波 监 测 点 一般 选择 在 主要 发 电 厂 、 枢 纽 变 电站 及 接 有 大谐 波 源 负荷 或 电 容 器 组 的 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 及 以 下 电压 等 级 的 母 线 上 ． 也
电网谐波分析方法_客户版
电网谐波分析方法Hitrendtech-SD 2008-11谐波分析由来已久，回顾起来经历多次技术变迁，带通滤波是早期的模拟式谐波测量；傅立叶变换是目前广泛应用的成熟方法；神经网络和小波分析是正在研究的方向。
本文笔者就对应用FFT改进法的实现做一探讨，并针对具体应用进行了仿真。
一、谐波问题电力系统的谐波分析，一般都是通过快速傅立叶变换(FFT)来实现的。
然而电力系统的频率并不是始终都为一个恒定值，通常会在一个范围内发生变化，这样就无法保证这个实时的采样频率分辨率的整数倍，也就无法达到同步采样，这是产生频谱泄露的根本原因。
市场调研发现，电表客户对谐波功能很是欢迎，最新的三相芯片ATT7022C在这方面做了尝试和努力，提供由spi接口放出采样数据的波形功能，为进一步的谐波分析提供了数据依据。
对于我们的三相芯片ATT7022C，内部的ADC采样率3.2kHz，最大的数据缓冲量为240点，采集电网的正弦波信号。
工频50Hz，频率波动范围47~53Hz，要求在高至19次谐波范围内，误差精度在5%的水平上。
下面，分插值和加窗两种方法讨论，来解决谐波分析中遇到的问题。
二、插值算法1、何为插值插值概念：在已知数据之间，通过某种计算来估计其他中间值的过程。
我们只关注一维插值(1D Interpolation)，应用多项式技术计算插值点最为广泛。
2、插值方法选择插值方法时主要考虑因素：运算时间、占用计算机内存和插值的光滑程度。
3、插值例子一维插值函数插值方法的对比。
从图1时域效果图就很看出，线形插值运算比较简单快速，但效果不好有转折点；立方查值运算量大，在曲线部分表达有变形；我们还可以通过FFT变换得到相应插值后信号的频谱(如图2)同样，仍然是样条方法表现较优。
所以相对来讲，样条插样对于正弦波比较有效。
图1 对正弦波4种插值对比图2 对正弦波4种插值频谱的对比4、插值应用样条插值从本质上讲，属于分段多项式插值方法，只是更多的考虑到了段点的平滑性，所以效果良好。
谐波测量方法综述
电力系统谐波测量方法综述引言：20世纪70年代以来，随着电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波污染状况及危害程度呈急剧上升趋势。
由于电力电子装置所产生的谐波污染问题是阻碍电力电子技术发展的重大障碍，无法回避,且谐波污染对电力系统存在严重的危害，准确地掌握电网中的谐波成分对于电力系统的安全、经济运行具有重要的意义。
谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，也是研究分析谐波问题的出发点和主要依据。
谐波测量的主要作用有：(1)鉴定实际电力系统及谐波源用户的谐波水平是否符合标准的规定，包括对所有谐波源用户的设备投运时的测量。
(2)电气设备调试、投运时的谐波测量，以确保设备投运后电力系统和设备的安全及经济运行。
(3)谐波故障或异常原因的测量。
(4)谐波专题测试，如谐波阻抗、谐波潮流、谐波谐振和放大等。
现有的谐波分析方法主要有快速傅立叶变换，p、q分解法以及基于瞬时无功功率理论的虚实功率合成法，小波、人工神经网络以及支持向量机等方法，本文分析了个方法的优缺点并在其基础上作了验证。
1、采用模拟带通或带阻滤波器测量谐波图1采用模拟滤波器谐波测量结构图输入信号经放大后送入一组并行联结的带通滤波器，滤波器的中心频率f1、f2、⋯、fn 是固定的，为工频的整数倍，且f1< f2<⋯<fn (其中n 是谐波的最高次数)，然后送至多路显示器显示被测量量中所含谐波成分及其幅值。
采用模拟滤波器谐波测量优点是电路结构简单，造价低。
但该方法也有许多缺点，如滤波器的中心频率对元件参数十分敏感，受外界环境影响较大，难以获得理想的幅频和相频特性，当电网频率发生波动时，不仅影响检测精度，而且检测出的谐波电流中含有较多的基波分量。
2、基于傅立叶变换的谐波测量基于傅立叶变换的谐波测量是当今应用最多也是最广泛的一种方法。
它由离散傅立叶变换过渡到快速傅立叶变换的基本原理构成。
使用此方法测量谐波，精度较高，功能较多，使用方便。
谐波测试方案
电网谐波检测方案一、检测依据1、国家煤矿安全监察局关于印发《煤矿安全质量标准化考核评级办法（试行）》和《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）》的通知（煤安监行管[2013]1号）2、电能质量公用电网谐波GB/T 14549-1993二、检测项目谐波电压、谐波电流三、检测流程1、熟悉企业的供电系统，了解主要供电线路及供电区域，核实各供电线路的基本参数，主要包括供电线路名称、电压变比、电流变比、主要负荷及运行时段等。
2、依据各区域的用电负荷情况选择测点。
针对企业主要的用电负荷及对供电网络和安全生产有重大影响的线路进行测试。
根据煤矿企业的生产特点，主要的测点包括：总进线（35kV、110kV、6kV、10kV、0.4kV等），单路供电线路（主井、副井、扇风机、压风机、下井等）。
3、各测点检测方法（1）总述在进行测试时，首先了解企业一天中的用电负荷情况，包括用电负荷大小、主要用电负荷的组成、谐波源（变频器、整流柜等设备）的启用情况、地面和井下设备检维修时间等。
根据实际用电情况合理安排各测点测试的时间区间，制定测试计划。
各测点测试位置为各线路的配电柜的二次侧，以计量线路为首选。
