基于Matlab的电力谐波分析
基于Matlab的整流装置谐波分析
, , 由以上仿真结果可以看出， 电流中主要含有 基波、& 次、% 次、$$ 次、$) 次和 $% 次等各次谐 波，表 ( 中各次谐波含量和用理论推导出的谐波含 量 （ 见表 $ ） 相符，且特征谐波电流幅值和谐波次 ! 6 & # ! ） 基本一 数的近似关系也与式 " ! 4 "$ # $" ( （ 致，说明本文所建立的仿真模型及仿真结果正确。 整流负荷在实际运行中除产生特征谐波外， 还产 生非特征谐波，即谐波次数不是 3 % G $ 次的谐波电 流，如对于三相六脉动整流桥， 产生 ) 次、’ 次和 $& 次等非特征谐波。 非特征谐波是由于整流设备 触发延迟角不均匀、 供电电压不平衡、 系统三相 阻抗不对称及负荷波动等因素引起的， 其谐波次 数不能像特征谐波那样由脉动数来决定。 非特征 谐波电流的计算比较复杂， 而且许多因素和参数 难以确定，所以非特征谐波一般采用估计的方法。
谌贵辉
整流装置的电气系统模型
— —三相六脉动整 以大型整流装置— 流器为例，分析其在电力系统中的谐波 问题。图 $ 所示为三相可控整流的电气 模型。 三相整流桥详细的整流过程分析与 供电电流表达式非常复杂， 从配电网使
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用谐波计算的角度看 ， 详细的整流负荷
3 3 3 3 3 3 3 3 图 43 三相可控整流模型
西南 石 油 大 学 自 然 科 学 基 金 资 助 （ 编 号： %&&’()*$$% ） 。
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・石化电气・*++, 年第 *- 卷第 ** 期
基于MATLAB的电力谐波分析
基于MATLAB的电力谐波分析电力谐波是电力系统中常见的问题，可以导致电力设备故障、能耗增加以及电压波形失真等不良效果。
因此，对电力谐波进行分析和处理具有重要意义。
MATLAB是一种功能强大的工具，可以用于电力谐波分析。
一、电力谐波的概念和原理电力谐波是指在电力系统中，超过基波频率的功率频率成分。
它们是由非线性负载引起的，如电弧炉、变频器等。
谐波会导致电压和电流波形变形，使得电压谐波、电流谐波和功率谐波产生，严重时会导致设备损坏。
电力谐波分析的主要原理是通过傅里叶级数展开，将非线性负载引起的电压和电流信号分解为基波和谐波成分。
然后，可以计算谐波分量的谐波电流、谐波电压、相角等信息。
根据这些信息，可以评估电力系统中谐波的程度，并采取适当的措施进行补偿和抑制。
二、MATLAB工具箱的使用MATLAB有多个工具箱可以用于电力谐波分析，包括基本的波形分析工具箱、信号处理工具箱和工具箱的傅里叶分析工具。
1.使用波形分析工具箱进行谐波分析在波形分析工具箱中，有多种函数可以用于谐波分析，如fft、ifft、spectrogram等。
通过调用这些函数，可以对电压和电流信号进行傅里叶变换，得到频率和幅值谱。
然后，可以从频谱中提取出谐波分量的频率、幅值等信息。
2.使用信号处理工具箱进行谐波分析信号处理工具箱提供了更多用于谐波分析的函数，如stft、wavelet 等。
通过调用这些函数，可以对电压和电流信号进行时频分析，得到谐波分量的时频特性。
此外，还可以通过滤波等方法对谐波信号进行补偿和抑制。
3.使用傅里叶分析工具进行谐波分析MATLAB的傅里叶分析工具提供了多种方法进行谐波分析，如离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）等。
通过调用这些函数，可以对电压和电流信号进行频域分析，得到谐波分量的频谱特性。
然后，可以计算谐波电流、谐波电压、相角等信息。
三、电力谐波分析的步骤进行电力谐波分析时，可以按照以下步骤进行：1.数据采集：使用合适的传感器采集电压和电流信号数据。
基于Matlab中FFT函数的电力谐波分析方法
? 时代表直流含量， $ H) 时 代 表 基 波 含 量 ， 依 次 类 图 P 为上 推） 。图 # 为某晶闸管整流装置电流波形， 述两种方法计算出的图 # 中各次谐波含量，其谐波 畸变率为 +’J#T 。图 N 为贵阳铝厂三组装车间低压 总电流波形 > 图 + 为采用采用上述两种方法计算出 的图 N 中各次谐波含量， 其谐波畸变率为 #?’?"T 。 " 结 论
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基于MATLAB的谐波分析FFT概要
