配电网谐波潮流计算浅析
谐波潮流计算
谐波潮流计算
谐波潮流计算是一种用于分析电力系统中谐波电流和电压的计算方法。
电力系统中会存在各种非线性设备，如整流器、变流器、电弧炉等，这些设备会引入谐波电流和电压，从而导致电力系统中的谐波问题。
谐波潮流计算的目标是计算电力系统中各节点的谐波电流和电压的大小和相位，以帮助评估系统的谐波问题，并采取相应的措施来减小谐波对系统的影响。
谐波潮流计算通常包括以下步骤：
1. 收集系统数据：包括电力系统拓扑信息、负荷数据、发电机数据、谐波源数据等。
2. 建立系统模型：根据系统数据，建立电力系统的等值模型，包括电阻、电感、电容的等值参数。
3. 谐波源模型：根据谐波源数据，建立谐波源的电流和电压的模型。
4. 潮流计算：根据建立的系统模型和谐波源模型，进行谐波潮流计算，得到各节点的谐波电流和电压的大小和相位。
5. 谐波分析：根据潮流计算结果，对系统的谐波问题进行分析，评估系统的谐波水平，确定可能存在的谐波问题及其影响。
6. 谐波治理：根据谐波分析的结果，采取相应的措施来减小谐波对系统的影响，如加装谐波滤波器、优化电源设备的设计等。
通过进行谐波潮流计算和谐波分析，可以有效评估和解决电力系统中的谐波问题，保证系统的稳定和可靠运行。
含分布式电源的配电网潮流计算
含分布式电源的配电网潮流计算一、本文概述随着可再生能源的快速发展和广泛应用，分布式电源（Distributed Generation，DG）在配电网中的渗透率逐年提高。
分布式电源包括风力发电、光伏发电、微型燃气轮机等，它们具有位置灵活、规模适中、与环境兼容性强等特点，是智能电网的重要组成部分。
然而，分布式电源的接入对配电网的潮流分布、电压质量、系统稳定性等方面都产生了显著影响。
因此，准确进行含分布式电源的配电网潮流计算，对于保障配电网安全、经济运行具有重要意义。
本文旨在探讨含分布式电源的配电网潮流计算方法。
本文将对分布式电源的类型、特性及其在配电网中的应用进行简要介绍。
将重点分析分布式电源接入对配电网潮流计算的影响，包括电源位置、容量、出力特性等因素。
在此基础上，本文将提出一种适用于含分布式电源的配电网潮流计算模型和方法，并对其准确性、有效性进行验证。
本文还将对含分布式电源的配电网潮流计算在实际工程中的应用前景进行讨论。
通过本文的研究，旨在为配电网规划、运行和管理人员提供一套有效的潮流计算工具和方法，以应对分布式电源大量接入带来的挑战。
本文的研究成果也有助于推动智能电网、可再生能源等领域的技术进步和应用发展。
二、分布式电源建模在配电网潮流计算中，分布式电源（Distributed Generation，DG）的建模是至关重要的一步。
分布式电源通常包括风能、太阳能、小水电、生物质能等多种类型，它们的接入位置和容量对配电网的潮流分布、电压质量、系统稳定性等方面都有显著影响。
建模过程中，首先需要明确分布式电源的类型和特性。
例如，对于光伏电源，其输出功率受到光照强度、温度等自然条件的影响，具有随机性和波动性；而对于风力发电，其输出功率则受到风速、风向、湍流强度等因素的影响，同样具有不确定性。
因此，在建模时需要考虑这些不确定性因素，以更准确地描述分布式电源的实际运行状况。
需要根据分布式电源的具体接入方式和位置，建立相应的数学模型。
配电网络的拓扑分析及潮流计算
在矩阵中第一、二列为支路的父节点与子节点，第三、四列是支路的电阻与电抗(与支 路编号对应)，第五、六列为子节点的有功负荷与无功负荷(与支路编号对应)；最后三行为 连支，其余为树支；连支子节点的负荷功率可以通过树支支路数据得到。 在这种存储方式下，当有连支闭合时，就应有树支打开，此时把连支的数据和树支相应 的数据进行互换得到新的结构数组，但是此时并不能保证连通和辐射。互换后，第一步检查 第二列是否有相同的子节点， 如果两行有相同子节点号，则对这两条支路中某一条支路的正 方向进行调整，保证子节点号不同。第二步是通过从根节点开始，搜索是否能到达所有的子 节点，否则网络不连通。
PL , j jQ L , j U
j
(2-6)
——节点 v 电压的共轭。 式中 PL , j jQL , j ——节点 v j 负荷功率的共轭； U j j
如果支路
bj
的末点
vj
不是末梢点，则支路电流
I j
应为该支路末点
vj
电流和其所有
子支路的电流之和，即
I I I j L, j k
0.8190 0.1872 0.7114 1.03 1.044 0.1966 0.3744 1.468 0.5416 0.5910 0.7463 1.289 0.7320 0.164 1.5042 0.4095 0.7089 0.4512 0.8980 0.8960 0.2030 0.2842 10.59 0.8042 0.5075 0.9744 0.3105 0.3410 2.0 2.0 2.0 0.5 0.5
kd
(2-7)
式中 d 为以节点 v j 为父节点的支路的集合。 显然，根据式(2-5)~式(2-7)，由末梢点向电源点第推就可以得到各支路的电流， 然后根据式(2-3)从电源点向末梢点回推就可以求得各节点电压。 前推回代法计算简单，内存需求少，是辐射网潮流计算的好方法。
谐波潮流计算
谐波潮流计算谐波潮流计算是电力系统中一种常用的计算方法，用于分析电网中的谐波扩散和影响。
谐波潮流计算主要是指在潮流计算的基础上，考虑电力系统中的谐波电流和谐波电压，进行电网的谐波分析和计算。
电力系统中的谐波问题是指电力系统中存在的非线性负载所引起的谐波电流和谐波电压。
这些谐波电流和谐波电压会对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成一定的影响。
因此，对于电力系统中的谐波问题进行准确的分析和计算是非常重要的。
谐波潮流计算的基本原理是根据电力系统中的谐波电流和谐波电压的特性，建立电力系统的谐波潮流模型，在此基础上进行潮流计算。