由配电柜二次侧取得电压和电流信号，并根据配电柜互感器个数合理选取仪器接线方式，将仪器接入电网；然后根据实际情况设置仪器的接线方式、电压等级、电压电流互感比、短路容量等，进行测试，并且保存数据以供数理统计分析和出具检测报告。
针对总进线的测试选取在企业正常供电、用电负荷较小且主要谐波源运行的情况下进行。
根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
针对单路供电线路选取主要设备正常运行的情况下进行测试，根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
（1）35kV总进线35kV总进线是外部电网与企业供电系统的连接点，该测点能够反映出外部电网向企业供应的电压质量和企业向外部电网反馈的电流质量情况，是保证外部电网和企业内部用电安全的主要节点。
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。
新谐波标准-概述说明以及解释
新谐波标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分：新谐波标准是指针对谐波电流和电压的监测与控制的标准，是为了解决传统电网中谐波产生过大导致电网不稳定的问题而制定的。
随着工业化和城市化的进程，电网中谐波问题日益突出，传统的电网标准已经无法完全适应谐波波动带来的挑战。
因此，有必要制定新的谐波标准，以提高电网的稳定性和可靠性。
新谐波标准的制定将为电力系统的运行管理提供更为准确和有效的指导，有助于降低谐波对设备的损害，节约能源资源，提高电网的整体效率。
在本文中，将对新谐波标准的背景、重要性和内容进行详细的探讨，旨在为读者提供全面的了解和认识。
1.2 文章结构文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将介绍新谐波标准的概述，文章的结构以及撰写该文的目的。
在正文部分，我们将详细介绍新谐波标准的背景、重要性和内容。
最后，在结论部分，我们将总结新谐波标准的意义，展望其应用，并最终得出结论。
整个文章将围绕新谐波标准展开，旨在深入探讨该标准对行业和社会的影响与推动作用。
1.3 目的新谐波标准的出台旨在推动谐波分析在工程领域的应用，并规范相关领域的操作流程和标准。
通过制定统一的标准，可以提高谐波测试的准确性和可靠性，确保谐波测试结果的真实性和可比性。
同时，新谐波标准的制定还有助于促进谐波分析技术的进步和发展，推动相关行业的科研和技术创新。
通过本文对新谐波标准的介绍和讨论，旨在增进读者对谐波分析相关知识的了解，引起对谐波测试标准的重视，促进谐波分析技术的应用和发展。
2.正文2.1 新谐波标准的背景新谐波标准的背景可以追溯到对传统电力系统的不断改进和完善。
在传统电力系统中，存在着谐波问题，即电力系统中存在频率是基波频率整数倍的谐波波形。
这些谐波会引起电力系统中的电压失真、电流失真等问题，甚至会影响到电力设备的正常运行和寿命。
为了解决传统电力系统中存在的谐波问题，人们开始研究新谐波标准。
新谐波标准是指引入了新的技术、新的标准来解决电力系统中谐波问题的标准。
基于加窗插值FFT算法的间谐波检测方法研究
第２９卷第５期２０１２年１０月现 代 电 力Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．２９ Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１２文章编号：１００７－２３２２（２０１２）０５－００２８－０４文献标识码：Ａ中图分类号：ＴＭ７１１基于加窗插值ＦＦＴ算法的间谐波检测方法研究王晓亮，李 娜（山东大学电气工程学院，山东济南 ２５００６１）Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗｓ ａｎｄＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｅｄ ＦＦＴ ＡｌｇｏｒｉｔｈｍＷＡＮＧ Ｘｉａｏｌｉａｎｇ，ＬＩ Ｎａ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ ２５００６１，Ｃｈｉｎａ）摘 要：电网中间谐波的存在，会对电能质量以及供电可靠性带来不利影响，故准确检测间谐波对电力系统稳定运行意义重大。
根据间谐波特性，在一般ＦＦＴ算法基础上，提出了基于加窗插值ＦＦＴ算法的间谐波检测方法。
通过分析对比不同窗函数的特点，选取检测精度较高的Ｈａｎｎｉｎｇ窗作为所加分析窗，同时确定所加窗函数的宽度及采样周期，可准确检测出系统中的谐波及间谐波。
在ＭＡＴＬＡＢ环境下仿真得到一般ＦＦＴ算法及加窗插值ＦＦＴ算法对谐波和间谐波的检测结果，通过对所得频率和幅值估计结果的对比分析可知，加窗插值ＦＦＴ算法检测精度更高、实用性更强。