基于MATLAB的谐波分析FFT概要谐波分析是一种用于研究信号频谱及频率成分的技术。
它可以通过将信号分解为不同频率的谐波分量，来揭示信号的频率结构和频率成分之间的关系。
谐波分析可以在多个领域中得到广泛应用，包括音频处理、振动分析、机械故障诊断等。
快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）是一种常用的谐波分析方法，它通过对信号进行频域离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）来实现。
FFT算法是一种高效的计算DFT的方法，其时间复杂度为O(N log N)，相较于直接计算DFT的O(N^2)时间复杂度更加高效。
因此，FFT方法广泛应用于信号处理领域中。
谐波分析的基本思想是，将时域信号转换为频域信号，并通过对频域信号的分析，得出信号的频率分量和振幅。
谐波分析的关键步骤包括：数据预处理、信号转换、频谱分析和结果可视化。
在MATLAB中，进行谐波分析主要涉及以下几个函数：1. fft(x)：该函数用于计算信号x的FFT，返回信号的频域表示。
2. abs(X)：该函数用于计算X的幅度谱，即频域信号的振幅值。
3. angle(X)：该函数用于计算X的相位谱，即频域信号的相位角度。
4. fftshift(X)：该函数用于将频域信号X的零频分量移动到频谱的中心。
在进行谐波分析时，可以按照以下步骤进行：1.载入信号数据并进行预处理。
预处理可以包括去除直流分量、去除噪声等。
2. 使用fft(函数计算信号的FFT，得到频域信号X。
3. 使用abs(函数计算频谱的幅度谱，得到信号的频率分量和振幅。
4. 使用angle(函数计算频谱的相位谱，得到信号的相位信息。
5. 使用fftshift(函数将频域信号X的零频分量移动到频谱的中心，以便于结果的可视化。
6. 可视化频谱分析结果。
可以使用plot(函数绘制频率-振幅图，也可以使用stem(函数绘制频谱，以直观地展示信号的频域特征。
基于MATLAB谐波电流检测仿真研究
式中，φ＝φe －φi 。
以三相电路瞬时无功功率理论为基础，计算 ip、iq 为出发点， 即可得出三相电路谐波和无功电流检测的方法，即 ip、iq 运算方 式 。 ［2－3］ 该方法原理如图 2 所示，图中：
ω ω 姨 sinωt －cosωt
C＝ －cosωt －sinωt
，C32 ＝
2 3
ω1 ωω ω0
e＝eα ＋eβ ＝e∠φe
（3）
i＝iα ＋iβ ＝i∠φi
（4）
式中 e、i 为矢量 e、i 的模，ψe、ψi 分别为矢量 e、i 的幅角。
瞬时有功电流 ip 和瞬时无功电流 iq 如图 1 所示，分别为矢
量 i 在矢量 e 及其法线上的投影。 即：
ip ＝icosφ
（5）
iq ＝isinφ
（6）
时功率理论及其在电力调节中的 应 用 ［M］．徐 政 ，译．北 京 ：机 械 工 业 出 版 社 ，2009
［收 稿 日 期 ：2011．6．19 ］
图9 由上述仿真结果可见， 基于瞬时无功功率理论的谐波电流 检测方法能够较好地检测出系统中的谐波电流。 3 结束语
基于瞬时无功功 率 理 论 的 pq 法 自 提 出 以 来 ，在 谐 波 电 流 的检测中获得了广泛应用，但也有一些局限性。 要求系统三相对 称，当系统电压畸变时，按该方法算出的基波电流中包含谐波分 量，从而影响检测精度。 此外，该方法无法反映零序分量的大小， 因此不适合于三相四线制系统的谐波电流检测， 这需要更进一 步的改进和研究。
本文针对电力系统非线性设备给电网造成的谐波污染问 题，采用 ip－iq 运算方式，基于 MATLAB 软件建立仿真模型，对电 流信号检测分析， 结果表明本文采用的方法能够迅速准确地检 测出系统谐波电流，为谐波抑制和无功补偿提供了条件。
基于Matlab的电力谐波分析
法精度不高，特别是相位计算误差较大的问题。
关键词：谐波采样 加窗插值 快速傅里叶变换
中图分类号：TM714
文献标识码：Ａ
文章编号：1674- 098X(2012)10(a) - 00101- 01
采用快 速傅立叶变 换（F F T）进行电力系统谐 波 检 测 具 有正交、 完 备 等许多 优 点，在电能 质量 仿真分 析 取得了广 泛 的应 用，但 此 方 法 很难做到同步采样和整周期截断，会导致频率、幅值和相位等参数不 准，尤 其是 相 位 误 差很 大，无 法 对 谐 波 进行 准确 的 测 量。本 文引入了 加窗插值FF T 算法，此算法硬件设计实现简单，具有良好的时频局 部化特性,精度和实时性都均能满足谐波检测的实际要求。
