间谐波简单分析
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏，还会增加电能损耗，降低电力系统的可靠性。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波，首先需要了解它的产生原因。
谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括各种电力电子设备，如变频器、整流器、逆变器等，以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例，它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中，电流和电压的波形不再是标准的正弦波，而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中，由于其工作特性，也会产生谐波。
同样，电弧炉在工作时，电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化，从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言，谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗，导致设备发热增加，缩短使用寿命。
对于电容器来说，谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面，谐波会导致电压和电流波形的畸变，使电能质量下降，影响用电设备的正常运行。
例如，对于计算机等精密电子设备，谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外，谐波还会增加电力系统的无功功率，降低功率因数，从而增加线路损耗和电能浪费。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析。
目前，常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量，从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而，傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号，它通过对信号进行多尺度分析，可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
电力系统间谐波对继电保护的影响分析
电力系统间谐波对继电保护的影响分析摘要：电力系统运行下电力系统间谐波对继电保护装置有着一定的影响，针对当前继电保护的重要机制，做好谐波处理至关重要。
下面文章对电力系统间谐波对继电保护的影响与治理措施展开探讨。
关键词：电力系统；继电保护；谐波；间谐波引言电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统，它是通过电能生产以及传输等形式，从而有效的将不同的电力分配给相关的用户，这是一个非常复杂的过程，有关部门通过不同的措施和方法，加强对电力系统和信息数据的控制值，并且安装相应的电力保护装置，并且在自动化技术的应用下实现监控自动化、调度自动化的目的。
但是在电力系统的运行过程中，还是会或多或少的出现不同的安全和质量隐患，造成对电力结构的影响，谐波就是其中的主要危害因素，需要对它进行全面的分析，找到有效的抑制方法。
1间谐波的产生机理随着各个领域用电的广泛增加，电网中的变压器、三相电机等传统的非线性装置以及整流器、变频器等现代的非线性装置的使用量和使用范围也跟着大量增加。
这些负荷装置在电力系统中运行时，造成了电网供电的不平衡性，同时对电力系统的整个运行质量产生了严重的影响。
电力电网中，非线性负载是产生各类谐波的主要来源。
而电力互感器铁心饱和引起的电感变化则是主要的非线性负载来源之一。
实际电力系统中，外界激发作用多见于开关分、合闸，线路接地、断线等，这些都会引起电压、电流互感器铁心饱和。
铁磁谐振作为铁心饱和引起回路共振的一种特殊现象，多见于如下电力网络：空载或轻载条件下（回路损耗足够小），电磁式电压互感器和线路对地电容组成的振荡网络；空载变压器和空载长架空线路对地电容组成的振荡回路等。
对于中性点非有效接地系统，非线性电感元件和电容元件组成振荡回路，回路稳态运行（线性状态）时的自振频率小于某一低频谐振频率，而当铁芯饱和（非线性状态）时，电感迅速减小，则会发生铁磁谐振。
