电力系统谐波负荷简介及谐波估算
变频器谐波计算说明
变频器谐波计算说明一、什么是变频器谐波计算二、变频器谐波的影响谐波对电力系统和设备的影响主要表现在以下几个方面：1.电力系统负载能力受限：谐波会增加设备的总谐波电流，使得电流变形，影响电力系统的电能负荷，使得系统的谐波负荷能力降低，可能导致设备过载。
2.电力系统能耗增加：谐波电流会增加系统的线损，在电缆和变压器等设备中产生额外的损耗，增加了电力系统的耗能量。
3.电力系统电压失真：谐波电流会造成电力系统电压波形失真，导致电源电压质量降低，影响系统的电能质量。
4.设备故障率增加：谐波会影响设备的工作稳定性和寿命，容易造成设备的接线松动、线圈过热、设备损坏等故障。
5.其他方面：谐波还可能对电力系统中的其他设备和设施造成恶劣影响，如声音、遥控干扰等。
三、变频器谐波计算的方法1.根据理论计算方法进行计算。
通过分析变频器内部电路的结构特点、电源供电特性以及负载特性，可以进行数值计算或仿真计算，得到谐波的幅值、频率等参数。
2.根据实测数据进行计算。
通过使用谐波分析仪等测试设备，对变频器输出的电流和电压进行实时监测采样，然后根据采样数据计算谐波的含量、频率等参数。
3.根据经验公式进行计算。
对于一些常见的变频器机型和负载条件，可以根据经验公式进行近似计算，得到谐波的大致值。
四、变频器谐波计算的注意事项在进行变频器谐波计算时，需要注意以下几个问题：1.确定计算的范围：根据实际情况确定计算的范围，包括变频器的输出电流、电压、负载性质等参数。
2.选择合适的计算方法：根据实际情况选择合适的计算方法，考虑计算的准确性和可行性。
3.考虑负载的变化：在实际运行中，负载可能会有变化，需要考虑负载的变化对谐波的影响。
4.选择合适的滤波器：如果谐波对设备和系统造成了较大的影响，可以考虑安装滤波器来降低谐波的含量。
五、变频器谐波计算的应用领域1.电力系统的谐波分析和优化设计。
2.变频器选型和系统配置。
3.电力系统谐波监测和故障诊断。
4.设备和系统的谐波保护和滤波。
谐波含量估算方法
根据行业类型来估算项目谐波；
2、谐波电流(A) = [变压器容量(Kva)× 0. 8 ÷380
÷1. 732]×谐波畸变率(注：0. 8为变压器的预估使用比例系数)；
3、示例，现有一在建写字楼，其自备变压器容量为
1000Kva，要对整个写字楼进行谐波治理，估算需治理
要治理的谐波容量大小为
UPS（带补偿）
10%—25%
UPS（不带补偿）
40%—80%
节能灯
15%—30%
电焊机
25%—58%
变频器
33%—50%
LED灯
15%—20%
因为负载为变频器，其典型THDi取值为33%，且为三
相平衡负载，根据上述谐波电流的计算公式可得：
谐波电流=(180×1000÷380V÷1. 732)× 33%=90. 3A
器。
钢铁行业
30%
热轧机、冷扎机、电焊机、
中频炉、电弧炉
港口行业
25%
吊机、电机、变频器、高压灯
橡胶行业
25%
密炼机、调速电机、变频器
石油化工
35%
水泵、油泵、变频器、行业
25%
变频器、电机
电气化铁路
20%
牵引电机、整流设备
其它行业
20%
非线性负载的集合
水处理厂
35%
变频器、软启动器
如左图参考表格可知办公楼宇的THDi参值为15%，
根据上述谐波电流的计算公式可得：
谐波电流= (1000 × 1000 × 0. 8÷380÷1. 732) ×
15%=182. 3A
办公楼宇的负载一般为三相不平衡负载，
电力系统中的谐波问题与分析技术研究
电力系统中的谐波问题与分析技术研究引言：现代社会对电力的需求越来越大，电力系统的稳定运行对于社会经济的发展至关重要。
然而，电力系统在运行过程中会面临一些问题，如谐波问题。
谐波是电力系统中的一种普遍现象，它对系统的稳定性和设备的正常运行产生了不可忽视的影响。
因此，对电力系统中的谐波问题进行深入研究和分析，提出相应的解决方法和技术手段是非常必要的。
一、谐波问题的定义与影响1. 谐波的定义谐波是指电力系统中存在的频率是基波频率整数倍的谐振现象。
电力系统中产生谐波的主要原因包括非线性负载、发电机组的谐波励磁和谐波源的接入等。
谐波问题主要表现在电压和电流波形畸变、系统损耗增加以及设备寿命缩短等方面。
2. 谐波问题的影响谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：（1）设备损坏：谐波会导致电力设备的工作电流和温度升高，进而加速设备的老化和损坏；（2）电网损失：谐波会导致电网中的有功和无功损失增加，降低系统的效率；（3）通信干扰：谐波会对通信设备产生干扰，降低通信质量和可靠性。