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 101
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(3)
2 基于加窗插值的高精度FFT谐波分析
为了 减 小F F T 算 法 的 相 位 误 差，提 高计 算 精度，V. K . J a i n 等 提 出了一 种 插 值 算 法，可 以 有 效 地 对 结 果 进 行 修 正 。在 此 基 础 上， T.Gra ndke又利用海宁（Ha n ing）窗减 少泄漏，使得计 算 精度 进 一步 提高。 2.1 各种窗函数设计Biblioteka 设 余弦窗的表 达 式 为：
，n = 0 ，1，
2，…N－1 (4) 式中K为余弦窗的项数。为了满足插值计 算的需要，对系数 要
求为：
(5)
各种窗函数的定义如下：K= 0 时，为矩 形窗；K＝1， ＝0 . 5 4， ＝0.4 6，为哈明窗；，K＝1， ＝ ＝0. 5时为汉宁窗；K＝2， ＝ 0.42， ＝0.50， ＝0.08时，为布莱克曼窗。 2.2 加窗插值FFT算法
基于MATLAB的谐波分析
基于MATLAB的谐波分析谐波分析在信号处理和电力系统中非常重要，它可以帮助我们理解信号的频率成分以及电力系统中的谐波问题。
MATLAB是一个功能强大的工具，可以用来进行谐波分析，下面将介绍基于MATLAB的谐波分析方法，并说明其在实际应用中的作用。
首先，我们需要知道什么是谐波。
在信号处理中，谐波是指信号中频率为整数倍于基频的成分。
在电力系统中，谐波是指频率为60Hz或50Hz的交流电中的非整数倍成分。
谐波分析的目的是确定信号中的谐波频率和幅值。
在MATLAB中，我们可以使用FFT（快速傅里叶变换）来进行谐波分析。
FFT可以将时域信号转换为频域信号，从而可以获得信号的频率成分。
首先，我们需要准备一个信号，并将其表示为MATLAB中的向量。
然后，我们可以使用FFT函数对信号进行变换，得到信号的频率成分。
```matlabt = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间向量f=1000;%信号频率x = sin(2*pi*f*t); % 正弦波信号```接下来，我们可以使用FFT函数对信号进行变换，并计算信号的幅频响应。
然后，我们可以选择性地显示特定频率范围内的幅频响应。
```matlabX = fft(x); % 对信号进行傅里叶变换Mag_X = abs(X); % 计算傅里叶变换的幅频响应frequencies = (0:length(X)-1)*(fs/length(X)); % 计算频率向量%选择显示特定频率范围内的幅频响应f_min = 0; % 最小频率f_max = 2000; % 最大频率indices = find(frequencies >= f_min & frequencies <= f_max);plot(frequencies(indices), Mag_X(indices))xlabel('Frequency (Hz)')ylabel('Amplitude')```上述代码将生成频率范围在0Hz到2000Hz之间的幅频响应图。
基于Matlab的电力系统谐波评估研究
维普资讯
吴杰 ． 等
基 于 Ｍａａ ｔ ｂ的电力 系统谐 波评估研究 ｌ 表 １ 部分变频器 工作特点
１ 谐波评估 常规方 法
电力系统的谐波评估对于简单 的网络可用简易 计算的方法； 对复杂系统和 多个谐波源可用谐波潮 流计算的方法¨ 。应用谐 波潮流计算求解时 ， 应先 确定谐波网络的数学模型。它是由网络 巾各元件的 谐 波 参数 组成 的 ， 常用 描 述 谐 波 网 络 的 连接 情 况 通 和支路导纳的谐波节点导纳矩阵表示。电力系统中 的谐波源主要是一些电力电子设备和部分变压器的 励 磁 支路 。可 以将 这些 谐波 源看 作 内阻抗 无穷 大 的 恒 电流源。计算足 由各谐波源节点注入谐波电流通 过该谐波网的网络方程求解各节点的谐波电压。各 节点的谐波 电流由该点的谐波电压和谐波源特性决 定。可以利用计算机编制潮流计算程序来分析复杂 系统中的谐波状况。 为 了获 得谐 波节 点 导纳 矩 阵 ， 需 要 知 道 各元 就 件 的谐 波 数 学 模 型 和 参数 ， 以及 它 们 的连 接 情 况 。在不对 称 情 况 下各 次 谐 波 具 有 同 的 相 序 特性 ， 零序 网络 还会 因变 压 器 绕组 的不 同接 线 方 式 和接地方式而形成与正 、 负序网络接线。这样使计 算变得繁琐 。另外 ， 谐波计算所需的数 据如供 电系 统各元件的频率特性和谐波参数 、 各谐 波源的频 谱 特性尤其是相频特性等数据 ， 往往很难 获得足够 的 足够精确的资料 ， 严重影响了编程 汁算的精度 。