譬如中性点不接地系统中，空载投切线路或母线时，线路对地电容与母线（或线路）PT构成LC振荡回路，在某一谐振频率下会发生串联（电压）谐振，该频段谐波电压幅值大，会对系统产生较大影响。
谐波分析
一、 谐波：1、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，其谐波范围一般 为2≤n ≤40。
根据公式（1）计算谐波电流补偿率KK = ×100%电流总谐波畸变率：THD I =IH I1；IH=（Ih ）2∞ℎ=2×100%；Ih---第h 次谐波电流（方均根值）I1---基波电流（方均根值） 第h 次谐波电流含有率：HRI h =Ih I1×100%2、现有有源滤波器的补偿效果注：试验所用负载为三相整流非线性负载，（2～25）次谐波单机100补偿率:50%负载以上补偿率大于90%；50%负载以下补偿率在70%～90%单机100A 动态响应时间在1ms ～20ms单机100A 功率消耗：8%左右单机100A 噪声：70dB单机100A 无功补偿：补偿前0.2～0.8（容性或感性），补偿后能达到0.98二、 谐波负载现状分析：电网谐波产生主要有以下几种情况：一是发电源质量不高产生谐波； 二是输配电系统产生谐波； 三是用电设备产生的谐波。
如下：1、 变频器（风机、水泵、电梯）、吸塑机负载主要谐波次数：5次、7次2、 电焊机、列车负载主要谐波次数：3次谐波3、 中频炉负载主要谐波次数：5、7、11、13次谐波4、 电弧炉、电石炉主要谐波次数：27次5、 节能灯负载主要谐波次数：3次谐波6、 整流设备（电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等）产生的谐波主要看3次最严重 ，6脉整流会带来 6n+1 6N-1谐波 主要就是5次和7次谐波； 12脉整流就会有 12n+1 12n-1谐波 主要11次和13次谐波 18脉则是 18n+1 补偿前谐波电流畸变率THDi —补偿后谐波电流畸变率THDi补偿前谐波电流畸变率THDi18n-1 17次和19次谐波，一般情况下主要产生5、7次谐波！晶闸管整流设备。
谐波分析实验报告
谐波分析实验机15 权奇勋2011010562一.合成方波对于方波，n次谐波的表达式为：1sin nx,n=1,3,5......n1) 合成基波与三次谐波，幅值分别为1、1／3，相角均为0，（2）分别合成叠加5次、7次、9次谐波：叠加5次谐波叠加7次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于方波。
（3）分别改变3、5次谐波与基波间的相角，研究谐波间相角改变对合成波形的影响将3次谐波的初相角改为-π/2将5次谐波的初相角改为-π/2分析结论：改变谐波与基波间的相角，会使合成波形与方波相比有较大的失真。
且改变相角的谐波次数越低，失真越大。
（4）分别改变3、5次谐波与基波间的幅值比例关系，研究谐波间幅值比例改变对合成波形的影响3次谐波幅值改为(1/3)×2=2/35次谐波幅值改为(1/5)×2=2/5分析结论：改变谐波的幅值，会使合成波形与方波相比产生失真；且幅值改变的倍率相同的情况下，改变谐波的次数越低，失真越大。
二.合成锯齿波（最高谐波次数选为9）对于锯齿波，n次谐波的表达式为：π1nx+p),n=1,2,3......1)合成波的形状与谐波次数的关系叠加2次谐波叠加4次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于锯齿波。
（2）分别改变2、4次谐波与基波间的幅值比例关系2次谐波的幅值改为(1/2)×2=14次谐波的幅值改为(1/4×2)=1/2分析结论：改变谐波的幅值，会使合成波形与锯齿波相比产生失真；且幅值改变的倍率相同的情况下，改变谐波的次数越低，失真越大。
（3）分别改变2、4次谐波与基波间的相角2次谐波的初相角改为pi+pi/2=3pi/24次谐波的初相角改为pi+pi/2=3pi/2分析结论：改变谐波与基波间的相角，会使合成波形与锯齿波相比有较大的失真。
且改变相角的谐波次数越低，失真越大。
三.合成三角波（最高谐波次数选为9）对于三角波，n次谐波的表达式为：π×π1nx,n=1,3,5......1)合成波的形状与谐波次数的关系叠加3次谐波叠加5次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于三角波。
整周波控制icc电流的间谐波分析
禚基墨且、整周波控制(I C C)电流的问谐波分析付华良(常州纺织服装职业技术学院，江苏常州213164)睛弼闻谐波是频率介于两个谐波之间的信号。
电力系统问谐波对人体健康状况的影响越来越受王l j人们的关注。