谐波潮流计算可以分为两个步骤：建立谐波潮流模型和进行谐波潮流计算。
在建立谐波潮流模型时，需要考虑电力系统中的各个元件（如发电机、变压器、线路、负载等）对谐波电流和谐波电压的影响。
对于线性元件，可以通过其阻抗或传输参数来描述其对谐波电流和谐波电压的影响；对于非线性元件，需要通过谐波电流和谐波电压的特性曲线来描述其对谐波电流和谐波电压的影响。
在建立谐波潮流模型时，还需要考虑电力系统中的谐波源，谐波源可以是电力系统中的非线性负载，也可以是电力系统外部的谐波源。
在进行谐波潮流计算时，首先需要确定电力系统中的谐波源和谐波电流的频率。
然后，根据建立的谐波潮流模型，利用节点电压法或潮流方程法进行谐波潮流计算。
在谐波潮流计算中，需要考虑电力系统中的各个节点的电压和相角，以及各个分支的谐波电流。
通过谐波潮流计算，可以得到电力系统中各个节点的谐波电压和相角，以及各个分支的谐波电流。
谐波潮流计算的结果可以用于分析电力系统中的谐波扩散和影响。
通过对谐波潮流计算结果的分析，可以评估电力系统中的谐波水平，判断电力系统中是否存在谐波问题，并采取相应的措施进行谐波控制和抑制。
谐波潮流计算还可以用于电力系统中谐波源的选址和容量的确定，以及谐波滤波器的参数设计。
谐波潮流计算是电力系统中一种重要的计算方法，可以用于分析电力系统中的谐波问题。
电力系统谐波潮流计算
电力系统谐波潮流计算电力系统谐波潮流计算是电力系统分析与计算中的一个重要问题。
随着现代电力系统中非线性负荷的普及和谐波污染的日益严重，对电力系统中的谐波进行准确的计算和分析变得越来越重要。
本文将从谐波潮流计算的概念、原理以及计算方法进行详细介绍。
一、谐波潮流计算的概念和原理谐波潮流计算是指在电力系统中考虑非线性负荷和谐波污染条件下，基于潮流计算原理和方法，计算电力系统中各节点电压、电流以及功率等谐波分量的数值。
谐波潮流计算的目的是为了评估电力系统中的谐波水平，确定谐波分量的大小和相位，从而为谐波的控制和滤除提供依据。
谐波潮流计算的基本原理是将电力系统中的非线性负荷模型化为一组等效的谐波电流注入节点，并利用潮流计算方法求解电力系统中各节点的谐波电压和电流。
谐波潮流计算需要考虑谐波电流与电压之间的非线性特性，以及谐波电流与电压之间的相互作用。
二、谐波潮流计算的方法谐波潮流计算的方法主要有直接方法和迭代方法两种。
1.直接方法：直接方法即通过直接求解非线性方程组来计算谐波潮流。
在直接方法中，通过将负荷模型化为谐波电流注入节点，建立非线性方程组，并通过数值方法求解该方程组得到谐波电压和电流的数值。
直接方法的优点是计算简单，速度快，但对于大规模复杂的电力系统计算效率较低。
2.迭代方法：迭代方法是通过迭代求解线性方程组来计算谐波潮流。
在迭代方法中，首先通过线性化处理，将非线性方程组转化为线性方程组。
然后通过迭代计算，逐步逼近方程组的解，直到满足收敛条件为止。
迭代方法的优点是适用于大规模复杂的电力系统计算，但计算速度较慢。
三、谐波潮流计算的步骤谐波潮流计算的步骤主要包括负荷建模、线性化处理、方程组的建立和求解、结果的分析和评估等。
1.负荷建模：将电力系统中的非线性负荷模型化为谐波电流注入节点。
根据负荷的特性和谐波分析的要求，选择合适的负荷模型，如线性等效模型、非线性等效模型等。
2.线性化处理：对非线性方程组进行线性化处理，将其转化为线性方程组。
电力系统谐波潮流计算
电力系统谐波潮流计算【摘要】谐波是指正常电流波形的一种失真，一般是由非线性负载发射的，谐波是频率达基频整数倍的电流或电压。
如今电力系统存在无数非线性元件从而对电网产生很大的影响。
电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。
下面结合非线性电路的特性及其理论论述了电力系统中谐波潮流计算的基本原理和方法。
【关键词】非线性负载；电力系统谐波潮流；谐波潮流计算0、概述以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。
随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，谐波的影响越来越严重。
因此，研究和分析谐波具有重要的实际意义。
谐波潮流计算是谐波问题研究中的一个重要分支，是了解电网谐波特性和进行谐波分析的重要手段，不仅可以描绘出各种工况下全网的谐波潮流分布，计算出各监测点的谐波指标，同时还可以分析产生各种谐波现象的内在原因，进而提出抑制谐波的措施。
本文从谐波的形成与谐波潮流计算进行论述。
1、谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的：（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。
（2）设备设计思想的改变。
过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。
现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。
例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。
图1为三相六脉动整流装置原理接线图，此时交流侧电流的傅里叶级数展开式为：可见交流侧电流含有谐波，谐波次数为（6K±1）次，各次谐波含有率为1/n.2、电力系统谐波潮流计算的主要算法电力系统谐波潮流计算的主要算法在含有谐波源的情况下，系统的潮流由基波潮流和谐波潮流两部分组成。
谐波潮流计算
谐波潮流计算
【原创版】
目录
1.谐波潮流计算的定义和背景
2.谐波潮流计算的基本原理
3.谐波潮流计算的方法
4.谐波潮流计算的应用和意义
5.谐波潮流计算的挑战和发展趋势
正文
谐波潮流计算是一种电力系统分析方法，用于计算电力系统中各节点的电压和电流的谐波分量。