关键词：间谐波；傅里叶变换；快速傅里叶变换；加窗插值Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｎｅｇ－ａｔｉｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｌｉａｂｉｌｉ－ｔｙ，ｓｏ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｏｆ ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏｔｈｅ ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＦＦＴ ａｌｇｏ－ｒｉｔｈｍ，ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ＦＦＴ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄｏｗ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，Ｈａｎｎｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄａｓ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｉｎｄｏｗ，ａｎｄ ｔｈｅ ｗｉｎｄｏｗ－ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｍ－ｐｌｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｈａｒｍｏｎｉｃｓａｎｄ ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ＦＦＴ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ＦＦＴ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ＭＡＴＬＡＢ．Ｂｙｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗｉｎｄｏｗｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｐｏ－ｌａｔｅｄ ＦＦＴ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎ－ｉｃｓ ｏｆ ａ ｇｉｖｅｎ ｓｉｇｎａｌ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒ－ｈａｒｍｏｎｉｃｓ；Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＦＦＴ；ｗｉｎ－ｄｏｗｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｅｄ ＦＦＴ０ 引 言随着大量非线性电气设备的引入，电力系统谐波和间谐波污染日渐严重。
电网间谐波分析的包络分解法
第39卷第6期电力系统保护与控制Vol.39 No.6 2011年3月16日Power System Protection and Control Mar.16, 2011电网间谐波分析的包络分解法王柏林1，熊杰锋1,2（1.河海大学电气工程学院，江苏 南京 210098；2.南京信息工程大学电子信息工程学院，江苏 南京 210044）摘要：从间谐波产生的机理出发，提出一种分析电网间谐波的新方法——包络分解法。
该方法的主要依据是：含间谐波的工频信号一定是非平稳工频信号，间谐波信息一定包含在工频信号的包络之中。
该方法的关键步骤是：从工频信号中提取包络，对包络进行分解，按特定公式求出各次间谐波的频率、幅值。
包络分解法排除了整次谐波频谱泄漏产生的虚假间谐波，基于Matlab的仿真表明，用于实际电网时它提供的间谐波信息更为真实、精确。
关键词：谐波分析；间谐波；非平稳信号；包络；频谱泄漏Envelope decomposition-based method for interharmonics analysis in power systemWANG Bo-lin1，XIONG Jie-feng1,2（1. College of Electric Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China；2. College of Electronic and Information Engineering，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China）Abstract：Based on the mechanism of interhamonics producing，a new algorithm, named envelope decomposition-based method，for interharmonic analysis of power system is presented The proposed method is．mainly based on the two points that power frequency signal containing interharmonics must be non-stationary interharmonics parameters；must be restored from the envelope of the power frequency signal．The key steps are that extracting the envelope from power frequency signal, then decomposing the envelope and finally calculating frequency and amplitude of each-order’s interharmonic based on specific formula. The fake interharmonics caused by the spectral leakage of integral harmonics are avoided. MATLAB simulation verifies that the method is more accurate for interharmonics analysis in the real network．Key words：harmonic analysis；interharmonic；non-stationary signal；envelope；spectral leakage中图分类号： TM712 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2011)06-0029-050 引言间谐波是电网谐波分析的难点，目前还没有在工程上行之有效的方法。