某些家用电器中应用的ICC技术使其输出信号中舍有大量的间谐波成分。
本文对电烤炉的输出电流数据进行了FFT分析和有效值分析，并对二者进行了对比．证明其中含有大量的闹谐波，时以后研究间谐波时^体健康的影响提供了理论依据。
瞎篷词】问谐波；ICC；FFT算法；有效植分析电力系统中中含有的大量间谐波对人体的影响已经越来越受到人们的关注。
国内外有许多报适脱明：电能质量问题使得许多人的健康状况出现了问题，长期使用某些家用电器会使人身体产生极为严重的不良反应，然而医生对此却查不出确切原因，有人在家用电器的电线周围装E过滤装置，段时闻后，各种不良反应逐渐消失。
这些情况表明：电能质量问题对人体健康有一定的影响。
电力系统向用户提供的电压一般都是正弦波，但某些家用电器中应用的整周波控制(Int egra l C ycl eC ont r01)技术使得电器输出信号中产生大量的谐波和间谐波。
其中低于基频的问谐波可能是威胁^．体健康的最主要因素。
本文在简单介绍FFT算法和ICC技术后，对I CC的输出波形分别做了三种分析：FFT分析，有效值和有效值的F FT分析，以及给一个标准正弦信号乘上开关函数后的FFT分析。
1间谐波和I C C技术简介I EC61000-2—1对间谐波的定义如下：在工频电压和电流的各种谐波成分之间，存在着与基波频率不成整数倍关系的信号，它们表现为离散频率或宽带频谱。
最近的IEC61000—2—2将间谐波定义为：任何非整数倍基波频率的频率。
I C C技术是一种有效的嘲氏电压的方式，它使用一种简单的电力装置将输入电压的—个或几个(或半个)周期减小为O，此时输出电压就会失去几个周波，因此在一段时期内输出电压的频率要1氏于输入电压。
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
基于HHT的微网中谐波与间谐波的检测与分析
ｓ）∑Ｃ （： ｉ ￡ － ｛ －
式 中 ：ｉ Ｉ ｃ 为 ＭＦ分量 ；ｎ ｒ为残 余分 量 。
（ １ ）
进 行 Ｈｉ ｅｔＨ ａ ｇ变换 ，能 得 到信 号 的瞬 时 幅值 ｌ ｒ ｕｎ ｂ —
和 瞬 时 频率 。对 于谐 波 而言 ， 这种 时频 分 析 方 法 能
当 ｒ 为常数 或 者基本 呈单 调 趋势 时 ， ＭＤ分 解 ｎ Ｅ 就 可 以停 止 。
根 据 信 号 自身 的特 性 进行 自适 应分 解 ， 不 存 在 基 且
函数 的选 择 问题 ， 以实 现微 网谐 波 的 自动提 取 。 可
１２ Ｈｌｅｔ 换 ｉ ｒ变 ｂ
对于Ｉ ＭＦ分 量 的 Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ变换 ， 如下 定义 ： ｂ 有
号， 只要 选 择 合 适 的小 波 基 ． 可 以使 小 波 变 换 在 就 时域 和频 域都具 有 表征 信 号局部 特 征 的能力 。但 是 小 波 变 换方 法 是一 种 基 于基 函数 展 开 的理 论 。 同样
的 问题 运 用 不 同 的 基 函 数 进 行 处 理 所 得 到 的结 果 是 不 同的 ， 优基 的选择 在 很 大程 度 上 取 决 于设 计 最 者 的经 验 ， 没有 规律 可循 。 希 尔 伯 特 一 变 换 （ ｉ ｅｔ Ｈ ａ ｇＴ ａｓ ＹＩ 黄 Ｈ ｌ ｒ ｕ ｎ ｒｎｆ Ｉ， ｂ — ｏ Ｔ ＨＨ ）是 Ｎ ｒｅ ． ａ ｇ等人 于 １ ９ Ｔ ｏｄ ｎＥＨｕｎ ９ ８年 提 出 的一 种 完全 自适 应 的时频 分 析方 法［ １ 与其 他时 频分 析 ９］ －。 １
２１
谐 波 的检 测 及 补偿 研 究 已经 日趋 成熟 ， 而对 于 间谐
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。
谐波分析（HarmonicAnalysis）
谐波分析(HarmonicAnalysis)第 21章谐波分析Harmonic Analysis因为电力电子设备的广泛应用,如变速驱动器,后备电源UPS,静态功率转换器等,电力系统电压和电流质量已经严重影响到很多领域。
在这些领域中除了基频外还有其它不同的频率存在会使电压和电流波形产生畸变。
通常是基波的整数倍,叫做谐波。
除了电力电子设备外,一些非线性设备或饱和变压器,荧光灯和双向离子变流器等也是影响电力系统质量的因素。
?欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-1 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析简介电力系统谐波会导致一系列问题如设备过热,功率因数降低,设备性能破坏,保护设备不正常操作,通讯设备的干扰等,在这些情况下很可能导致电路共振,从而引发电力设备绝缘故障和其它设备的严重损坏。