随着电力系统的发展，谐波问题逐渐凸显，谐波潮流计算应运而生，成为解决谐波问题的重要手段。
谐波潮流计算的基本原理是基于电力系统的基本方程和谐波分量的
定义。
电力系统的基本方程包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
谐波分量是指电压和电流的频率是基频的整数倍的分量。
谐波潮流计算就是通过求解这些基本方程，得到电力系统中各节点的电压和电流的谐波分量。
谐波潮流计算的方法主要有以下几种：基于牛顿 - 拉夫逊法、基于快速迪科法、基于扩展欧拉法等。
这些方法各有优缺点，需要根据具体的电力系统特性和计算需求选择合适的方法。
谐波潮流计算在电力系统中具有重要的应用。
首先，它可以用于分析和预测电力系统中的谐波问题，为电力系统的规划和设计提供依据。
其次，它可以用于电力系统的运行和控制，有效地抑制和减少谐波对电力系统的影响。
尽管谐波潮流计算取得了显著的成果，但仍面临着一些挑战和发展趋
势。
首先，随着电力系统的规模和复杂性的增加，计算的难度和计算时间也在增加，需要发展更高效和更精确的计算方法。
其次，电力系统的谐波问题也在不断变化和发展，需要不断改进和完善谐波潮流计算的方法和理论。
总的来说，谐波潮流计算是电力系统分析的重要方法，对于解决电力系统的谐波问题具有重要的意义。
电力系统中的谐波分析和滤波算法
电力系统中的谐波分析和滤波算法电力系统是工业生产和居民生活中不可或缺的基础设施之一，它的稳定性和可靠性直接关系到社会经济发展和人民生活质量。
然而，在电力系统中，会产生诸如电机的旋转磁场、电子器件的非线性、电容器的谐振等诸多问题，这些微妙的电磁现象会引起各种电力质量问题，其中最常见的就是谐波。
什么是谐波？谐波其实是一种特殊的波形，它的频率是原始电源频率的整数倍，而且在电力系统中经常出现的谐波主要有5、7、11、13、17等奇次谐波和3、6、9、12等偶次谐波。
虽然说谐波的幅值很小，但是由于它是基波的整数倍，会出现周期性、不对称、非线性的波形，从而影响到电网运行的稳定性和电器设备的正常工作。
谐波的影响谐波的影响有以下几个方面：1. 电器设备的故障由于谐波会引起设备内部的过电压、过热、电磁干扰等故障，长期作用下会导致设备寿命缩短、质量下降，甚至会引起故障。
2. 工作效率低下设备受到谐波的影响后，其效率会下降，如电机的功率输出降低、磨损加快、损耗增大等。
3. 能源浪费谐波会导致照明、空调、电梯等设备的能源消耗增加，造成能源浪费。
4. 电能质量劣化谐波会使电网出现电压闪变、电流母线共模电压骤降、电磁干扰等电能质量问题。
如何解决谐波问题？解决谐波问题的方法是通过过滤器对谐波电流进行滤波，以达到抑制谐波、净化电源等目的。
目前，常见的谐波滤波器分为被动滤波器和主动滤波器两种。
1. 被动滤波器被动滤波器主要是通过电感、电容等元件来实现滤波的。
常见的被动滤波器有L-C滤波器、L-C-R滤波器、L-C-R-C-L滤波器等。
被动滤波器的优点是结构简单、安装方便、可靠性高，但是其缺点也很明显，比如只能固定抑制特定频率的谐波、消耗电能较大等。
2. 主动滤波器主动滤波器是利用现代电力电子技术设计的滤波器，能够根据电网中实际的谐波水平来自适应调节，以达到最佳滤波效果。
主动滤波器的核心部件是PWM逆变器和微处理器控制系统，其优点是能够实现精确的谐波滤波效果、消耗较少的电能等。
浅析配电网潮流计算的特点
浅析配电网潮流计算的特点潮流算法在电网输送电和调度等实际应用中已经初露端倪，起到了很明显的促进作用，一个完整的电网修复过程或者输配线重组过程都会涉及到海量计算，对于电网的优化过程是很关键的。
本文主要讲了配电网潮流计算的发展过程，配电网的潮流计算的基本概念，配电网潮流计算的难点，对潮流算法的几种方法进行了比较。
潮流计算作为电力系统稳态计算的基础，其解具有十分重要的意义，求解过程中可能遇到不收敛问题是潮流计算的重点和难点。
通过本文对配电网潮流可以有一个较为全面的了解。
标签：配电网潮流；研究现状；计算特点一、对配电网潮流现状的分析1、配电网潮流计算的研究现状近年来，许多学者对配电网潮流计算展开大量的研究，并出现了许多计算配电网潮流的算法，主要有：回路阻抗法，改进牛顿法，快速解耦法，前推回代法等。
虽然有些学者为使快速解偶法能在配电网得以继续应用而做了一些有益的尝试，如应用补偿技术处理R/X较大的线路，但这些方法都使算法复杂化，丧失了快速解偶算法原有的计算量小，收敛可靠的特点。
潮流算法多种多样，但一般要满足四个基本要求：I.可靠收敛，II.计算速度快，III.使用方便灵活，IV.内存占用量少。
他们也是对潮流算法进行评价的主要依据。
前推回代法在配电网潮流计算中简单实用，所有的数据都是以矢量形式存储，因此节省了大量的计算机内存，对于任何种类的配电网只要有合理的R/X值，此方法均可保证收敛。
算法的稳定性也是评价配电网潮流算法的重要指标。
一般情况下，算法的收敛阶数越高，算法的稳定性越差，前推回代法的收敛阶数为一阶，因此它也具有较好的稳定性。
比较而言，前推回代法充分利用了网络呈辐射状的结构特点，数据处理简单，计算效率高，具有较好的收敛性，被公认是求解辐射状配电网潮流问题的最佳算法之一。
2、配电网运行的特点及要求配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：（1）10kV中压配电网在运行中，负荷节点数多，一般无表计实时记录负荷，无法应用现在传统潮流程序进行配电网的计算分析，要求建立新的数学模型和计算方法。
阐述配电网的谐波及治理方法
阐述配电网的谐波及治理方法近年来，我国的社会经济发展迅速，经济的快速崛起对电力的需求也日益增加，导致用电负荷的不断加大，面对电力资源短缺的问题要加大新电厂的建设力度，同时对已有网路也要进行优化减少既有线路的电力损失，配电网路中的谐波就是导致电力损耗的一个重要因素，必须采取措施对其进行有效防治，从而真正提高输供电质量。