二、谐波分析技术为了解决电力系统中的谐波问题，需要进行谐波分析，找出谐波源，并提出相应的处理措施。
目前，谐波分析技术主要包括频谱分析和时域分析两种方法。
1. 频谱分析频谱分析是通过观察电力系统中各频率成分的振幅和相位关系，以及谐波频率分布情况来分析谐波问题。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
（1）傅里叶变换傅里叶变换能够将信号在频域中分解成各个频率成分，并得到各频率成分的幅度和相位信息。
通过对电压或电流波形进行傅里叶变换，可以得到具体的谐波频率及其振幅，从而判断谐波的产生原因。
（2）小波变换小波变换是一种时频分析方法，能够同时提供时间和频率信息。
它通过对信号进行连续的分解，得到各个频率成分在时域和频域上的分布情况，更能反映谐波在时间上的变化特性。
2. 时域分析时域分析是通过观察电力系统中各时刻的电压和电流波形来分析谐波问题。
常用的时域分析方法包括快速傅里叶变换和窗函数法。
21.供电系统中的谐波概述详解
供电系统中的谐波概述详解概述来源“谐波”一词起源于声学。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
定义谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。
正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
泛音是物理学上的谐波，但次数的定义稍许有些不同，基波频率2倍的音频称之为一次泛音，基波频率3倍的音频称之为二次泛音，以此类推。
傅里叶级数法国数学家傅里叶在1807年就写成关于热传导的基本论文《热的传播》，向巴黎科学院呈交，但经拉格朗日、拉普拉斯和勒让德审阅后被科学院拒绝，1811年又提交了经修改的论文，该文获科学院大奖，却未正式发表。
傅里叶在论文中推导出著名的热传导方程，并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示，从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。
傅立叶级数（即三角级数）、傅立叶分析等理论均由此创始。
1822年，傅里叶出版了专著《热的解析理论》（Theorieanalytique de la Chaleur ，Didot ，Paris，1822）。
这部经典著作将欧拉、伯努利等人在一些特殊情形下应用的三角级数方法发展成内容丰富的一般理论，三角级数后来就以傅立叶的名字命名。
电力系统谐波
浅谈电力系统谐波摘要：本文介绍了谐波的产生、来源以及并联谐振和串联谐振，谐波对电网以及其他用电设备的不良影响。
并简要地介绍了负序的概念和它的产生原因。
对其影响做了定性的论述，最后对当今谐波的滤除方法做了介绍，主要包括无源滤波器以及有源滤波器对谐波进行滤除。
关键词：谐波；滤波器；电力系统中图分类号：tm714 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）02-0217-01一、电力系统谐波简介谐波是电力系统中一种较频繁出现的有害现象，由于它的产生会对电力系统产生很大的负面影响，已经引起人们对他的担忧和关注。
当在电力系统中接入非线性负载时，即使电源都以国家标准频率供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时，除了产生工频频率的正弦电压或电流，还会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，若对这些电压或电流用富氏级数展开，就会得到电力谐波。
谐波是一个电气量的正弦分量，它具有周期性，它的频率不同于是基波频率，是它的的整数倍。
当给非线性设备供电时，这些设备在传递、变换、吸收系统发电机所供给基波能量的同时，也会把部分基波能量以谐波形式储存，继而向系统回送大量的高次谐波，以至于影响电能质量，给用户用电带来不便。
目前我们将产生高次谐波的谐波源主要分为三类：1.铁磁饱和型：铁芯设备，如变压器、电抗器等，其表现出非线性铁磁饱和特性，产生以高次为主的谐波。