吴 杰 ，刘 健 卢志刚’宋 国堂 姜顺 强 ， ， ，
基于MATLAB的单相SPWM逆变电路谐波分析
义遥 本文针对单相 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)电压型逆变电路袁基于傅里叶级数理论袁首先对电路输出电压进行谐
波理论计算与讨论遥 其次在 MATLAB 环境中袁实现电路建模袁并利用电力系统图形化用户接口模块对输出电压进行傅里叶变换仿
真袁进一步验证理论计算的正确性袁从而实现对谐波的有效分析遥
2021 .21 科学技术创新 - 25 -
u0
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ct x1 x1 ct x2 x2 ct
u0 Ud
111
ct x1 x1 ct x2 x2 ct
(1 )
对 u0/U d 按傅里叶级数展开为院
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an cosnct bn sinnct
关键词院谐波分析曰单相逆变电路曰SPWM 控制曰MATLAB 仿真
中图分类号院TM 721
文献标识码院A
文章编号院2096-4390渊2021冤21-0024-03
1 概述 电力电子技术结合了电路尧微电子尧自动控制等不同学科 知识与控制理论袁 在各领域的应用中发挥了至关重要的作用袁 而 PW M渊 Pulse W idth M odulation冤 软开关逆变技术是实现其高 速性的最佳手段遥 其中袁电压型 SPW M渊 Sinusoidal PW M 袁正弦波 脉宽调制技术冤 逆变电路是现代逆变技术中发展较为完善的一 种典型电路袁其引入的谐波问题及各类危害也越发受到人们的 广泛关注与思考遥 在实际电力系统中袁 从发电到用电环节均可能产生谐波遥 对于用电终端而言袁由于非线性负载的固有特性袁使得基波畸 变无法避免袁所产生的高次谐波仍然是目前影响电力系统中电 能质量的主要来源[1]遥 因此袁对各类谐波的描述和分析袁对减少 和抑制谐波的研究均有实际价值遥 目前袁针对谐波研究已形成多种成熟的分析方法袁如傅里 叶级数尧小波变换尧神经网络尧瞬时无功功率算法等[2]遥 考虑到电 力系统中的电量特性袁 本文将直接采用经典的非线性分析法 则要要要傅里叶级数作为理论基础袁对具体的单相 SPW M 逆变电 路进行谐波的理论计算袁并在 M ATLA B 环境中对结果进行实际 仿真验证袁从而实现整个电路谐波的有效分析遥 2 单相桥式 S P W M 逆变电路 电压型单相桥式是逆变电路中的一种典型形式遥 对变频技 术而言袁PW M 控制技术作为最重要的脉宽处理手段袁 其中的正 弦 PW M (SPW M )方法应用最为广泛遥 因此袁本文选择单相桥式电 压型逆变电路作为具体的研究对象袁并通过以正弦波为调制信 号袁等腰三角波为载波信号的 SPW M 技术实现电路控制袁具体 原理如图 1 所示遥
(完整版)利用matlab仿真对电力系统谐波治理
利用matlab仿真对电力系统谐波治理摘要：随着国民经济和科学技术的蓬勃发展，冶金、化学等现代化大工业和电气化铁路的发展，电网负荷加大，电力系统中的非线性负荷(硅整流设备、电解设备、电力机车)及冲击性、波动性负荷(电弧炉、轧钢机、电力机车运行)使得电网发生波形畸变(谐波)、电压波动、闪变、三相不平衡，非对称性(负序)和负荷波动性日趋严重。
电能质量的下降严重地影响了供用电设备的安全、经济运行，降低了人民的生活质量。
所以在世界各国都十分重视电能质量的管理。
引言新兴负荷的出现对电能质量的要求更高电能质量问题逐渐引起普遍重视，主要原因如下：（1）大量基于计算机的控制设备和电子装置投入使用，其性能对电压质量非常敏感。
（2）调速电机和无功补偿装置，导致系统谐波水平不断上升，从而对电力系统的容量和安全运行产生影响。
（3）电力用户不断增长的电能质量意识迫使电力公司提高供电质量，设法解决诸如电压中断，电压跌落和开关暂态等电能质量问题。
衡量电能质量的主要指标是电网频率和电压质量。
频率质量指标为频率允许偏差；电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率(谐波)、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变。