更严重的是一个区域的谐波电流会渗透到系统电网或其它领域从而导致整个系统的电压和电流畸变。
随着电力系统中日益增多的使用电子设备,这种现象是电力质量方面主要考虑的问题。
可通过计算机仿真对电力系统谐波现象进行模拟和分析。
PowerStation谐波分析程序为你提供了精确模拟电力设备模型的最好工具,模拟依赖于频率的模型,非线性或其它在谐波源存在的情况下具有的特性。
该程序有两种分析方法:谐波潮流和谐波频率扫描,都是电力系统谐波分析中最流行并有效的分析方法。
综合使用这两种方法,可计算不同的谐波并与工业标准限制相比较,就可发现存在的和潜在的电力质量问题,以及与谐波相关的安全性问题。
发现问题的原因并设计不同的减缓问题和校正问题的方案。
PowerStation谐波潮流分析的主要功能如下: 普通和集成数据库三维数据结构,包括无限的图形显示、无限配置和多种数据修正版本环形,放射型或综合型系统带有多平衡母线的系统带有电岛子系统的系统有零阻抗支路的系统母连开关有带电母线和支路的系统根据运行温度自动调整电缆/线路电阻根据容限自动调整变压器阻抗根据容限自动调整限流电抗器阻抗多种负荷类型负荷调整系数完整的基本潮流计算基本潮流的自动变压器带载分接头设定依赖于频率的转子电机阻抗模型? 模拟非线性和依赖于频率的电缆/线路以及变压器阻抗其它电力系统设备和负荷模型变压器相移对谐波的影响电机和变压器绕组接法和接地形式对谐波的影响谐波电流输入方法正序、负序和零序谐波谐波次数可达 73次谐波电压源谐波电流源用户可扩展的谐波源库根据设备类型分类的用户可选择的谐波源欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-2 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析简介以 IEEE为标准的不同谐波指标计算母线电压和支路电流的总 RMS值母线电压和支路电流的总 ASUM值母线电压和支路电流的总谐波畸变母线电压和支路电流的通讯干扰因数? 支路电流的 I*T 乘积不同形式的嵌入式谐波滤波器根据不同标准的自动滤波器规格计算检验并标识滤波器过载检验谐波滤波器的性能分析结果的单线图显示显示基本潮流,总和单个谐波畸变的滑动条查看并打印电压和电流波形图查看并打印电压和电流频谱图输入数据,基本潮流结果,电压和电流谐波指标的文本报告,谐波电压和电流表格可预设定格式的Crystal ?报告标识超过母线总体和单个谐波畸变极限的情况PowerStation谐波频率扫描分析的主要功能如下: 相同系统和设备模型的谐波潮流分析和基本潮流分析依赖于频率的模型的转子电机阻抗非线性和依赖于频率的模型的电缆/线性和变压器阻抗依赖于频率的模型的其它电力系统设备和负荷变压器相移电机和变压器绕组连接和接地方式不同形式的嵌入式谐波滤波器根据不同标准的滤波器规格计算用户自定义的频率扫描范围和步长分析结果的单线图显示在所选择的频率下用滑条显示母线输入阻抗幅值和相角可查看并打印的母线输入阻抗图形可查看并打印的母线输入阻抗相角图形? 输入数据、基本潮流结果的文本报告和母线输入阻抗幅值和相角的表格欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-3 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析分析工具条21.1 分析工具条Study Toolbar处于谐波分析模式中时,谐波分析工具条显示在屏幕上。
谐波谐振产生的原因及危害分析
谐波谐振产生的原因及危害分析摘要：在电网运行中，不可避免地会产生谐波和谐振。
当谐波谐振发生时，其电压幅值高、变化速度快、持续时间长，轻则影响设备的安全稳定运行，重则可使开关柜爆炸、毁坏设备，甚至造成大面积停电等严重事故。
本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍，供参考。
1.定义谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。
通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。
谐振是交流电路的一种特定工作状况，是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相位的，当电路中的负载或电源频率发生变化，使电压相量与电流相量同相时，称这时的电路工作状态为谐振。
谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。