2.电力设备开关型：包括各种整流器件、电子开关和可控晶闸管等，这些设备产生的谐波以1，3，5次谐波为主。
3.电弧型：电力高压断路器在断开闭合时瞬间，炼钢电弧炉在工作期间及交流电弧焊机在焊接期间，电弧剧烈燃烧所形成的电弧电压与电流的会具有高度非线性，产生以一定次数的谐波。
二、电力系统谐波产生原因电力系统中的谐波从大类上可主要划分为电压谐振和电流谐振两种形式。
三、电网谐波的来源1.发电源质量不高产生谐；2.输配电系统产生谐波；3.用电设备产生谐波。
四、负序简介负序是由于三相负荷的不平衡引起。
电力系统的谐波分析与控制
电力系统的谐波分析与控制在现代社会中，电力系统成为了人们生活中不可或缺的一部分。
然而，电力系统中常常存在着各种谐波问题，如谐波电流、谐波电压等。
这些谐波不仅会影响电力设备的正常运行，还会对电网稳定性造成威胁。
因此，对电力系统的谐波进行分析与控制显得尤为重要。
首先，我们来了解一下什么是谐波。
谐波是指在电力系统中频率为基波频率的整数倍的电压或电流成分。
通常情况下，电力系统中的基波频率为50Hz（或60Hz），而谐波则会产生在100Hz（或120Hz）、150Hz（或180Hz）等等。
为什么会产生谐波呢？谐波的产生主要是由于非线性负载引起的。
在电力系统中，非线性负载很常见，例如电子设备、整流器、变频器等。
这些负载会导致电流波形变得不规则，产生各种谐波成分。
此外，电力系统中的谐波也可能是由于电感和电容等元件所引起的。
谐波对电力系统的影响是多方面的。
首先，谐波会造成电网的频率偏离基波频率，从而对电力系统的稳定性产生威胁。
其次，谐波会导致电力设备的性能下降，甚至损坏设备。
最后，谐波还会对电力系统中的其他用户造成干扰，例如电视、音响等设备可能会出现图像和声音失真的问题。
那么，如何进行电力系统的谐波分析呢？首先，可以采用谐波分析仪进行测量，以获取电流和电压的波形和频谱信息。
这些波形和频谱信息能够反映出电力系统中不同谐波成分的情况。
接下来，可以利用计算机对测量到的数据进行处理，得到更加详细的谐波分析结果。
谐波的分析结果可以包括谐波畸变率、谐波电流的总畸变率等等。
在进行谐波分析的基础上，电力系统的谐波控制也显得尤为重要。
一种常见的谐波控制方法是采用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种专门用于消除谐波的装置，可以将谐波成分滤除，从而保持电力系统中的基波幅值和相位。
此外，还可以通过控制负载端的非线性特性来进行谐波控制。
例如，在电力系统中加入适当的电容或电感元件，可以改变电流和电压波形，减小谐波成分。
除了上述方法外，新兴的电力电子技术也为谐波控制提供了新的解决方案。
供 电 系 统 的 谐 波
供电系统的谐波一、谐波定义供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值（n=fn /f1) 称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics)或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。
二、谐波源向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。
具有非线性特性的电气设备是主要的谐波源，例如带有功率电子器件的变流设备，交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。
我国工业企业也越来越多的使用产生谐波的电气设备，例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-交变频装置、轧钢机直流传动装置、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧炉等。
这些设备取用的电流是非正弦形的，其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。
谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况，而与电网参数无关，故可视为恒流源。
各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关，称为该电路的特征谐波。
对称三相变流电路的网侧特征谐波次数为：…（正整数）式中p为一个电网周期内脉冲触发次数（或称脉动次数）。