国家技术监督局已公布了上述电能质量的五个国家标准。
电能质量的具体指标。
1．电网频率我国电力系统的标称频率为50Hz，GB／T15945-1995《电能质量一电力系统频率允许偏差》中规定：电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。
在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5HZ。
实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。
2．电压偏差GBl2325－90《电能质量一供电电压允许偏差》中规定：35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％；10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7％；220V单相供电电压允许偏差为额定电压的7％～10％。
基于MATLAB小波变换在电网谐波检测的仿真与研究
对 于要 分 析 的非 平 稳 信 号 来 说 ，也 许 某 一 小 时 间段 上 是 以
研 究 的难 点 是 对 突 变 的 、暂 态 的 、非 平 稳 扰 动 信 号 的 检 测 与 分 析 ， 利用 传统 的傅 立 叶变 换 已不 能满 足 实 际 谐 波 检 测 的 需 要 。 只 小 波 变 换 因 其 良好 的 时 频 局 部 化 特 性 ，可 以 同时 提 取 信 号 的 时
给 定 一 个 基 本 函 数 （）令 ： ｔ，
例表明此方法是可行有效的。
１ 傅
一
）
（ ５ ）
分 析 和 处 理 平 稳信 号 的 最 常 用 也 是 最 主 要 的 方 法 是 傅 里 叶 分 析 。 里 叶 变 换 建 立信 号从 时 （ ） 到频 （ ） 的 变 换 桥 梁 ， 傅 间 域 率 域 而 傅 里 叶 反 变 换 则 建 立 了从 频 域 到 时 域 的 变 换 桥 梁 ，这 两 个 域
频 特 性 ， 服 了傅 立 叶变 换 时域 无 局 部 化 特 性 的 缺 点 ， 仅 适用 克 不
高频 信 息 为 主 ， 希 望用 小 时 间 窗 口进 行 分析 ， 在 紧 跟 着 的 一 因 而
个 长 时 间段 上 是 一 些 低 频 信 息 ，希 望 用 一 个 大 时 间 窗 口进 行 分 析 。 因此 ， 一个 时变 的非 平 稳 信 号 ， 难 找 到 一 个 好 的 时 间 窗 对 很 口来 适 合 不 同 的时 间段 ， 就 是 Ｓ Ｆ 的不 足 之 处 。 这 Ｔ－ ｒ ２ 小 波 变 换 的基 本 原 理
关 键 词 ： Ａ Ｌ Ｂ仿 真 ， 、 变换 ， 能质 量 ， 波检 测 Ｍ ＴＡ ４波 电 谐
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ａｒ ｈ ｈ ｍｏｎｃ ｓ ｎ ｍｐｏ ｔ ｔｆ ｃｏｒ ｆ ｎｆ ｅｎ ｅ ｏｗｅｒ ｉ ｉ ａ ｉ ｒａｎ ａ ｔ ｏ ｉ ｌ ｃ ｐ ｕ ｑｕ ｉ ． ｌ ａｖ ｅｒ ｕｓ ａｒ ａｌｙｉ ｗｉ ｔ ｔ ｌ ｈ ｅ ｓ ｉ ｈ ｍ ａ ｉｆ ｅｎ ｅ ｎ ｏｗｅ ｓ ｓｅ ｏ ｎｄ ｎｌ ｃ ｏ ｐ ｕ ｒ ｙ ｔｍ ａ ｐ ｎｄ ｏｗｅ ｃ ｓ ｒ ｏｎ ｕｍｐｔ ｅ ｉ ｏｎ ｑｕｉｍ ｅ ｔＴｈｓ ｐ ｎ ． ｉ ｐａ ｒ ｎ ｒ ｕｃ ｔ ｂａ ｃ ｐｅ ｉｔｏｄ ｅｓ ｈｅ ｓｉ ｐｒ ｃｉ ｅ ｆ ｉ ｐｌ ｏ ｗａ ｌｔ ｒ ｎ ｆ ｍ ａｎ Ｍ ＡＴ ｎ ｖｅｅ ｔａ ｓｏｒ ｄ ＬＡＢ ｗａ ｌ ｖｅｅｔ
基于Matlab的三相电压不对称时谐波和无功功率检测
基于Matlab 的三相电压不对称时谐波和无功功率检测1.主要内容1.1 谐波的产生电力系统中的谐波主要是由于电网系统相连的非线性负载产生的。
当基波电压施加于非线性负载两端时，负载吸收的电流与施加的电压波形不同，故电流会发生改变，由于负载与电网相连，因而谐波电流加入到电网中就成了电力系统的谐波之源。
所以系统中的主要谐波源可分为电流源型和电压源型两类。
各种整流设备，交流电弧炉，电压器等，都是典型的非线性负载，这些非线性负载可以当做谐波电流源分析，那么典型的谐波电压源有发电机，逆变器等。
随着这些其应用量增大，它们对电网所产生的谐波污染会越来越引起研究人员的高度关注及热情。
1.2 谐波检测的主要方法及评价最早的谐波检测是应用模拟滤波器来实现的。
即采用滤波器将基波分量滤除，得到谐波分量，或采用带通滤波器得出基波分量，再与被检测电路相减得到谐波分量。
