電力系統(tǒng)諧波測量方法綜述

1、<p>　　電力系統(tǒng)諧波測量方法綜述</p><p>　　摘要：隨著社會不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)發(fā)展水平也不斷提升，電力系統(tǒng)諧波測量在電力系統(tǒng)中占據重要的位置。隨著社會發(fā)展，電力生產對它的要求越來越高。本文從諧波測量方法使用技巧進行分析，闡述了其中的技術難點，幫助人們更好的使用該技術，并且分析了其在今后的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關鍵字：電力系統(tǒng)；諧波測量；方法 </p&

2、gt;<p>　　中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　我國改革開放以來，對電力系統(tǒng)的重視程度越來越高，真正研究電力系統(tǒng)諧波測量方法是在20世紀后期。研究的中心問題是高壓直流電流如何植入變流器中，使得該系統(tǒng)引起諧波。在70年代之后，隨著科技不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的研究越進步。大量的生產用電、家庭用電提高了電力系統(tǒng)的發(fā)展水平。技術人員不斷的研究電力系統(tǒng)，希望將科技服

3、務于生活而生產出的電力電子，給社會發(fā)展和生產帶來了極大的幫助，豐富人們的生活并提高生活水平。 </p><p>　　一、電力系統(tǒng)諧波測量的基本要求 </p><p>　　該系統(tǒng)基本要求是根據我國頒布的《電能質量公用電網諧波》要求，制定出諧波測量的方法以及數據研究。在法定的范圍內研究技術，提高了技術研究水平。該技術研究方法要求具有較強的動態(tài)跟蹤能力，能夠對數據進行分析處理，將類似的數據進行整

4、合，提高測量精準度。為了提高測量的精準度，需要在系統(tǒng)中制定出精密的測量值，該測量值為噪音、雜波等城市聲源做出恒定值，超出該范圍值的聲波，會出現自動報警，提高防御能力。系統(tǒng)加入魯棒技術，魯棒的性能比較好，系統(tǒng)運行不順暢或者出現異常運行時，它都能夠準確的測量出諧波值，提高系統(tǒng)運行效率。從實踐中發(fā)現，該諧波測量需要滿足性價比要求，需要降低實踐代價。生產中，應該根據具體問題具體分析，提高應用要求水平，努力提高資源性價比，滿足系統(tǒng)諧波需要。 &l

5、t;/p><p>　　二、電力系統(tǒng)諧波測量方法 </p><p>　?。ㄒ唬ㄟx頻方法 </p><p>　　使用該方法測量時，需要事前準備一些窄帶濾波器，這些窄帶濾波器根據實際的諧波等級，會自動分量處理。每一個級別的諧波，對應的分量位置也不盡相同，該方法能夠準確的檢測出每個層次的諧波含量。該方法一直備受電氣行業(yè)推崇，它的操作過程比較簡單，使用原理也通俗。使用起來非常

6、方便，容易掌握。但是，該設備結構比較復雜，系統(tǒng)組建元件比較多。如果在實際應用中，不小心丟棄了一個零部件，將很難在市場上買到合適的元件。這些元件參數值非常精準，相差幾毫米都無法達到滿足，設備也將無法啟動。設備在投入使用中，它的環(huán)境變化對測量的準確度也有影響。一般而言，影響最大的是溫度和濕度，這是實驗最難避免的客觀因素，技術人員很難進行控制，而且設備的適應力比較差。 </p><p>　?。ǘ┛焖俑盗⑷~轉化法 &l

7、t;/p><p>　　該方法的基本原理也比較簡單，主要是將離散傅立葉轉換成快速的傅立葉，其過渡實現一步到位，比較簡單、實用。而且實現該過程自動化，技術人員只要提供參數值，系統(tǒng)會根據輸入的數據轉化運行，提高轉化正確率。該方法有諸多優(yōu)勢，其實現功能較多，計算數據的精準度高，使用起來也非常方便，它是目前電氣行業(yè)使用最廣泛的方法之一。轉化過程需要進行二次變換，這些堆積的數據非?；靵y，連續(xù)性也不強，數據之間的融通度也比較弱，想