1 谐波具有的特征及其测度一个周期电气量的正弦波分量被称作为谐波，这种波的频率为基波频率的整数倍。
在经过理论分析后发现配电网的谐波主要是由非线性负荷引起的，非线性负荷所吸收的电流值与加载的端电压值呈现非线性的特征。
这种形式的负荷产生的电流为非正弦波，同时还会造成电压出现波形畸变的现象。
这种具有周期性的畸变波由傅立叶级数分解后会产生一些大量基频的分量，这些分量就被命名为谐波。
非线性负荷在产生基频整次谐波的同时还能够有比基频更低的次谐波，以及比基波高的非整数倍数的谐波。
要对供电质量进行完善就必须对存在的谐波展开治理，在此之前，必须对谐波的类型有清楚的认识，较为常见的谐波有准稳态、波动、快速变化和间谐波等4种类型。
由于波在变化过程中其随机性较大，想做到对其进行精准的变化量值分析较为困难，在通常情况下是通过运用数理统计的方式来对其实施测度的。
对某一区域或是全网的谐波进行测度较单点的测度更为复杂和困难，主要是要能够准确定位出谐波源以及采用何种测度模型进行测量。
在定位谐波源时通常运用功率方向技术与瞬时负荷参数分割技术。
分析谐波的模型包括非线性时域仿真模型、线性与非线性频率分析模型等3种。
它们都是对配网电路进行线性化修正，而在具体的修正模拟中采取了不同的技术手段。
2 配电网的谐波源分析在整个配电网路中发、输、配、用电各环节谐波都是存在的，但在入户用电环节其谐波的产生最大。
在发电环节，理论上三相绕组发电机应当是完全对称布置的，发电机铁芯同样应是均匀的，这样在运转工作中不会产生谐波，然而由于生产工艺水平和技术手段等多方面的原因，这种完全的均匀对称性无法实现，导致工作中仍然有一定量的谐波产生。
配电网潮流计算方法分析与实现
毕业设计报告(论文) 题目:配电网潮流计算方法分析与实现所属系电子工程系专业电气工程及其自动化学号********姓名刘坚圣指导教师刘海涛起讫日期2010.3 -------- 2010.6设计地点东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。
如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。
学生签名：日期：摘要配电网潮流计算是配电管理系统高级应用软件功能组成之一。
本课题在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。
由于配电网的结构和参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算必须采用相适应的算法。
配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支较多，配电线路的线径比输电网细导致配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。
配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理、收敛性及计算速度等进行了理论分析比较。
仿真算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，此方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。
关键词配电网，潮流计算，前推回代法AbstractFlow solution of distribution networks is one of software in DMS. Because of the different structures between transmission networks and distribution networks, the corresponding methods in flow solution of distribution networks must be applied. Distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular. Another characteristic of distribution networks is cabinet minister of distribution long than transmission networks. The line diameter of distribution networks is thin than transmission networks, it cause R/X is large of distribution networks and the line’s capacitance can neglect. Load flow calculation of distributions network use back/ forward sweep. It has some peculiarities such as simple procedures and good restrain and so on. This method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality.Key words :distribution network，load flow calculation，back/ forward sweep目录摘要 (III)Abstract (IV)1绪论 (1)1.1配电网的分类 (1)1.2配电网运行的特点及要求 (1)1.3配电网潮流计算的意义 (1)1.4配电网潮流计算的研究现状 (2)1.5Matlab运用简介 (2)1.6本课题要完成的工作 (4)2电力网基本元件模型 (5)2.1线路模型 (5)2.2变压器的模型 (8)2.3负荷的模型 (13)2.4电力系统节点分类 (14)2.5小结 (15)3配电网潮流计算的介绍与分析 (16)3.1配电网潮流计算的概述 (16)3.2配电网潮流计算的基本要求 (16)3.3配电网潮流计算的特点 (17)3.4配电网潮流计算的方法 (17)3.5辐射状配电网潮流计算方法比较 (21)3.6小结 (26)4 基于前推回代法的配电网潮流计算实例分析 (27)4.1配电网前推回代的基本算法 (27)4.2基于支路电流的前推回代法 (30)4.3基于支路电流的前推回代法求解步骤 (31)4.4基于支路电流的前推回代法德流程图 (34)4.5算例分析 (35)4.6小结 (42)5结论 (43)致谢 (44)参考文献（Referevces） (45)附录1：外文资料翻译………………………………………………………………………附录2：源程序………………………………………………………………………………1绪论1.1 配电网的分类在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网；配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。
谐波潮流计算范文
谐波潮流计算范文谐波潮流计算是电力系统中的一项重要工作，它用于评估电力系统中谐波电流和电压的分布情况，帮助电力系统的设计和运行，保证系统的可靠运行。
本文将介绍谐波潮流计算的基本原理、计算方法以及其在电力系统中的应用。
一、谐波潮流计算的基本原理谐波潮流计算是在电力系统中引入谐波电流和电压的情况下进行的一种潮流计算。
谐波电流和电压是由非线性负载引起的，例如电炉、整流器等。
这些负载会导致电网中发生谐波，产生谐波电流和电压，给电力系统的设计和运行带来一定的影响。
二、谐波潮流计算的方法1.解析法解析法是通过数学公式和解析方法来计算谐波潮流分布的方法。
这种方法适用于系统较小、结构简单的情况，可以快速计算系统中的谐波电流和电压。
在解析法中，首先需要建立系统的等效电路模型，将非线性负载建模为谐波电流和电压的源。
然后使用基于网络理论和代数方法的计算方法，可以得到各个节点和支路上的谐波电流和电压分布。
2.数值法数值法是通过计算机仿真和数值计算方法来计算谐波潮流分布的方法。
这种方法适用于系统较大、结构复杂的情况，可以更精确地计算谐波电流和电压。
在数值法中，首先需要建立系统的数学模型，包括电网的拓扑结构、线路参数和非线性负载的特性等。
然后使用数值方法，如有限差分法、有限元法等，对系统进行离散化，将连续的谐波潮流计算问题转化为离散的求解问题。
最后使用计算机进行仿真计算，得到各个节点和支路上的谐波电流和电压分布。
三、谐波潮流计算在电力系统中的应用1.设计和改造：谐波潮流计算可以帮助设计者评估电力系统中的谐波电流和电压分布情况，指导系统的设计和改造。
例如，在变电站的设计中需要考虑谐波电流的影响，选择合适的变压器、断路器等设备。
2.运行和维护：谐波潮流计算可以评估系统中谐波电流和电压的分布情况，帮助运行人员了解系统的谐波状态，及时采取措施防止谐波问题的发生。
在系统发生谐波故障时，谐波潮流计算可以辅助故障定位和故障分析。
3.谐波源控制：谐波潮流计算可以帮助确定非线性负载的谐波特性，指导谐波源的控制。
谐波潮流计算
谐波潮流计算摘要：一、谐波潮流计算的背景与意义1.电力系统中的谐波问题2.谐波对电力系统的影响3.谐波潮流计算在解决谐波问题中的重要性二、谐波潮流计算的方法1.传统谐波潮流计算方法a.基于矩阵的方法b.基于状态空间的方法2.现代谐波潮流计算方法a.基于神经网络的方法b.基于有限元的方法c.基于粒子群优化算法的方法三、谐波潮流计算的应用1.电力系统谐波分析2.电力设备故障诊断3.电力系统优化与控制四、谐波潮流计算的发展趋势与挑战1.高性能计算技术在谐波潮流计算中的应用2.大规模电力系统的谐波潮流计算3.非线性谐波潮流计算的研究正文：谐波潮流计算在电力系统中具有重要的应用价值，主要目的是解决电力系统中由于谐波问题导致的设备损坏、系统不稳定等问题。
谐波是指频率为基波频率整数倍的电压、电流分量，其产生的原因包括电力设备的非线性特性、电容电流等。
谐波对电力系统的影响主要表现在以下几个方面：1.对电力设备的影响：谐波电流在电力设备中产生附加损耗，导致设备温度升高，影响设备的寿命和安全。
2.对电力系统的影响：谐波会导致系统电压偏差增大，影响电能质量；同时，谐波还会引起系统不稳定，可能引发电力系统事故。
为了解决这些问题，谐波潮流计算应运而生。
谐波潮流计算是对电力系统中谐波电流、电压的分布和传输进行分析和计算的过程，可以帮助我们了解电力系统中谐波的产生、传输和分布规律，从而采取有效的措施抑制谐波。
谐波潮流计算方法有多种，传统方法主要包括基于矩阵的方法和基于状态空间的方法，这些方法在一定程度上可以解决谐波问题，但计算复杂度较高。
近年来，随着计算机技术的快速发展，谐波潮流计算方法也取得了突破性进展，例如基于神经网络的方法、基于有限元的方法和基于粒子群优化算法的方法等。
这些现代方法在提高计算效率的同时，可以更好地解决复杂的谐波问题。
谐波潮流计算在电力系统的应用非常广泛，主要包括电力系统谐波分析、电力设备故障诊断和电力系统优化与控制等。
配电网谐波特性分析与优化研究
配电网谐波特性分析与优化研究在现代工业中，电力系统是生产的基础设施，而配电网作为电力系统的重要组成部分，对于电能的传输和分配起着至关重要的作用。
然而，在配电网中，谐波问题一直是制约其稳定运行和供电质量的一个难题。
为了更好地解决配电网谐波问题，本文将从谐波特性分析和优化研究两个方面进行探讨。
一、配电网谐波特性分析1. 谐波的产生原因谐波是指频率是基波整数倍的电波，其在配电网中的产生原因主要有以下几点：（1）非线性负载的存在非线性负载是指电力系统中存在不服从线性关系的负载设备，如万能变频器、电子计算机和高压气体放电等设备。