由于模拟滤波器检测的优点是电路结构简单，价格便宜，输出阻抗低，品质因数较易掌握。
但该方法也有一些不足处，如滤波器的基准频率对元件参数反应较灵敏，受外界干扰较大，所以难以获得理想的特性结果。
当电网频率发生改变时，不仅会改变检测结果，而且其所得谐波中含有其他的分量。
傅里叶变换的谐波检测是当今应用最多的一种方法。
它是将含有谐波的基本模拟量经采样和离散化等流程后，经快速傅氏变换，得到各次谐波的特性。
对其进行一般性处理后，可获得其他的特性量，如谐波功率，谐波阻抗等统计和处理。
故使用此方法测量谐波时，精度较高，功能较多，使用方便简洁。
基于瞬时无功功率理论的电流检测法是近10多年发展起来的，以此理论为基础的谐波电流的检测方法有p-q 法和p i -q i 法等。
当电网电压波形不发生畸变时，p-q 法和p i -q i 方法均能准确快速方便得出结果，当电网电压波形发生畸变时，而不论三相电压，电流是否对称，按p-q 运算方式检测的结果都有误差；而按p i -q i 运算方式检测时，均能够得出准确结果，当然实时性也比较好。
基于matlab的低压电力系统谐波检测方法仿真研究.docx
1 前言随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。
它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行[1]。
国际上公认的谐波含义为：“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”。
它明确了谐波次数n必须是一个正整数。
由于谐波是其基波的整数倍，故也常称为高次谐波。
高次谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和产生的电流不成线性关系而造成的波形畸变。
造成系统正弦波形崎变、产生高次谐波的设备和负荷称为高次谐波源或谐波源[2]。
一切非线性的设备和负荷都是谐波源。
当电力系统向非线性设备及负荷供电时，这些设备或负荷在传递(如变压器)、变换(如交直流换流器)、吸收(如电弧炉)系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向系统倒送大量的谐波能量，使系统正弦波形畸变，产生谐波。
谐波源产生的谐波与其非线性有关。
当前，电力系统的谐波源按其非线性特性分主要有三类[3]：(1)电磁饱和型：各种铁芯设备，如变压器、电抗器等，其磁饱和特性呈现非线性。
(2)电子开关型：主要为各种交直流换流设备装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等，在化工、冶金、电气轨道等大量工矿企业及家用电器中广泛使用；在系统内部，则如直流输电中的整流阀和逆变阀等，其非线性呈现交流波形的开关切合和换向特性。
(3)电弧型：各种炼钢电弧炉在熔化钢铁期间以及交流电弧焊接机在焊接期间，其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性，使电流不规则的波动，其非线性呈现电弧电压与电弧电流不规则的、随机变化的伏安特性。
由于电力系统施加于负荷的电压基本不变，谐波源负荷通过从电力系统取得一定的电流作功，该电流不因系统外界条件和运行方式而改变，同时谐波源固有的非线性伏安特性决定了电流波形的畸变，使其产生的谐波电流具有一定的比例，因此非线性负荷一般都为谐波电流源向系统注入一定的谐波电流。
211133640_基于MATLAB_的电网谐波和无功补偿控制策略研究
能源与环境工基于MATLAB的电网谐波和无功补偿控制策略研究吴思敏（南宁供电局广西南宁530000）摘 要：针对谐波和无功产生的原因及其危害，引出有源电力滤波器用来补偿谐波和无功的趋势，推导出了有源电力滤波器的数学模型，进而对谐波和无功电流的有效检测方法进行了深入地探究。
通过给出的PI+重复控制器的控制框图，结合以上研究，在MATALB中的simulink及s-function函数中搭建整个系统的仿真模型并进行了理论验证，仿真结果表明，该方法具有良好的动态响应速度，补偿效果良好。