2.产生的原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷（谐波源），如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。
谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件，在某些情况下，如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等，在部分电路中形成谐振。
谐波也可产生谐振，由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。
3.造成的危害3.1谐波的危害谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统产生干扰。
电力电子设备广泛应用以前，人们对谐振及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染没有引起足够的重视。
近三四十年来，各种电力、电子装置的迅速使用，使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。
（1）谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
电力系统的谐振与谐波分析
电力系统的谐振与谐波分析电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它为人们的生活提供了稳定可靠的电能供应。
然而，在电力系统运行过程中，谐振与谐波问题常常会引起系统的不稳定和设备的损坏，因此对电力系统的谐振与谐波进行分析和控制是非常重要的。
谐振是指电力系统中的电容、电感和电阻等元件之间的相互作用导致的电压或电流的周期性振荡现象。
谐振可能会导致电力系统的频率偏离标准值，甚至引起系统的不稳定和设备的损坏。
为了分析和控制谐振问题，我们需要了解电力系统中的谐振机理和谐振的影响因素。
谐振机理主要涉及电力系统中的电容、电感和电阻等元件之间的相互作用。
当电容和电感元件之间的谐振频率等于系统的固有频率时，谐振现象就会发生。
这种谐振现象可能会导致电压或电流的不稳定振荡，进而引起设备的损坏。
因此，我们需要对电力系统中的谐振频率进行分析和控制，以确保系统的稳定运行。
谐振的影响因素主要包括电力系统中的元件参数、系统拓扑结构和外部扰动等。
元件参数的变化会直接影响谐振频率的大小和位置，因此我们需要对电力系统中的元件参数进行准确的测量和控制。
此外，电力系统的拓扑结构也会对谐振频率产生影响，因为不同的拓扑结构会导致不同的电容和电感的连接方式。
最后，外部扰动如电力负荷的突变和电源的波动等也会引起谐振现象，因此我们需要对外部扰动进行合理的分析和控制。
除了谐振问题外，谐波问题也是电力系统中需要关注的重要问题。
谐波是指电力系统中频率为整数倍于基波频率的非线性电压或电流成分。
谐波问题可能会导致电力系统中的电压和电流失真，进而引起设备的损坏和电能的浪费。
因此，对电力系统中的谐波进行分析和控制也是非常重要的。
谐波的分析和控制需要了解电力系统中的非线性元件和谐波滤波器等技术。
非线性元件如电力电子器件和非线性负载等会引起谐波的产生，因此我们需要对非线性元件进行合理的设计和控制。
此外，谐波滤波器可以用来抑制电力系统中的谐波，它通过选择合适的频率响应特性来实现谐波的消除。
FFT谐波分析
FFT谐波分析FFT（Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换）是一种用来分析信号频谱的数学方法，可以将信号在时域和频域之间进行变换。
谐波分析是FFT的一种应用，它可以分析信号中的谐波成分，帮助我们理解信号的频谱特性和信号所携带的信息。
谐波分析在许多领域中得到了广泛的应用，比如音频处理、图像处理、通信系统等。
在这些领域中，我们常常需要对信号进行频谱分析，以了解信号的频率特征和谱线。
通过谐波分析，我们可以了解信号中各个频率成分的能量分布，找出主要的谐波成分，并对信号进行滤波等后续处理。
FFT是实现谐波分析的常用算法之一、它通过将信号分解为一系列离散的频率分量，来计算信号在频率域上的能量分布。
具体地，在时域上，FFT将信号分割成多个等长的时间窗口，并对每个时间窗口应用离散傅里叶变换（DFT）来得到频域上的信号分量。
然后，通过将各个时间窗口的频域结果累加，得到整个信号的频谱分解。
谐波分析常用的指标包括频谱图、功率谱密度图和谐波分量的分析。
在频谱图中，横轴表示频率，纵轴表示信号的能量或幅度。