与纯电阻性、电感性负载不同，非线性负载装置的特点是工作点在工作过程中不断变化，从而使得负载电流的波形失真，产生谐波成分。
（2）电力设备及设施的回路谐振不良的设计和变形不规则的电力设备和设施或者电缆在工作中可能会发生一些回路谐振现象，按照共振的特点会增大谐波的频率和振幅，从而对整个电网带来不良影响。
（3）系统接地方案不合适配电网接地方式有很多种，例如零线接地、中性线接地、铁引线或电抗器接地等，其选择应根据实际情况进行。
若接地方式不合适，将导致谐波产生和传播，影响电网的安全和稳定。
2. 谐波的影响谐波在配电网中的存在，会对电能的传输和供电质量造成很大的影响：（1）造成谐波电压谐波电线是一种电压波形失真的现象，电流谐波将导致电压波形的失真，进而对现有的电力系统基础造成影响。
（2）增大电能损耗由于谐波的存在，会增大电缆、变压器和发电机的损耗，如变压器谐波损失等。
（3）影响电气安全需要注意的是，谐波电流高峰在时间上均匀分布，不像整流电路电流具有脉冲性，谐波电流对电力设备的损伤与整流电流相当，还可能引发电火灾。
二、配电网谐波优化研究1. 谐波抑制的方法在实际的配电网中，可以采用以下几种方法来抑制谐波问题：（1）单独谐波过滤通过添加单独谐波过滤器，可以过滤掉谐波电流，提高电网运行的可靠性。
（2）使用电力电容器的谐波滤波在相应的负载中，加入电力电容器，可以降低谐波的电流，从而达到谐波滤波的效果。
浅谈配电网谐波
浅谈配电网谐波摘要：本文分析谐波基本性质和测量方法，对配网中谐波的来源和危害进行了详细说明，总结和提出了治理谐波的若干方法。
关键词：配电网；谐波供电质量包括系统电压、频率的合格率，峰值、超限电压持续时间、停电时间，以及电网谐波含量等诸多方面。
其中，谐波问题一直是主要的电能质量问题。
谐波存在于电力系统发、输、配、供、用的各个环节。
治理好谐波，不仅能降低电能损耗，而且能延长设备使用寿命，改善电磁环境，提高产品的品质。
1 电力系统谐波的基本特性和测量谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率是基波频率的整数倍数。
理论上看，非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。
非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系，这类负荷的电流不是正弦波，且引起电压波形畸变。
周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后，那些大于基频的分量被称作谐波。
非线性负荷除了产生基频整次谐波外，还可能产生低于基频的次谐波，或高于基波的非整数倍谐波。
电力系统中出现系统短路、开路等事故，而导致系统进入暂态过程引起的谐波，将不归属谐波治理的范畴。
要治理谐波改善供电品质，需要了解谐波类型。
谐波按其性质和波动的快慢可分成四类：准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。
因其多样性和随机性，在实际工作中，要精确评估谐波量值非常困难，所以在IEC6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定，推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。
兼顾数理统计和数据压缩的需要，标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了建议。
国标GB/T14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。
为简便实用，将实测值按由大到小的方式排序，在舍去前5%个大值后剩余的最大值，近似作为95%的概率值。
实际工作中，通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。
一般来说，将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点，测量该点的电压和注入公共电网的电流后，通过对电压和电流的分析，取得谐波测量资料。
谐波潮流计算
谐波潮流计算摘要：一、谐波潮流计算的概述二、谐波潮流计算的基本原理三、谐波潮流计算的方法四、谐波潮流计算的应用实例五、谐波潮流计算的优缺点正文：一、谐波潮流计算的概述谐波潮流计算是一种在电力系统中广泛应用的计算方法，主要用来分析和计算电力系统中的谐波电流和电压。
电力系统中的电流和电压通常包含基波和各种谐波成分，而谐波潮流计算就是通过分析这些谐波成分，来计算电力系统中的电流和电压分布情况。
二、谐波潮流计算的基本原理谐波潮流计算的基本原理是基于电力系统的基本电路理论，通过建立电力系统的等效电路模型，然后利用电路分析的方法，计算出电力系统中各节点的电流和电压。
在计算过程中，需要考虑电力系统中的各种元件，如发电机、变压器、线路、负载等，以及它们的电气特性。
三、谐波潮流计算的方法谐波潮流计算的方法主要有两种，一种是基于牛顿- 拉夫逊法（Newton-Raphson）的直接解法，另一种是基于快速迪科法（Fast Decoupled）的间接解法。
直接解法通过迭代计算，直接求解电力系统中的电流和电压；间接解法通过分解电力系统中的电流和电压，然后利用快速迪科法计算出各谐波分量，最后再合成得到电流和电压。
四、谐波潮流计算的应用实例谐波潮流计算在电力系统中有广泛的应用，如在电力系统的运行和规划中，可以用来分析系统的稳定性和可靠性；在电力系统的故障分析中，可以用来计算故障时的电流和电压分布，以便确定故障的位置和性质；在电力系统的谐波控制中，可以用来计算系统的谐波电流和电压，以便设计出有效的谐波控制策略。