关键词：电力系统有源电力滤波器仿真模拟谐波和无功补偿中图分类号：T M76文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)10(c)-0147-06Research on Control Strategy of Harmonic and Reactive PowerCompensation Based on MATLABWU Simin( Nanning Power Supply Bureau, Nanning, Guangxi Zhuang Autonomous Region, 530000 China ) Abstract: In view of the causes and hazards of harmonic and reactive power generation, the tendency of active power filter to compensate harmonic and reactive power is derived, and the mathematical model of active power filter is derived. Furthermore, the effective detection methods of harmonic and reactive current are deeply explored.Through the control block diagram of the PI+repetitive controller given, combined with the above research, the simulation model of the whole system is built in the simulink and s-function functions in MATLAB and theoretical verification is carried out. The simulation results show that the method has good dynamic response speed and good compensation effect.Key Words: Power system; Active power filter; Matlab simulation; Harmonic and reactive power compensation众所周知，电力系统谐波［1］和无功主要来源于电弧炉、变压器、电力电子装置等电网的非线性负载。
基于MATLAB小波分析的电力系统谐波分析
基于MATLAB小波分析的电力系统谐波分析作者：姚志荣来源：《中国科技纵横》2016年第13期【摘要】电力电子设备在日常生活中起到了越来越重要的作用，但是在设备使用的过程中产生了大量的谐波，谐波的产生严重影响了设备的性能，尤其对一些精密的仪器对供电的性能具有严格的要求，所以需要对谐波进行检测和抑制。
本文提出基于MATLAB小波变换的谐波检测方法。
【关键词】谐波小波分析阈值电力电子设备在人们的日常生活中应用越来越广泛，电子设备的不断精密化发展使得其对电能质量的要求也越来越高。
谐波主要的产生原因是在负载上的电压和电流之间的某种关系所引起的，这种关系是非线性的。
电网中的谐波污染的主要威胁体现在：谐波的产生会加剧线路的损耗，降低输发电的效率；谐波会产生过高的电压，从而影响机械的正常运行，产生噪声或者是机械振动；谐波可能造成继电保护器或自动装置的误操作，谐波还可能对邻近的通信线路造成干扰。
1 基于小波变换的谐波检测方法采用小波变换方法将电力系统内产生的高次谐波变换投影到不同的尺度上进行分析，得出高频、奇异高次谐波信号的特征，通过对频域空间内进行精细化的分析，为谐波分量的分析提供可靠的依据。
小波变换的分析方法在谐波检测中波动谐波、快速变化谐波的检测具有很高的检测优势。
采用正交小波变化对含有谐波的电流信号进行研究，降低频信号看作是没有谐波的基波分量，通过采用基于小波变换的谐波分量检测能够快速跟踪谐波的变化。
2 谐波检测评价指标2.1 收敛速度算法的收敛速度反应的是该算法在稳定的环境下自适应的速度，谐波检测的过程中，算法的收敛速度直接影响着信号的恢复质量。
算法的收敛速度的定义是函数得到全局最优解所用的迭代的诶次数，收敛速度是衡量算法优越性的主要指标之一。
2.2 稳态误差稳态误差是指算法收敛后结果的稳态输出值同实际的稳态输出值之间的差值，如果系统的稳态误差值越小则表示该系统的精度就越高，在进行系统的设计过程中，稳态误差的影响因素很多，为了保持平衡的系统，需要兼顾其他的性能质变，尽可能使得稳态误差较小，或者使稳态误差的值低于某一个值。
基于Matlab的电容滤波型整流电路的谐波分析及电路设计
Key words：harmonic；capacitor-filter；rectifier circuit；harmonic analysis；Simulink model
基于 Matlab 的电容滤波型整流电路的谐波分析及电路设计