通过查看频谱图，我们可以看到信号中各个频率分量的能量分布情况，找出主要的谐波成分。
功率谱密度图则用于表示信号在频率上的能量密度，可以更清晰地反映信号的频域特性。
此外，我们还可以通过计算谐波分量的频率、幅度和相位等参数，来进一步分析信号的特性。
谐波分析在音频处理领域中得到了广泛的应用。
音频信号是一种周期性的信号，其中包含了许多谐波成分。
通过谐波分析，我们可以了解音频信号的频谱特性，找出主要的谐波成分，比如基频和上几个谐波分量（倍频）。
这对于音频处理中的音乐合成、音色设计和音频效果处理等任务非常有帮助。
谐波分析还可应用于图像处理领域。
在图像中，我们可以将每个像素的灰度值看作一个时域信号，通过谐波分析，可以了解图像在频域上的能量分布情况。
这对于图像压缩、图像增强和图像特征提取等任务非常有帮助。
在通信系统中，谐波分析可以用于信号的解调和通信信道的估计。
间谐波参数对电压波动的影响分析
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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。
分析了解谐波
了解谐波Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›我们需要考虑哪些 方面• 线性和非线性负载 • 波形失真 • 谐波频谱 • 谐波引起的问题 • 真 RMS 值测量Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›电力系统负载 线性 电力系统负载：线性• 线性: 直线响应，可预测方式线性负载: 电流和电压变化方 式相似： 成比例变化VIPresenter NameUnderstanding Harmonics‹#›线性负载（白炽灯）Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›电力系统负载 非线性 电力系统负载：非线性• 非线性: 对意外、失真或突然变化的响应V非线性负载: 电流和电压变化特 性不同，它们之间的变化不成比 例IPresenter NameUnderstanding Harmonics‹#›非线性负载 举例 非线性负载：举例办公设备 电子镇流器电子 控制的电机Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›非线性负载 调光器 非线性负载：调光器Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›非线性负载 激光打印机 非线性负载：激光打印机Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›非线性负载 吹风机 低档位 非线性负载：吹风机，低档位Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›非线性负载 可调速驱动器 非线性负载：可调速驱动器驱动器输入电压出现平顶输入电压波形上的缺口会干扰 相同支路上其他负载。
Presenter NameUnderstanding Harmonics‹#›HarmonicF 3rd 5th 7thHarmonicF 2th 3rd 4th 5th 6th7th 8th9th2相序1365478（有功功率（无功功1110912CF=1.414CF=2.9需要在变压器上而不是在负载上测量读数400200300400ØB4000300100-400-3004000400-400新型号旧型号什么时候对旧仪表进行更新？真RMS 值正确平均值DDM 正确信号类型正弦波正确正确高出10%低40%方波单相正确低5-30%二极管整流器三相二极管整流器。
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。
谐波分析
谐波的产生：在电力系统中，电压和电流波形理论上应是工频下的正弦波，但实际的波形总有不同的非正弦畸变。
从数学的角度分析，任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数，因此，对于周期T=2π/ω的非正弦电压μ(t)或电流i(t)，在满足狄里赫利条件下可以展开成如下形式的傅里叶级数，即：式中：c1sin(ωt+θ1)为基波分量；cnsin(nωt+θn)为第n次谐波分量。
可以看出，所谓谐波就是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍，这也是国际上公认的谐波定义。