五、谐波潮流计算的优缺点谐波潮流计算的优点是计算精度高，可以准确地计算出电力系统中的电流和电压分布；计算速度快，尤其是基于快速迪科法的间接解法，可以大大提高计算效率。
配电网谐波潮流计算
中图分类号 : T M861 文献标志码 : A 文章编号 : 1003 - 6954 (2009) 06 - 0029 - 04
谐波是电环境的污染物 。像很多其他形式的污 染一样 ,谐波的发生要影响整个电环境 , 而且可能波 及离谐波源很远的地方 。谐波会对电力系统和用户 造成一系列危害 ,比如引起系统局部谐振 , 增加附加 发热和损耗 ,造成设备故障 ; 导致电力设备不正常工 作 ,加速电力设备老化等 。因此 , 对配电网进行谐波 潮流计算 ,估算配电网电能质量情况 , 具有重要的现 实意义 。 中国中低压配电网的三相参数是不对称的 ,而且 由于低压侧单相负荷的存在 , 使得正常运行时 , 三相 负荷通常不对称 。对配电网谐波潮流分析宜采用三 相模型分析法 。如图 1 所示系统 ,假设有若干组谐波 源注入到配电网络 。如果配电网系统为线性无源系 统 ,则可应用叠加原理分别计算各次谐波 。通过直接 求解式 ( 1 ) ,即可求得系统各母线公共连接点的谐波 电压 [ V h ]。
谐波模型 ,并提出了配网谐波潮流计算的步骤和方法 。 关键词 : 配电网 ; 谐波 ; 潮流
Abstract: Three phase analysis method is recommended to the harmonic power flow calculation for distribution network w ith m iddle and low voltage level . The har monic em ission lim it and the harmonic superposition method in GB / T 14549 - 93 and GB / Z 17625. 4 - 2000 are analyzed. The three phase harmonic models of transformer, trans m ission line and load are estab2 lished. The p rocess of power flow calculation of distribution network is p resented. Key words: distribution network; harmonic; power flow
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Ｚ ＝ｆ ４ｒ ＋ ｉ
电抗 。
２ ４ 谐 波 源模 型 ．
（４ １）
式 中 ： 、 分 别 为 ｈ次谐 波 时 的 电动 机 等 值 电阻 、 。
由于集肤效应 ， 当谐波 次数 越高 时 ， 电线 谐波 电阻 也 输
【 文献标识码 】 Ｂ
率 Ｐ 。通 过 公 共 接 点 Ｐ ， ， 大部 分 基 波 功 率 Ｐ 。 负 载 吸 收 ， 被 还 有 小 部 分 基 波 功 率 Ｐ 。 入 换 流 装 置 ， 据 功 率 平 衡 流 根 有 ： ＋Ｐ ＋ ； 流 器 中非 线 性 的 电力 电 子 装 置 Ｐ。 ＝Ｐ 。 Ｐ ，换
正系数 ， 即不增加等值 Ⅱ 型电路 的个数 。
当谐波次数较高时 ， 电线路 的分 布参 数特性 比基波时 输
墨
明显 ， 为精确等效在 高次谐 波下 的阻抗 ， 用双 曲函数计 算 采 线路 的等值参数 。
Ｚｆ＝ ｓ（ ＾・ ） ＾ Ｚ ｈ・ ｈ ｒ １ （） ３
图 ２ 谐 波 潮 流 流 向 示 意
点 电压谐 波分量 对注入电流的影响 ， 于是式 （６ 简化为 ： １）
， ＝ ｋ Ｕ ） ｋ＝１３ ５ …ｈ ｋ ｇ （１ ， ，… （７ １）
式中 ： 为变压器折算 至高 压侧 的等值 阻抗 ； 变压 ｚ ｋ为
若假定基波 电压 在所研究 时间内基本不变 ， 谐波源各 次
注入谐 波电流由式（ ７ 确定 ， １） ， 为恒定值 ， 时谐 波源 可看 此
【 中图分类号】 Ｔ ７ ７ ２ Ｍ ２ ． １
谐 波 潮 流计 算 ｔ 是研 究 谐 波 问题 中 的一 个 重 要 内容 ， 通 过 谐 波 潮 流 计 算 确 定 配 电 网 各 节 点 的 谐 波 电 压 大 小 和 各 支 路 谐 波 电流 的大 小 ， 仅 能 判 断 是 否 存 在 谐 波 谐 振 ， 次 谐 不 各 波 电压 与 总 畸 变 率 是 否 符 合 国家 标 准 等 ， 能 找 出谐 波 现 象 还
（５ 可写为 ： １） ， ＝ｇ （ ， ３Ｕ ， … ， ｋ ＵｌＵ ， ５ … ｋ Ｕ） （６ １）
励磁 支路 ， 则变压 器的谐波 等值电路也可 以用 Ｒ—ｘ 串联支
路 等效。在高次谐波作用下 ， 绕组内的集肤 效应和邻 近效应 都变 得显著 ， 电阻值要 增大 ｊ此时 一般变 压器 的谐 波 阻抗 ， 可按 下式计算 ：
越 大 ， 常用 的导线 ， 对 电阻的变化情况可近似表示 为 ：
ｒ
谐波源是指 向电网注入 谐波 电流 或产生 谐波 电压 的电
。＝ ．８ｒ ＋ ．３ ￣ ０ ｈ ０２８０ ０ １８ ／ 】 ｌ
ｚ ｈ ＝ ｒ ０
（） ８
（） ９
气设备 。谐波污染 源可 分为两 类 ： 一类是传 统非 线性设 备 ， 如变压器 、 旋转 电机等 ， 其产生 的谐波污 染程度较低 ； 另一类
变压 器 的 Ⅱ 型 等值 电路
式中 ： ｒ ｚ 分别 为 ｈ次谐 波时的线路 特征阻抗 和传 播
常数 ， 由下列各式求 得 ： 可
２ ３ 负荷 模 型 ．
这里 的负荷指不包含谐波 源的其 它负荷 ， 在谐波潮 流计
算时 ， 波部分按节点 注入 功率看 待 ， 基 在谐波 网络 中则将它
１ 配 电 网谐 波潮 流