除特征谐波外，在三相电压不平衡，触发脉冲不对称或非稳定工作状态下，上述电路还会产生非特征谐波。
进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波，如果5，7，11，13次等。
对于p脉动的变流电路，假定直流侧电流为理想平滑，其网侧n次谐波电流与基波电流之比为：式中为换流重叠角。
估算时可取。
如直流侧电流波纹较大，则5次谐波幅值将增大，其余各次谐波幅值将减少。
当电网接有多个谐波源时，由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同，其和将小于各分量的算术和。
变压器激磁电流中含有3，5，7等各次谐波分量。
由于变压器的原副边绕组中总有一组为角形接法，为3次谐波提供了通路，故3次谐波电流不流入电网。
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。
电力系统中的谐波分析技术及应用教程
电力系统中的谐波分析技术及应用教程简介：在电力系统中，谐波分析技术被广泛应用于电力质量监测与评估、设备故障诊断与排除、谐波滤波器的设计等方面。
本文将介绍电力系统中谐波分析的基本原理、常用的谐波分析方法以及谐波分析在电力系统中的应用。
一、谐波分析的基本原理1.1 谐波的概念谐波是指波形与基波具有相同频率但具有不同幅值和相位的波形。
在电力系统中，谐波是由非线性负载和电力设备引起的。
常见的负载谐波包括电弧炉、变频器、电子设备等。
1.2 谐波分析的原理谐波分析的基本原理是将电力系统中的电压和电流信号经过傅里叶变换，将复杂的波形分解为一系列的正弦波，然后通过计算得到各个谐波分量的频率、幅值和相位。
根据这些参数，可以评估电力系统中的谐波程度，进而采取相应的措施进行修复或优化。
二、谐波分析方法2.1 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是最常用的谐波分析方法之一，它可以将时域信号转换为频域信号。
通过FFT分析，可以得到电力系统中各个谐波分量的频率、幅值和相位，并进一步计算谐波总畸变率（THD）等参数。
FFT算法的优势在于高速、高效，并且可以利用现有的计算平台进行实时分析。
2.2 小波变换小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时间域和频域信息。
相比于FFT，小波变换在时域和频域的分辨率上更具优势，能够更准确地分析瞬态过程和短时谐波。
小波变换在电力系统中的应用越来越广泛。
2.3 自适应滤波器法自适应滤波器法结合了信号处理和协方差分析原理，可以自动识别和消除电力系统中的谐波。
通过建立自适应滤波器，可以实时跟踪电力系统中的谐波分量，并对其进行有效的滤波补偿。
自适应滤波器法在电力系统的谐波控制中具有重要的应用价值。
三、谐波分析在电力系统中的应用3.1 电力质量监测与评估谐波对电力质量产生显著的影响，会导致电压波动、电流畸变、设备损坏等问题。
通过谐波分析，可以准确评估电力系统中的谐波情况，及时发现潜在问题，并采取措施改善电力质量。
配电系统中谐波电压、电流含量用EXCEL表格快速估算
ST(kVA) 合成后的THDI THDI的允许值 合成后的THDU THDU的允许值 总谐波电流含量IH(A)
6.00%
0.82 0.90
0.40
1250.00
24.3
15.9
6.30
5
378.8
电容器对谐波的放大自动计算表-----编制人：赵燕平、王旭辉
电容器对谐波的放大自动计算表
补偿后的功率因数
c．计算各分组的谐波电流： I n.i I1.i HRI n.i 。
1
d．计算谐波的合成电流： In KT
I n.i
i
（ KT 为同期系数）。
取值见下表（表 3）（参见 GB/Z 17625.4-2000）
谐波次数
n 5 1
5 n 10 n 10
1.4
2
e．计算总的谐波电流含量： I H I n 2 。
配电系统谐波自动计算表 ----- 编制人：赵燕平、王旭辉
配电系统谐波自动计算表
用电设备组 名称
谐波数据：In/A、HRIn/%、THDi/%
设备 容量 /KW
Kx cosφ
Pjs /kW
Qjs /kvar
n=1 I1.i
n=3 HRI3
n=5 HRI5
n=7 HRI7