由于谐波的频率是基波频率的整数倍，因此通常又被称为高次谐波。
虽然在实际的电网中还存在一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量，但主要研究的还是电网中存在的整数次谐波。
公用电网中的谐波产生原因主要和以下两方面有关：(1)电源本身以及输配电系统产生的谐波。
由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等制造和结构上的原因，使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势，但由于其值很小，一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。
在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，由于其铁芯饱和时，磁化曲线呈非线性，相当于非线性器件，饱和程度越深波形畸变也就越严重，再加上设计时出于经济性考虑，使磁性材料工作在磁化曲线的近饱和区段，从而产生谐波电流。
电源和输配电系统虽然产生谐波，但这两方面产生的谐波所占的比例一般都很小。
(2)电力系统负荷端大量的大功率换流设备和调压装置的广泛应用产生的谐波，如荧光灯、电弧炉、变频设备、家用电器等。
这些用电设备具有非线性特征，即使供给的是标准的正弦波电压，也会产生谐波电流注入系统，给电网造成大量的谐波，甚至会因为参数配置问题使得局部区域产生放大，由用电设备产生的谐波所占比例很大，是电网主要的谐波源。
谐波的危害：谐波电流和谐波电压的存在，对公用电网造成了很大的污染，破坏了用电设备所处的环境，容易导致一系列的故障和事故，严重威胁着电力系统的安全稳定运行。
风电场电网间谐波监测与分析
风电场电网间谐波监测与分析随着可再生能源的发展和应用的不断扩大，风电场已经成为重要的能源来源之一。
但是，随之而来的问题就是风电场在接入电网过程中会产生较大的电网间谐波，这些谐波会对电网的稳定性和运行造成威胁。
因此，如何对风电场电网间谐波进行监测和分析，就显得尤为重要。
一、风电场电网间谐波的产生及危害电网间谐波是指由电力系统中多种负载或非线性元件所激发的导电介质中频率为60Hz的倍数谐波的总和。
风电并网后，其并网变流器等部件会产生电网间谐波。
这些谐波在电网上行走，与其它谐波和基波混合，使得电网电压和电流波形变形，导致电力系统运行不稳定。
电网间谐波对电力系统造成的主要危害如下：1.影响电网的安全运行电网间谐波对电力系统的潜在危害在于，它们会导致电力系统中的各种电气设备产生噪声、振动和过热等问题，从而影响电网的安全运行。
2.降低电力系统的可靠性电网间谐波可能会使得电力系统发生谐波共振，从而导致电力系统的整个谐振回路失效，这会给电力系统带来重大损失和影响。
3.影响电力设备的寿命电网间谐波可能会导致电力设备频繁受到高电压和过电压的作用，从而导致电力设备的寿命缩短。
二、风电场电网间谐波监测和分析的必要性针对电网间谐波产生的危害，需要对风电场的电网间谐波进行监测和分析，才能有效地防范和解决电网间谐波问题。
1.监测能够有效地评估电网的谐波状况通过对电网间谐波进行监测，可以有效评估电网谐波状况，帮助电力系统运行人员及时发现和解决电网问题。
2.分析能够找出问题的根源对电网间谐波的分析可帮助找出电网问题的根源，从而有针对性地解决各类电网问题，加强电网稳定性和可靠性。
三、风电场电网间谐波监测和分析方法1.监测方法目前普遍采用数字功率质量分析仪对电网中的谐波进行监测。
数字功率质量分析仪具有快速简便、准确可靠的特点，可以监测和分析电网中的各种谐波。
2.分析方法分析电网间谐波的方法主要有：（1）频域分析法使用数字功率质量分析仪采集电网中各项电参量信号，经快速傅里叶变换（FFT）变换到频域，然后分析各阶谐波的含量，以此判断电网中各种谐波的产生和分布情况。
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。
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间谐波介绍
随着电力电子元件等非线性设备在电力系统中的广泛应用，由此而产生的谐波对电网的污染也越来越严重。
谐波问题已引起广泛关注。
通常的谐波一般指频率为工频（基波频率）整数倍的成分，而对非整数倍基波频率的成分则称之为间谐波。
1.DFT(FFT)分析间谐波应注意的问题
1)在进行DFT(FFT)分析时，由于间谐波和谐波之间的频域宽度小于一个基波频率，故分析窗的宽度至少需要一个信号周期以上，即分析窗的宽度需要增加。
如果某一信号确实含有间谐波，分析时只要采样窗宽度选择恰当，就可以得到真正的间谐波。