含 有 谐 波 源 的配 电 网 其 潮 流 由 基 波 潮 流 和 谐 波 潮 流 两 部 分 组 成 。谐 波 潮 流 是 由 基 波 潮 流 在 非 线 性 元 件 中转 换 产
总功率损耗为基波功率损耗和谐波功率损耗之和。 理论上 网络 中的谐 波功 率应在 基波 功率计算 中得 到平
， ＝ Ｕ ， ３ Ｕ ， … ， Ｃ ， ２ … ， ） ｋ ｇ （ １Ｕ ， ５ … ｋ Ｕ ， ｌＣ … Ｃ （５ １）
其 中 ：。 ｒ 分别 是谐波和基波 时单位长度 的电阻值 。 ｒ和 。
根据 导线 型号 ， 可查 出每千 米线 路的 阻抗 ， 由式 （ ） 式 （ ） ７ 、 ９ 计算 线路的谐波阻抗 。
２ ２ 变压 器 ．
变压器的励磁支路 因铁芯 的存在 ， 其非线 性程度 随着 电 压 的增 大而增大。在谐波次数较低 时 ， 变压 器绕组 间及 绕组 中匝间电容和对地 电容可 以忽略不计 ， 如果再 忽略变 压器 的
其中， ｋ＝１３ ５ … … ， ， 谐 波 次 数 ； 为 非 线 性 负荷 ，，， ｎ ｎ为 Ｊ
＝ｋ Ｚ Ｙ ＝（ ｋ一１ ／ ）（ ） Ｙ２ １ ） （ ２ Ｔ ＝（ 一ｋ ／ ｋＺ ） 器的非标准变 比。 （ １ １） （ ２ １） （ ３ １）
由于上述精确模 型计算 复杂 ， 许多学 者提 出了多种 简化
的谐波 源模 型 ， 中恒流源是最简单 和通 用的模型 。该模 型 其 认为基波 电压决定 了谐波 源所产 生 的谐波 电流而 不考虑 节
【 摘 要】 谐波潮流计算是谐波分析和谐波抑制的一项重要 内 为谐波分析 、 容， 谐波治理提供重要的依
据 。文章概述 了配 电网谐 波潮流机理 ， 系统各元件的等 效模型 ， 分析现 有谐 波潮流计 算的主要 方法 ， 对线 并
性分析法进行论述 。
【 关键词 】 配 电网； 谐 波潮流计算 ； 恒流源模 型
其 中 ， 电机 Ｇ 是基 波正 弦 电压 源 ， 经 由 网 络 阻 抗 Ｚ 发 它
［ 定稿 日期］０ ２— ２— ０ ２ １ ０ ２ ［ 作者简介］ 李灿 良（９ ６～） 男， 士研 究 生， 究方 １８ ， 硕 研
向 为 军用 电 力 系统 运 行 与控 制 。
＝ ＋ Ｒ
向通 过换流器 控制 的电阻负荷 尺 提供功 率。发
（ ） 始化 网络 各 节 点基 波 电压 ； １初
由于电网普遍装设 了各类滤波器 ， 一般情 况各次谐 波电 压在数值上远小 于基 波电压 ， 这样谐波 电压对 谐波 电流 的作 用 较小 ， 当计算精度要 求不 高时可 忽略 不计 ， 因此 在工 程实
际中 ， 流源模型得到广泛运用 。 恒
ＺＴ＝ＲＴ ＋ｘｎ ＝／ ＲＴ ＋ Ｔ ｈ ｉ ｈ ， １ ｒ １ ｈ （ ０ １） 式中 ： 、 、 、 Ｘ Ｚ ＲＴ Ｘ Ｒ ｈ 分 别 是 变 压 器 ｈ次 谐 波 阻
抗、 谐波 电阻、 谐波 电抗和基波 电阻、 基波电抗 ； 中 Ｒ 。Ｘ 其 、 可根 据变压器铭牌上的短路损耗 和短 路 电压数 据计算得 到。 通 常将 变压器折算 到高 压侧 ， 用变 压 器 的 Ⅱ 型等 值 电路 采 进行 等效变换 ， 如图 ４和 图 ５所示 。变压器 的等值参 数按下 列各 式计 算 ：
图 １ 基 本 潮 流 流 向 示 意
的参数为分布参数 的简单 中， ： 即
ＺＬ ＝（ ０ ＋ １ ｌ ｒｌ 如 ） （） １
Ｙ ｌ Ⅻｌ Ｌ
（） ２
式中 ： ｒ
ｂ 。 分别为单位长度线路的基波 电阻 、 波 基
电抗 和基 波导纳。由于配 电网线路一 般较短 ， 以不考虑 修 可
Ｚｈ Ｚ／ｏ 。 ＝Ｊ ｏ ｒ ． ｈ
ｒ ￣ ０ ＾ ／ Ｙｈ ｚ
看作是恒定阻抗 ｚ 。由于各类 负荷 比例随 时间 变化较 大 ，
要确定其等效谐波阻抗值是有 困难 的 ， 因此可 认为综合 负荷 为一等值 电动机 … ， 它的谐 波等值 阻抗值 为 ：
式中 ： Ｙ ＝ 分别 为 ｈ次谐 波 时单 位 长 度 的 阻抗 与 导 、 纳， 电导一般可 以忽 略。输 电线路 的电容和 电感 值可 近似认 为是 常量 ， 正常运行 时线 路 的电导 可以忽 略 ， 因而单 位长 度
挂 ｉ 睫 ｉ ｌ ・ 童 ｌ 程
配 电 网 谐 波 潮 流 计 算 浅 析
李 灿 良 龙 燕 赵 魏 文 李 恒 ， ， ， ， 蔚 洋
（ ． 放军 后 勤工程 学 院 ， １解 重庆 ４ １ １ ； ． 阳军 区 司令部 直工部 管理 局 ， 宁沈 阳 １０ ０ ） ０ ３ ２ 沈 １ 辽 ０ １ １
因而 ， 电线路单位长 度的谐 波阻抗为 ： 输 。 ＋ ０（Ｊｋ ｈ ｍ ｌ ｏ ｍ） ／
是现代 电力 电子设备 ， 包括荧 光灯 、 变频 器 、 开关 电源 等 ， 对
电网的畸变影 响较大 ， 目前主要的谐波 源。这两类谐波 源 是 所产生 的谐波 电流 ， 在已知节点电压和负荷 中电力 电子器件 开关控制参数 时， 可统一表示为 ：
四川 建筑
第３ ２卷 ５期
２ １ ．０ ０ ２ １
２９ ｌ
＿ 毒 政＿
窝 蘸
从 而可解得 网络 的各节点 的各次谐 波电压 ， 谐波潮流 具
（８ １）
作 内阻抗无穷大 的各次谐波 电流源 ， 可表示 为 ：
， ＝， ｋ ， ，… …ｈ ｋ 。 ｋ ＝１ ３５
体求解 步骤如下 ：
电压 源 ， 换流装置为非线性 负载 ； 而在谐 波网络 中， 电机 等 发 效为是谐 波阻抗 ， 换流 装置等 效为谐 波 电流源 ， 谐波 潮流 和
基 波 潮 流 的流 向是 相 反 的 。
２ 配 电网各元 件等值 电路 的谐 波参 数
配电网各 元件谐 波潮流的等效模 型与基波情 况下相 比 ，
电机 发出基波 功率 Ｐ 扣除一 小部分被 系统 阻抗 消耗 的功 ，Βιβλιοθήκη ２ｌ ８四川 建筑 Ｉ
第３ ２卷 ５期
２ １ ．０ ０ ２ １
藏
图 ４ 带理 想 变压 器 的 等 值 电路
图３
线路 的 Ⅱ 型 等值 电路
＝２
赢 端
（ ㈩ ４ ）
（） ５
（） ６
图５