n=9 n=11 n=13 n=15 n=17 n=19 n=21 n=23 n=25 HRI9 HRI11 HRI13 HRI15 HRI17 HRI19 HRI21 HRI23 HRI25 THDI.i
U U1 1 THDU2 ,当THDU2 <<1 时，U U1 U e , 依据 GB/T 14549-93 附录 C2：
HRUn
3 nU N I n 103 Sd
配电系统中谐波电压、电流含量用EXCEL表格快速估算
二、 公式推导 2.1 基本公式：
依据《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549-1993 附录 A n 次谐波电流含有率:
HRIn In 100 % I1
( A1)
谐波电流含有量:
IH
I
n2 n
2
(A2)
n 次谐波电压含有率:
HRUn Un 100 % U1
短路容量 Sd(MVA) -3.33 279.5 -0.43 0.54 185.3 0.65
补偿容量QC(kvar) 2.27 42.2 0.31 2.40 19.3 0.29
荧光灯 办公室PC机 IT设备 精密、一般空调 (均为线性负荷) 电梯 (6P变频调速) 智能化机房 UPS(6P)
合成后的 815.2 620.15 1556.27 279.5 185.3 138.4 98.2 42.2 19.3 3.5 7 6.6 0 0 0 24.3 谐波值In 变压器短路电压 负载率 同期系数KT Ue(kV) ST(kVA) 合成后的THDI THDI的允许值 合成后的THDU THDU的允许值 总谐波电流含量I H(A) 百分比UK% F 6.00% 0.82 0.90 0.40 1250.00 24.3 15.9 6.30 5 378.8
2.3.1 谐波电压含量 由式（4）得出：
2 2 U U 1 1 THDU ,当 THDU <<1 时， U U 1 U e ,
依据 GB/T 14549-93 附录 C2：
HRU n 3 nU N I n 100 % 10 3 S d
由式（2）得
THDU
3 U N
6.5 12
3.7 4.1 3.2 6.0 2.8 5.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.1
电力系统中的谐波检测与特征提取算法研究
电力系统中的谐波检测与特征提取算法研究摘要：电力系统中的谐波问题对系统运行与电能质量产生了很大的影响。
因此，谐波检测与特征提取成为了电力系统中一个重要的研究领域。
本文将介绍电力系统中谐波的概念，谐波检测的方法以及谐波特征的提取算法，并讨论了它们在电力系统中的应用。
1. 引言在电力系统中，谐波是指频率为原电力频率的整数倍的波动，在电力系统中产生的主要原因是非线性负载和电力设备的存在。
谐波问题对电力设备的正常运行和电能质量产生了很大的影响，因此谐波检测与特征提取算法的研究变得尤为重要。
2. 谐波检测方法谐波检测是指通过某种方法对电力系统中的谐波进行检测和测量。
目前常用的谐波检测方法包括频谱分析法、滤波法和基于小波变换的方法。
2.1 频谱分析法频谱分析法是通过分析系统中的频谱成分来检测谐波。
常用的频谱分析方法包括傅里叶分析法和快速傅里叶变换（FFT）法。
这些方法可以将电力信号从时域转换到频域，通过分析信号频谱得到谐波的频率和幅值信息。
2.2 滤波法滤波法是通过设计合适的滤波器来滤除谐波信号。
常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器。
通过将电力信号经过滤波器处理，能够滤除谐波成分，从而实现谐波检测。
2.3 基于小波变换的方法小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时域和频域信息。
基于小波变换的谐波检测方法能够更加准确地检测到各个谐波的频率和幅值。
3. 谐波特征提取算法谐波特征提取是指通过某种算法从谐波信号中提取出有用的特征信息，以便于进一步的分析和处理。
常用的谐波特征提取算法包括峰值检测算法、谐波分解算法和小波包分析算法。
3.1 峰值检测算法峰值检测算法是一种简单直观的特征提取方法，通过检测谐波信号中的峰值点来提取谐波特征。
该算法适用于谐波幅值较大的情况，但对于低幅值的谐波较难检测到。
3.2 谐波分解算法谐波分解算法是一种将谐波信号分解为基波和谐波成分的方法，常用的算法包括快速傅里叶变换和小波变换。
电力系统中的谐波分析技巧
