基于MATLAB的电力谐波分析

目录

摘要 (2)

Abstract (2)

1：绪论 (2)

1.1课题背景 (2)

1.2谐波的产生 (3)

1.3电网中谐波的危害 (5)

1.4研究谐波的重要性 (5)

2：谐波的限制标准和常用措施 (7)

2.1国外谐波的标准和规定 (8)

2.1.1谐波电压标准 (8)

2.1.2谐波电流的限制 (9)

2.2我国谐波的标准和规定 (9)

2.2.1谐波电压标准 (10)

2.2.2谐波电流的限制 (11)

2.3谐波的限制措施 (12)

3：谐波的检测与分析 (15)

3.1电力系统谐波检测的基本要求 (15)

3.2国内外电力谐波检测与分析方法研究现状 (15)

3.3谐波的分析 (18)

3.3.1电力系统电压（或电流）的傅立叶分析 (19)

3.3.2基于连续信号傅立叶级数的谐波分析 (19)

4：电力谐波基于FFT的访真 (21)

4.1快速傅立叶变换的简要和计算方法 (21)

4.1.1快速傅立叶变换的简要 (21)

4.1.2快速傅立叶变换的计算方法 (21)

4.2 FFT应用举例 (22)

5：结论 (28)

附录： (28)

参考文献： (30)

致谢： (30)

基于MATLAB的电力谐波分析

学生：

指导老师：

电气信息工程学院

摘要：电力系统的谐波问题早在20世纪20年代就引起人们的注意，到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关换流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力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，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分的关注。

本文首先对目前国内外电力谐波检测与分析方法进行了综述与展望，并对电力谐波的基本概念、性质和特征参数进行了详细的分析，给出了谐波抑制的措施。并得出基于连续信号傅立叶级数的各次谐波系数的计算公式，推导了该计算公式与MATLAB函数FFT计算出的谐波系数的关系。实例证明：准确测量各次谐波参数，对电力系统谐波分析和抑制具有很大意义，可确保系统安全、可靠、经济地运行。同时实验结果表明，该法对设备要求不高，易于实现。

关键字：MA TLAB电力谐波分析

Harmonic Analysis of Electric Power System Based

On Matlab

Student:

Teacher:

Electrical and Information Engineering

Abstract:The harmonic problem of electric power system has caused the attention of people in1920s and 1930s.Until 1950s,owing to the development of high voltage direct current transportation electricity technology,people published a large number of theses about the electricity power system harmonic problem,which caused by the current transform device.Since 1970s,because of the speedly development of eletricity power electronics technology,the various electric power electronics devices were applied extensively in the electric power system,industry,traffic and family,but the harm which the harmonic creates was serious more and more.Many country of the world all pay attention to the harmonic problem.

Summary and Prospects of the first domestic and international power harmonics detection and analysis methods, and power harmonics of the basic concepts of the nature and characteristic parameters of a detailed analysis, given a harmonic suppression measures. Obtained based on the

Fourier series of continuous signal harmonic coefficient formula, the derivation of the formula and MATLAB functions, FFT calculated harmonic coefficient. Instance to prove: the accurate measurement of the harmonic parameters, and inhibition of great significance to ensure system security, reliable and economic operation of power system harmonic analysis. Experimental results show that the devices do not ask, easy to implement.

Keywords:MATLAB Power Harmonic Analysis

1：绪论

1.1课题背景

一般而言,理想的电力系统是以单一而固定的频率以及规定的固定幅值的电压水平供电的。然而，电网通常不能满足以上要求提供电能。实际中，由于电力电子技术的广泛应用，工业生产中的大功率换流设备、电子电压调整设备、电弧炉、非线性负载等将不可避免地产生非正弦波形，向电力系统注入了大量谐波电流，导致电压、电流波形发生了严重畸变。

电力系统谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。我国电力系统的额定频率为50Hz，则基波频率为50Hz，2次谐波频率为100Hz，3次谐波频率为150Hz等。在一定供电条件下，有些用电设备也会出现非整数倍谐波，称为间谐波或分数谐波。谐波实际上就是一和干扰量。现在，由谐波引起的正弦电压和电流的波形畸变已成为危害电能质量的主要原因之一。

谐波电流和谐波电压的出现，恶化了供电系统所处的环境，无疑是公用电网的一种污染。并且近年来，由谐波引起的各种故障和事故不断发生，其严重性已引起了人们的高度重视，它对电力系统的危害主要体现在以下几个方面：

(1)谐波会增加输、供和用电设备的额外附加损耗，损害其绝缘性能，降低寿命和可靠性；

(2) 谐波可导致继电保护和自动装置的误动作，影响电力系统正常运行；

(3)由谐波引起的谐振，会提升谐波的幅值，造成电容器和其它设备因大电流损坏；

(4) 电力谐波会对电视接收机、计算机图形画面产生波动，严重时损害机器；