目录
1 绪论................................................................................................................................. 1 1.1 课题背景及目的..................................................................................................... 1 1.2 国内外研究状况..................................................................................................... 1 1.3 课题研究方法......................................................................................................... 2 1.4 论文构成及研究内容..............................................................................................3
基于MATLAB的谐波分析FFT概要
目录（1）Matlab6.5以上版本软件；.............................. 错误!未定义书签。
绪论 (1)1 公式分析及计算 (2)1.1傅里叶变换的原理 (2)1.2傅里叶变换的证明 (3)1.3 周期信号的分解 (4)1.4 方波的分解 (5)2 建模与仿真 (7)2.1建模 (7)2.2仿真 (8)3 仿真结果分析 (10)4 小结 (12)参考文献 (14)绪论方波是一种非正弦曲线的波形，通常会于电子和讯号处理时出现。
由于一般电子零件只有“高(1)”和“低(0)”两个值，方波就自然产生，所以理想方波只有“高”和“低”这两个值。
电流的波形为矩形的电流即为方波电流。
不论时间轴上下是不是对称的，只要是矩形就可叫方波，必要时，可加“对称”，“不对称”加以说明。
而在现实世界，方波只有有限的带宽。
因为方波可以快速从一个值转至另一个(即0→1或1→0)，所以方波就用作时钟讯号来准确地触发同步电路。
但是如果用频率定义域来表示方波，就会出然一连串的谐波。
所以方波可用相应频率的基波及其奇次谐波合成。
在电路信号系统的分析中，随着电路规模的加大，微分方程的阶数以及联立后所得的方程的个数也随之加大，加上电器元件的多样化，这些都给解题运算分析电路系统带来了一定的困难。
传统的计算机编程语言，如FORTRAN、C语言等，虽然都可以帮助计算，但在处理高阶微分方程和大规模的联立方程组的问题时大量的时间和精力都花在矩阵处理和图形的生成分析等繁琐易错的细节上。
而MATLAB凭借其强大的矩阵运算能力、简便的绘图功能、可视化的仿真环境以及丰富的算法工具箱，已成为科研和工程技术人员的有力开发工具。
利用MATLAB不仅可以简单快速的求解电路方程，同时，MAYLAB提供的Simulink工具还可以直接建立电路模型，随意改变模型的参数，并且还可以快速得到仿真拟结果，进一步省去了编程的步骤。
MATLAB 具有数值计算功能；图形处理及可视化功能；可视化建模及动态仿真功能等等。
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基于Matlab的电力谐波分析
摘要：谐波采样中存在的信号混叠问题，本文通过数据加窗和插值算法进行电力谐波的精确分析，此方法可以解决快速傅里叶变换（FFT）算法精度不高，特别是相位计算误差较大的问题。
关键词：谐波采样加窗插值快速傅里叶变换
采用快速傅立叶变换（FFT）进行电力系统谐波检测具有正交、完备等许多优点，在电能质量仿真分析取得了广泛的应用，但此方法很难做到同步采样和整周期截断，会导致频率、幅值和相位等参数不准，尤其是相位误差很大，无法对谐波进行准确的测量。
本文引入了加窗插值FFT算法，此算法硬件设计实现简单，具有良好的时频局部化特性,精度和实时性都均能满足谐波检测的实际要求。
通过用FFT算法和汉宁窗修正算法所得的谐波频率、幅值和相位的误差图分析可得，用FFT算法进行谐波检测相位误差较大大，计算结果精确度较差，利用本文算法可以有效减少了泄漏，抑制谐波之间、杂波之间及噪声的干扰，可以精确测量到各次谐波电压和电流的幅值及相位，完全可以满足电力系统的分析要求。