电力系统中的谐波分析技巧谐波是在电力系统中经常发生的一种现象。
它们是电力系统中除了基波（频率为50Hz或60Hz）外的其他频率成分。
谐波会导致电力系统中电压和电流的失真，进而影响系统的稳定性和运行质量。
因此，对谐波进行准确的分析和评估对于保障电力系统的正常运行至关重要。
本文将介绍电力系统中的谐波分析技巧，帮助读者更好地理解和处理谐波问题。
一、谐波分析的基本概念谐波分析是对电力系统中出现的谐波进行定量分析和评估。
其目的是确定谐波的源头、频率、振幅和相位等参数，以便采取相应的措施来减少谐波的影响。
谐波分析的基本工具是傅里叶级数和傅里叶变换，通过将谐波信号展开成一系列正弦函数的和，可以得到谐波的频率和振幅。
二、谐波分析的步骤1. 数据采集：首先需要采集电力系统中的电压和电流信号。
这可以通过专门的谐波分析仪器或传感器进行实时监测，也可以利用历史数据进行离线分析。
2. 信号处理：采集到的电压和电流信号需要进行预处理，包括滤波、去直流、采样等步骤。
滤波可以去除干扰信号，去直流可以使信号的均值为零，采样可以将连续信号转换为离散信号。
3. 傅里叶变换：对预处理后的信号进行傅里叶变换，将时域信号转换到频域。
傅里叶变换可以把信号分解成谐波的频率、振幅和相位信息，方便后续的分析和处理。
4. 谐波分析：对傅里叶变换得到的频谱进行分析，确定谐波的频率、振幅和相位等参数。
可以使用傅里叶级数展开法、阶梯逼近法等方法来拟合频谱，得到谐波的具体特征。
5. 故障诊断：根据谐波分析的结果，判断谐波是否达到了规定的限值，以及谐波的源头是否来自电力系统内部或外部设备。
如果谐波超过了限值，需要进一步诊断故障原因并采取相应的措施。
三、谐波分析的技巧1. 选择合适的谐波分析仪器：根据实际需求选择合适的谐波分析仪器，包括采样率、频率范围、精度等参数。
仪器的选择应考虑到分析任务的复杂性和精度要求。
2. 合理设置采样参数：采样率和采样时长是影响谐波分析结果的重要参数。
电力系统谐波状态估计算法综述
电工电气 (2019 No.9)
电力系统谐波状态估计算法综述
1 谐波状态估计数学模型
谐波状态估计是在谐波情况下建立三相系统模
型，以有限的含噪声量测数据作为输入，选择合适
的状态估计器，对状态变量进行“最优”估计，实 现对谐波源位置、类型和注入电流大小的识别 [4]。
根据网络拓扑和元件参数，其数学模型为：
根据 x 的选取不同，谐波状态估计算法可分为
谐波电流状态估计和谐波电压估计；根据 x 能否被
连续估计，谐波状态估计算法又可分为静态估计算
法和动态估计算法。本文针对谐波阻抗是否已知对
现有的谐波状态估计算法进行分类阐述。
2 谐波阻抗已知的谐波状态估计
基金项目：国家自然科学基金项目 (51577086)；电力传输与功率变换控制教育部重点实验室开放课题 (2016AA02) 作者简介：俞明 (1995- )，男，硕士研究生，研究方向为电能质量分析和控制；
吕干云 (1976- )，男，教授，博士，研究方向为电能质量分析和控制、分布电源接入优化、人工智能技术在电力系统 中的应用。
关键词：电力系统；谐波；状态估计；谐波阻抗 中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2019)09-0001-06
Review on Harmonic State Estimation Algorithm of Power System
YU Ming1, LYU Gan-yun1, WEI Peng1, JIANG Xiao-wei2 （1 School of Electric Power Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China;
谐波电流含量的估算以及有源电力滤波器的应用
谐波电流含量的估算以及有源电力滤波器的应用安科瑞杨澜1、谐波电流估算对于已投运配电网的谐波治理工程，可通过电能质量现场测试，得到配电系统进线和较大容量非线性用电设备的谐波电流发生量以及频谱分布。
对于新建项目，设计阶段电气设计人员不能直接获得荷率取值0.7，I THD 建议取值为25%，代入公式可得3.30625.025.014.037.012502=⨯+⨯⨯⨯=H I （A），建议选择300A 的有源滤波器进行谐波治理。
2、有源电力滤波器ANAPF 系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。