例：有一信号：x(t)=sin(2π60t)+0.5sin(2π90t),这里60 Hz 是基波频率，90 Hz分量是介于基频和二次谐波之间的间谐波。
在用DFT(FFT)分析该间谐波问题时，为了得到90 Hz的频谱，需要取采样窗的宽度为两个信号周期（33.3 ms），即频率分辨率为30 Hz，这样分析就可以得到该信号中含有的90 Hz间谐波分量。
2)有些信号并不含有真正的间谐波，只是在进行DFT(FFT)分析时，由于频谱泄漏和栅栏效应而产生了一些额外的间谐波。
再如（1）中分析时采用的信号x(t)，如果把90Hz的间谐波频率改为100 Hz，采样窗口还是用两个信号周期（33.3 ms），即每隔30Hz就得到一个频率值，而100 Hz并不是30的整数倍，由于DFT（FFT）分析时是按30 Hz的整数倍进行采样的，所以就不能完整重复的采集到100 Hz分量，此即频谱泄漏现象，由此而产生了一些新的间谐波分量，实际上这些间谐波在原信号中并不存在。
由于频谱泄漏而使波形没有了重复性。
栅栏效应使得信号本身具有的一些间谐波被其它间谐波给淹没了。
又如上述的信号x(t)，设其含有100 Hz的间谐波，同样用两个信号周期的采样窗来分析。
那么栅栏效应就会使100 Hz的间谐波被淹没掉，而出现90 Hz的间谐波分量，实际上该90 Hz 的间谐波在原信号中是不存在的。
3)当用DFT（FFT）分析波动负荷时，并不能肯定得到的所有间谐波都是信号本身含有的。
比如对于变压器涌流，其可以看成是一个快速变化的冲击信号。
当用12个信号周期的采样窗时，在360 Hz和420 Hz处出现了峰值，但是
用60个信号周期的采样窗时，在这两个频率处都出现了凹陷，不过其邻近的频率却具有较大的幅值，这些频率都是一些非整数倍基波频率的间谐波。
这一不同结论主要是由采样窗的宽度不同引起的，实质上是由变压器涌流快速波动的特性造成的。
2.间谐波的来源
2.1变频装置
变频器的广泛应用正在取代传统的直流调速装置。
交流调速分为两大类，即交-直-交变频器和交-交变频器。
这两种变频器在使用中其供电电流中均有谐波成分，产生的谐波频率有以下表达式：0
fh-
p
+
+
m
=
-
(
p
/
2
/
)1
1
1nf
p
fh-
+
nf
=
/
1
2
2f
h1——与触发脉冲数有关的频率；
fh2——与触发脉冲数无关的频率；
p1——触发脉冲数；
f1——电源输入的基波频率；
p2——和变频器负载相数有关的系数；
f0——变频器的输出频率。
从（1）式和（2）式可以看出，供电电流的谐波频率并不全是基波频率和输出频率的整数倍，即含有间谐波分量。
图5表示某台6脉动交-交变频器在输入工频为60 Hz，输出频率为5 Hz时输入电流的频谱。
3.间谐波的危害
3.1波形畸变
间谐波既会使波形过零点偏移，又会使正负半波幅值发生变化。
3.2闪变（闪烁）
只要间谐波频率接近谐波或是基波频率，闪变就会发生，谐波是工频的整数倍，所以谐波总是与基波频率保持同步变化的，但间谐波与谐波和基波就不是同步变化的，如果某一信号含有间谐波为f1，那么该信号波形的包络线就会以fm 的频率波动，其中：
fk：与间谐波f1的频率接近的谐波或基波频率,由于人眼对于在8 Hz频率附近的灯光闪烁较为敏感，如果间谐波与谐波或基波之间的差值在8 Hz以内，
那么人的视觉就会受到严重的干扰。
如：有一信号sin(2π60t)+αsin(2π174t)，其中α=0.3。
波形包络线明显有6 Hz的波动，即每隔0.167 s波动一次。
如果电灯对这一峰值变化敏感的话，就会引起灯光闪烁，造成人的视觉混乱。
3.3对测量仪表的影响
间谐波因改变电压过零点而易使采样数据或过零工作的数字继电器产生误差，甚至误操作造成事故，而且还会影响传统谐波测量的结果和准确度，以及使计量仪器发生计量误差。
间谐波电压还会引起电视机图象滚动以及无线电收音机或其它音频设备的噪声。
3.4对电动机的影响
间谐波对电动机的噪声和振动影响很大，气隙磁通和转子电流因间谐波而相互作用产生的力可分解成多频分量。
若力的分量频率和电动机定子的固有频率接近且在“圆周振型”阶数上耦合较深，就会产生很强的噪声和振动。
3.5对功率因数的影响
由于间谐波引起波形畸变，从而降低负荷的功率因数，增加各种能量的损耗。
4.感想
在之前的学习中并未细致接触过间谐波,对于间谐波的害处更是一无所知,通过这次的学习之后,在将来工作时会注意规避间谐波,,或者在误差分析等等也会考虑得更为全面一些。
随着电力电子元件的广泛运用,其对电网带来的污染与损害越发隐忍关注,间谐波作为一个起点,也会加强我们对于电力电子元件的学习,在利用电力电子元件为现代化电网建设带来的好处的同时,尽量降低其带来的损害。