电力系统谐波检测方法概述

关键词 ： 谐 波检 测 ； 傅 立叶 变换 ； 小波 分析 中图分类号： Ｔ Ｍ ７ １ ４ 文献标识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ２ － ０ １ ０ ５ — ０ ２
不 同的谐波检测方法在这两个方 面有着 近年来 ， 随着各种非平稳 、 非对称 、 非 线性 电气 装置 检测方法的核心 ， （ 如电力机车 、 变频器等 ） 的投人使用 ， 电网中的谐波含量 本质 的区别 。
２ 谐波检测的基本要求
损 耗较 大 。
随着新的谐波检测方法 的逐渐成熟 ， 模拟滤波器往往
谐波检测是解决谐波 问题的关键因子 ， 其基本要求如 不是优先选用的方法 。 ３ ． ２ 傅 立 叶变 换 法 下： 我们知道 ， 谐波也是周期量 ， 因此可 以分解为傅立叶 ①谐波测量 的方法 和测量数据的处理都须遵 照Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ４ ５ ４ ９ — ９ ３ 《 电能质量 ： 公用 电网谐波》 的要求。 ②由于电网的状态转换速度非常之快 ， 因此要求相关 的谐波检测方法具有相应的动态跟踪能力。
级数 ， 如式（ １ ） 所示 。
来自百度文库∞
１
ｆ （ ｔ ） ＝
ｃ ｓ ｉ ｎ （ ｎ ｔ ｏ ｔ ＋ ｑ ｂ ）
ｎ＝ １
。
（ １ ）
③为了不产生误判 ， 要求各类谐波检测方法具有一定 基于傅立叶变换的谐波检测法就是 ： 对被检电信号按 的抗御杂波 、 噪音等非特征信号分量 的能力 。 定频率进行采样ｆ 按 照香农采样定理 ， 采样频 率至少 为 ④稳定性好 。 要求在 电力 系统各种运行情况（ 正常或 最高频率分量 的两倍） ， 得到一组离散化数字序列 ， 然后运 异常） 下都能测出谐波。 用离散傅里叶变换过渡到快速傅里叶变换 的原理 ， 计算出 基波和各次谐波的幅值与相 位 ， 以及谐波功率 、 谐波阻抗 ３ 谐波检测的方法 等更多信息。 它是 当今电力系统 中常用 的谐波检测方法 。 从根本上说 ， 谐波检测其实就是对电力系统 中特定点 方法优点 ： ① 当被检电信号中谐波的频率是丁频的整 的电流和电压信号进行 采集 ， 然后作某种数学处理 ， 并将 倍数时 ， 其测量精度是所有方法中最高 的。 ②该方法实施 提取 出的特征量和相关标准进行 比对 的过程 。 起来 比较简单和方便 ， 且计算结果的内容丰 富多彩。 它一般包括三个 步骤 ： 信号预处理 、 谐波 幅值和相位 方法缺点 ： ①需要一定的采样 时间作保障 ， 且整个检 测量 、 结果再处理。 其中 ， 信号预处理和结果再处理是谐波 测过程分两次变换才完成 ， 计算量 比较大 ， 因此会花费较
１ 谐波检测的主要作用
量。
方法优点 ： 简单有效 ， 实现成本低 ， 且因输 出阻抗 较
所 以相关 的品质 因素变得易于控制。 谐波检测是分析谐波源和治理谐波的关键步骤 ， 其作 小 ， 用 主 要 如下 ： 方法缺点 ： ①滤波 电路 由许 多Ｌ ｃ 元件构成 ， 这些元件 ①能对谐波源 的谐波产生情况进行准确定性 ， 从 而为 决定了滤波频率 ， 但 同时它们受环境影 响很大 ， 较难获得 稳定和理想的相频 、 幅频 特性 。 ②一般说来 ， 一组滤波电路 “ 谁污染 ， 谁治理 ” 条款 的实施提供科学依据。 因此 ， 当需要 同时检测多个谐 ②通过定期或不定期检测 ，掌控电网的谐波水平 ， 从 只能检测某个频率的谐波 ， 波分量时 ， 滤波电路会变得非常复杂 ， 增加了实现难度。 ③ 而确保电力系统设备的安全及经济运行 。 ③遇到谐 波事故 ， 进行合理检测后 ， 能为事后治理提 当电网频率发生波动 ， 检测精度会 明显下降 。 且检测出的 谐波中含有较多的基波分量 。 ④该 检测方法运行时 ， 系统 供决策帮助。
谢 译玮
（ 国网福建省电力有 限公司龙岩供电公司 ， 福建 龙岩 ３ ６ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 文章从谐波检测的重要性和谐波检测所应达到的基本要求出发， 对＇ ３前 － 国内外存在 的各种谐波检测方法进行归类
和 分析 ， 重 点 阐述 了各 自的优势 和缺 点 ， 以期 为更好 地进 行谐 波检 测作 理论 准备 。
第３ ３卷第 ２期
Ｖ０ Ｊ ． ３ ３ Ｎ ｏ ． ２
企 业 技 术 开 发
Ｔ Ｅ ＣＨＮＯＬ ＯＧＩ Ｃ ＡＬ ＤＥ ＶＥ Ｌ ＯＰ ＭＥＮ Ｔ ＯＦ ＥＮ Ｔ ＥＲＰ ＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ４年 １ 月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
电 力 系 统 谐 波检 测 方 法 概 述
一
作者简 介 ： 谢译玮（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 福 建 长 汀人 ， 大 学本 科 ， 助 理 工 程 师， 主要 从 事 电力技 术 方 面３ － 作。
多的计算时间。 一方面使得该检测方法的动态适应能力不
急剧增长 。 大量谐 波的存 在不仅 降低 了电能质量 ， 同时还 ３ ． １ 模 拟 滤波 器 法 影 响到电网的安全稳定 运行 。 因此 ， 谐波必须得到有效治 我们知道 ， 一般 的信号处理方法有两大类 ， 一类是基 理 。而谐波治理的基础和依据无疑是进行准确 的谐波检 于频域理论的 ， 一类是基 于时域理论的。 测。 对谐波检测来说 ， 基于频域理论 的方法就是模拟滤波 从实际应用看 ， 谐波检测的研究 已获得不菲的成果 ， 器法 。 该方法是最早被用来检测谐波的。 其检测原理为 ： 采 各种方法层 出不穷 ， 但这些方法都有各 自优缺点和适用场 用滤波器将基波电流分量滤除 ， 得 到谐波分量 ， 或采用带 合， 需要进行系统梳理 ， 以便更好地发挥各 自特色。 通滤波器得 出基波分量 ， 再 与被检测 电流相减得到谐波分