其原理为：ANAPF 系列有源电力滤波器通过CT 采集系统谐波电流，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。
3、应用场所工业领域港口码头商业中心城市轨道交通医院行业冶金行业城市轨道交通存在大量荧光灯、UPS电源、变频器及软启动装置，均会产生大量谐波，使得电力系统正弦波畸变，电能质量降低。
谐波进行综合治理，给交通安全、顺畅带来保障。
医院行业主要是核磁共振机、CT机等设备会产生大量谐波，大量先进医疗设备对供电电源的谐波质量要求非常高，如果不进行治理，很可能造成检测数据误差大，设备之间干扰不能正常工作，造成严重的医疗事故。
谐波治理后，降低了用电隐患。
冶金行业中大量使用了电弧炉、加热炉、轧机等，这些负载不仅容量大，而且大部分为感性负荷，在不使用无功补偿装置的情况下，功率因数极低，且产生大量畸变的谐波，严重危害电力系统的安全运行和电气设备安全经济地运行。
体育馆、演播中心这类场所，主要就是大量舞台灯光、LED屏幕、高杆灯等设备产生谐波。
使得电能质量变差，及时进行谐波治理可保障设备本身的使用效果，给用电带来保障。
4.4电力系统谐波潮流计算
画出基波潮流和谐波潮流网络，可以写出基波节点 导纳矩阵和谐波节点导纳矩阵。
4.4.2 对称系统的谐波潮流计算
数学模型 （1）基波功率平衡方程
P Psp P 0 Q Qsp Q 0
P、Psp、P
分别为节点基波有功功率偏差量、注入有功功率的给定值及计算值
Q、Qsp、Q 分别为节点基波无功功率偏差量、注入无功功率的给定值及计算值
Z Lh h R1 jhX 1
R Ln
用负荷的额定功率和额定电压为基准，其基波负序电阻 和基波负序电抗可取下列标幺值
R1 jX 1 0.4 j 0.35
jX
Ln
当在负荷点处接有大容量的无功补偿装置时，，应将电 容器作为一个独立支路。
X Cn X C1 n
在零序性的高次谐波网络里，可忽略负荷支路
ch nl 1 Yln 2 Z Cn sh nl
Z Cn Z 0 n / Y0 n
n n _ j n Z 0 nY0 n
Z Cn n
——分别为n次谐波时的特 征阻抗和传播常数，均为 复数。
负荷
除去谐波源后电力系统的其他负荷，主要是工业负荷， 主要成分为由异步电动机群组成的动力负荷
jX
G h
X Gn nX G1
基波计算：按发电机阻抗为纯电抗计算 谐波计算：有功负荷为0或者很小，有功功率只是元件有功损 耗，按电阻形式估计； 发电机按阻抗角为85°估计； 等值发电机（包括线路、变压器及负荷等）按阻抗角为75°估 计
变压器
基波潮流计算：常忽略变压器的励磁支路和绕组电阻 谐波潮流计算： 变压器可看作单独的谐波源，若粗略计算可忽略它的非 线性。 在高频情况下，变压器绕组相间及绕组匝间的电容不可 忽略。 若谐波次数不高时，可以忽略相间和匝间电容，等值电 路如下
电力系统的间谐波及其国家标准间谐波及其国家标准
电力系统的间谐波及其国家标准林海雪0引言目前电力系统的谐波问题已引起广泛的关注。
通常的谐波一般指频率为工频(基波频率)整数倍的正弦成分。
现行国家标准《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-1993)只对这类谐波规定了限值和测试方法，而对于间谐波(interharmonics)，2009年颁布了国标《电能质量公用电网间谐波》(GB/T 24337-2009)，但是相关的文献资料却很少，又缺乏测量手段，人们对其关注度较低。
实际上间谐波及其影响广泛存在于电力系统中。
随着电力电子装置的广泛使用，特别是分布式电源的接入，智能电网的发展，电网中电磁干扰更趋复杂化，间谐波将会成为严重的问题。
本文就间谐波的来源、影响以及标准进行简要分析和介绍，使相关技术人员对此问题有较深入的认识，以利于对国标的理解和贯彻执行，避免对相关问题的误判。
1间谐波的来源1.1波动负载所谓间谐波是指非整数倍基波频率的谐波，这类谐波可以是离散频谱的或连续频谱的。
根据傅立叶分解理论，周期性的非正弦量只能分解出(或产生)整数次的谐波。
实际上许多负载(不论是线性的或是非线性的)是波动的，在这种情况下对于工频，“周期性”的前提已不存在，因而用傅立叶理论分析的结果不符合或不完全符合实际。
为了说明此问题，假定有某一调幅波电压由式(2)可以看出，经角频率为Ω的调幅波电压McosΩt调制后，从u(t)的频谱看，除了稳态电压中角频率为hω成分外，各次谐波(包括基波)中增加了旁频(hω±Ω)成分，其幅值均为M/2。