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收稿日期:2009-09-22基金项目:辽宁省教育厅高校科研A 类项目(2008635)作者简介:曹英丽(1977-),女,沈阳农业大学讲师,博士研究生,从事农网电能质量分析技术的研究。
*通讯作者Corresponding author :杨勇(1956-),男,沈阳农业大学教授,博士,从事计算机应用及农村电网信息化技术研究。
沈阳农业大学学报,2009-12,40穴6雪:755-757Journal of Shenyang Agricultural University,2009-12,40穴6雪:755-757一种电网间谐波检测新方法曹英丽,杨勇*,陈春玲,许童羽(沈阳农业大学信息与电气工程学院,沈阳110161)摘要:提高间谐波检测精度的一个关键问题是如何减少谐波频谱泄漏对其造成的影响。
提出一种新的“双阶段”间谐波检测方法,第一阶段基于加窗插值FFT 方法检测谐波分量,并将其从原信号中滤除掉;第二阶段以固定的采样频率对保留的样值信号进行FFT 分析,在没有谐波频谱泄漏干扰的前提下提取间谐波分量。
仿真结果表明:该方法不需要同步处理,计算量小,检测精度高,适于对间谐波的快速检测。
关键词:间谐波;频谱泄露;谐波滤除;加窗插值FFT中图分类号:TP206文献标识码:A 文章编号:1000-1700(2009)06-0755-03A New Method for Inter-harmonic Detection of Power GridCAO Ying-li,YANG Yong*,CHEN Chun-ling,XU Tong-yu(College of Information and Electrical Engineering,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China)Abstract :A key problem for improving inter-harmonic detection precision is how to reduce the influence caused by harmonic spectral leakage.A "two -stage"novel method of inter -harmonics detection was presented.In the first stage,harmonics components were detected through window-interpolated FFT,and were filtered away from original signal.In the second stage,the reserved signal was analyzed through FFT with fixed sampling frequencies.The inter-harmonics components could be extracted under condition of no harmonic spectral leakage interference.The simulation results showed that the new method needed no synchronized process,and had advantages of smaller calculation amount but higher detection accuracy.The method is applicable to a rapid detection of inter-harmonics.Key words :inter-harmonic;spectral leakage;harmonic filtration;interpolated FFT电力系统中广泛使用的电力电子设备不仅会向电网中注入谐波,还会注入间谐波。
幅值很小的间谐波就可能引起次同步振荡、电压波动、闪变等电能质量问题。
由于间谐波频率成分复杂且一般幅值较小,其分析与检测困难[1]。
目前,FFT 算法仍是间谐波分析检测的主要方法,然而由于采样频率难以同步,该算法频谱泄漏现象无法避免,一方面使得在间谐波测量过程中可能会出现虚假间谐波,另一方面泄漏频谱也可能完全湮没了某些间谐波分量[2]。
本研究针对间谐波检测中的问题,提出一种基于谐波滤除的间谐波检测新方法。
该方法将间谐波检测分为两个阶段,第一阶段利用加窗插值方法计算信号中的谐波频率成分,之后根据计算结果滤除所有谐波分量,滤波后信号的主要成分为间谐波分量以及残留的谐波分量;第二阶段利用FFT 对信号间谐波进行检测,由于检测之前已将对其影响较大的谐波频率成分滤除,因而可得到精度较高的间谐波检测结果。