某些负载也可能频率(或相位)也是波动的，这种波动自然就形成间谐波成分，无须专门分析。
实际上，调幅波很可能存在多个频率成分(设为n个)，则按式(1)调制的结果为各次谐波(包括基波)均增加n对(即2n个)旁频成分，这些旁频成分就是间谐波。
1.2电弧类负载电弧的伏安特性是高度的非线性而且又是波动的，这类负载主要有电弧炉、电弧焊机、具有磁力镇流器的放电类型的照明。
电力系统谐波成因分析及谐波潮流计算
谐波和补偿是两个不同的概念，谐波大多是和功率因数一起来说的，而补偿一般是说的无功补偿，也既无功功率补偿，下面给你简单介绍一些，电力系统谐波成因分析及谐波潮流计算。
一、引言一个理想的电力系统是以单一恒定频率与规定幅值的稳定电压供电的。
但实际上，由于近年来随着科学技术的不断发展，在电力系统中大功率整流设备和调压装置的利用、高压直流输电的应用、大量非线性负荷的出现以及供电系统本身存在的非线性元件等使得系统中的电压波形畸变越来越严重，对电力系统造成了很大的危害，如：使供电系统中的元件损耗增大、降低用电设备的使用寿命、干扰通讯系统等。
严重时甚至还能使设备损坏，自动控制失灵，继电保护误动作，因而造成停电事故等及其它问题。
所谓“知己知彼，百战不殆”，因此，要实现对电网谐波的综合治理，就必须搞清楚谐波的来源及电网在各种不同运行方式下谐波潮流的分布情况，以采取相应的措施限制和消除谐波，从而改善供电系统供电质量和确保系统的安全经济运行。
二、电力系统谐波的来源电力系统中谐波源是多种多样的。
主要有以下几种：1、系统中的各种非线性用电设备如：换流设备、调压装置、电气化铁道、电弧炉、荧光灯、家用电器以及各种电子节能控制设备等是电力系统谐波的主要来源。
这些设备即使供给它理想的正弦波电压，它取用的电流也是非线性的，即有谐波电流存在。
并且这些设备产生的谐波电流也会注入电力系统，使系统各处电压产生谐波分量。
这些设备的谐波含量决定于它本身的特性和工作状况，基本上与电力系统参数无关，可视为谐波恒流源。
2、供电系统本身存在的非线性元件是谐波的又一来源。
这些非线性元件主要有变压器激磁支路、交直流换流站的可控硅控制元件、可控硅控制的电容器、电抗器组等。
3、如荧光灯、家用电器等的单个容量不大，但数量很大且散布于各处，电力部门又难以管理的用电设备。
如果这些设备的电流谐波含量过大，则会对电力系统造成严重影响，对该类设备的电流谐波含量，在制造时即应限制在一定的数量范围之内。
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主回路串接2%～5%的电 抗器，按其负荷电流的 各次谐波随着次 30%计算 以5、7、11、 数的增加含量降 主回路无串接电抗器， 13次谐波为主 低 按其负荷电流的50%计 算 低压系统按其负荷电流 的20%计算 以5、7、11、 11次高于5次和7 高压系统按其负荷电流 13次谐波为主 次 的10%计算
谐波含量 按其负荷电流的25%计 算 按其负荷电流的25%计 算 按其负荷电流的30%计 算
谐波次数
谐波规律
治理方案 采用三相三线制有源电 力滤波器 采用三相四线制有源电 力滤波器 采用三相三线制有源电 力滤波器
以2、3、4、5 各次谐波随着次 、 谐波为主 以3、5、7次 谐波为主 各次谐波随着次 数的增加含量降 低 各次谐波随着次 数的增加含量降 低
采用三相三线制有源电 力滤波器
采用三相三线制有源电 力滤波器 采用三相三线制有源电 力滤波器加升压变压器
荷需单独计量。
含有半导体 非线性电力 电子器件的 UPS、变频器、中 三相整流电路（六脉动整 流） 整流器谐波 频炉、提升机 源
通信、金融、轨 UPS、中频炉、电力 裂相整流电路（常见12脉动整 道交通、冶金、 机车、密炼机 流） 光伏组件、轮胎 注：该表适用于项目设计初期无测试数据的谐波电流估算，如有特殊负荷需单独计量。
类别
常见负荷
负荷特性
应用行业
含有电弧非 电弧炉 线性设备的 电弧焊机 谐波源 打印机、计算机、 开关电源、荧光灯 系统 晶体生长炉
工作时电极处于短路状态，电 铸造 弧极其不稳定，产生大量的谐 波电流，且谐波频谱含量丰富 汽车、造船 。 单相整流电路（工作于相 现代建筑 电压） 单相斩波电路（工作于线 电压） 光伏组件 通信、金融、轨 道交通、民航、 港口、光伏组件 、充电站、化工 、冶金、烟草、 造船、造纸、煤 矿