1间谐波检测新方法对于任意包含多种频率分量电气信号,可以表示为谐波分量x H (n )和间谐波分量x I (n )两部分,即:(n )=x H (n )+x I(n )=H l =0∑A l sin (ωl n +φl )+Hm =0∑A m sin (ωm n +φm )(1)式中:H 为最高谐波次数;A l ,ωl n ,φl 分别为第l 次谐波分量的幅值、频率和相位;I 为最高次间谐波次数;A m ,ωm ,φm 分别为第m 次间谐波分量的幅值、频率和相位;n =0,1,2…。
在实际测量中由于窗口时间宽度不可能与所有频率分量同步,由此产生的频谱泄漏问题会导致错误的频谱分析结果。
幸运的是只有谐波频率分量的失同步会引起较大频谱泄漏,而间谐波的失同步影响很小[3]。
根据这个特性将谐波与间谐波分离再进行间谐波检测。
具第41卷沈阳农业大学学报图1间谐波检测新方法流程图Figure 1Flow chart of new method for inter-harmonic detection 表1信号中谐波尧间谐波频率成分及幅值Table 1Frequency and amplitude of harmonics,inter-harmonic in signals Number 12345Frequency 4050.05150.25158168Amplitude 0.161003.20.40.4体方法如流程图1。
(1)谐波检测。
利用加窗插值的方法评估信号中谐波频率成分。
x w (n )=x (n )·w 1(n )(2)式中:n =0,1,2,…,N -1;x w 为加窗截断后序列;w 1(n )为第一阶段谐波检测选取的窗函数,本研究选取汉宁窗。
式(2)中信号可以表示为谐波分量和间谐波分量之和,再加窗。
x w (n )=[x H (n )+x I (n )]·w 1(n )=x H (n )·w 1(n )+x I (n )·w 1(n )(3)(2)谐波滤除、间谐波检测。
利用加窗插值算法可以较准确的计算得谐波分量x H (n ),并将其从原信号中减去,得:x 'w (n )=[x H (n )-x H '(n )+x I (n )]·w 2(n )(4)式中:x 'w (n )为滤除谐波分量计算值后序列;w 2(n )为第二阶段谐波检测选取的窗函数,本研究选取汉宁窗。
谐波计算值的准确程度直接影响了下一个阶段间谐波的检测精度,因此要保证第一阶段较高的计算精度,即要求εH =x H (n )-x H '(n )尽量小,则式(4)可以表示为:x 'w (n )=x I (n )·w 2(n )(5)再对谐波滤除信号作频谱分析得到间谐波分量的计算值x I (n )。
2仿真算例分析首先在Matlab 环境下建立一系列仿真算例对本研究方法进行仿真验证,并与其他传统方法进行分析对比。
仿真算例设计如表1。
(1)带有频率偏移的1,3次谐波幅值分别为100%和3.2%,通过频率偏移体现谐波泄露将产生的影响,通过不同幅值体现谐波泄露影响程度与谐波幅值的关系。
(2)基波附近的间谐波,频率40Hz ,幅值0.16%,3次谐波附近的间谐波,频率分别为158Hz 、168Hz ,幅值均为0.4%。
通过不同的幅值以及与谐波之间不同的距离体现其受谐波泄露影响程度的差异。
设定仿真算例各频率成分相位为0,信号采样频率为10240点·s -1,窗口时间宽度为1s 。
具体的仿真实验步骤为:(1)分别用加矩形窗和汉宁窗的FFT 算法直接测量算例给定的谐波与间谐波,信号频谱分析结果如图2;(2)采用本研究方法信号频谱分析结果如图3。
从频谱(图3)和数据结果(表2)可以看出,幅值较高的基波频谱泄漏严重,对附近的40Hz 间谐波测量影响较大,采用矩形窗获得的测量值为0.716,与实际值相比,相对误差达到347.5%,表明该间谐波几乎完全被泄露谐波所湮没,完全不能反映实际情况;采用汉宁窗获得的测量值为0.155,相对误差仍达到3.1%,精度较低。
而采用本研究分阶段处理方法,第二阶段采用矩形窗与汉宁窗的相对误差可低至0.6%,甚至误差为0,充分反映在谐波泄漏较严重区域本研究方法在提高间谐波测量精度上的有效性。
幅值较低的3次谐波的频谱泄漏相图2经典FFT 间谐波检测频谱Figure 2Inter-harmonic spectral using classicFFT756··第6期表2不同方法间谐波检测测量结果对照Table 2Comparison among inter-harmonics values calculated with different algorithm 测量值Measure value实际值Actual value矩形窗傅里叶FFTRW汉宁窗傅里叶FFTHW汉宁窗-矩形窗HFHW-RW汉宁窗-汉宁窗HFHW-HW 400.160.7160.1550.1610.1650.0510099.699.8100100150.253.22.863.073.1873.2021580.40.3240.4010.3970.41680.40.3570.40.3990.4曹英丽等院一种电网间谐波检测新方法对较小,从其附近频率为158Hz 、168Hz 间谐波测量结果看,除矩形窗FFT 方法外,其他测量精度均很高,反映出幅值较小的谐波频谱泄漏对间谐波测量精度影响较弱。
3实测信号分析运用本研究提出算法对电网实测数据进行了分析。
现场环境为:10kV 线路下的钢厂用户,该钢厂采用12脉整流中频炉,采取谐波抑制处理之前用电能质量分析仪检测11,13,23,25次谐波较严重,且存在明显闪变现象,安装消谐装置后,上述谐波明显减少,但闪变现象仍然存在,怀疑电网中仍存在间谐波。