8、要將這些數據進行分類整合，它的計算量非常大，計算時間也會非常長，這是該方法的弱勢。數據龐大，計算時間被推移，時效性自然會下降。采樣的過程中，如果發(fā)現采樣信號和信號頻率不一致，常常會出現柵欄效應以及頻譜泄漏效應。該效應嚴重影響了計算機計算的精準度，大量的幅值和相位結果都不準確，尤其是相位的差值非常明顯，計算結果達不到要求。為了提高計算精準度，很多學者開始改進原先的計算方法，盡量的減少在計算中出現頻譜泄漏現象，從而提高了精準度。當前，應對頻

9、譜泄漏主要有三種方式： </p><p>　　第一種是頻率法。頻率法主要針對“采樣修正理想”修正步驟而言，通過收集每個樣點進行修正，得出最終的理想采樣數值，修正的計算公式為：x(n)= n+ n/N{X(n)一 (n+N)}，其中，n=0、1、2、3、4……。N的值可以根據計算量的大小選擇合適的值計算，這種計算方法比較靈活，而且計算量也相對少一些，計算過程中不需要加入任何的硬件設備，只要通過在線計算就可以測量出高

10、度精準的數值，使得泄漏量減少為50%。 </p><p>　　第二種方法是插值算法。該插值算法利用加窗的方式對FFT算法步驟進行修正。修正過程有效的避免了諧波干擾，避免城市中的噪音干擾以及一些雜音干擾等等，從而凈化了測量環(huán)境。實驗的精準度因此被提高，使用到的相位數值和幅值都得到了保障，降低泄露頻率。計算中時常用到的函數窗為：布萊克曼窗、矩形窗、哈里斯窗、海寧窗等等。在實際的測量中，最常選用矩形窗插值計算方法以及海

11、寧窗插的計算方法，這兩種方法計算步驟比較簡單，計算過程也比較方便，只要根據公式進行計算便可： </p><p>　　海寧的計算方程式也比較簡單： </p><p>　　通過以上的計算方式，就可以提高精準度。使得幅值和相位數據得到保障，進而提高系統(tǒng)運行效率。 </p><p>　　第三種方法為信號同步計算法。該方法主要借助數字信號，通過信號輸出的頻率高低進行模擬計算，

12、相同的頻率會得出相近的計算結果。該計算方法適用性比較強，使用原理也比較簡單，在電氣系統(tǒng)中時常被推行使用。以上的三種方法各有優(yōu)勢，計算過程中如果可以整合三種計算方法的優(yōu)勢，摒棄其劣勢，最終會取得最優(yōu)的計算方法。 </p><p><b>　　（三）小波分析法 </b></p><p>　　小波分析法主要使用于布局變化的數據計算，一般的諧波檢測如果保障了足夠的電力，檢測結

13、果一般都準確。計算前期，只要提高對諧波的管理，使得數據在同一個框架內，那么該計算方法會比較簡單一些，而且也比較實用。在對諧波電流控制時，需要進行動態(tài)抑制電壓，此時可以不需要獲得分層次的諧波分量，只需要檢測其中的電流流量就可以計算出諧波數值。但是，該方法也存在劣勢，對哪種情況下出現諧波最高點，該方法不能進行定位。小波變換在實際計算中，可以綜合時域和頻域，使得這兩個域值范圍變大，滿足局部部件的需求。在小波數值轉化時，需要對諧波信號進行分析，

14、從而獲得信號停留點，方便獲取時間信息。小波在信號頻率干擾下，會出現不同的波形，這些波形投影到刻度上，會表現出明顯的諧波信號特點，有高頻特點、奇異高次特點等等。這些特點為諧波分析提供了依據。技術人員只要根據這些諧波便可計算出最終的數值。 </p><p>　?。ㄋ模┗谒矔r無功功率的諧波測量 </p><p>　　該測量方法最初由日本學者通過實驗總結得出，該方法解決了無功功率短暫時間檢測和諧

15、波瞬時檢測，不能準確掃描元件信號問題，無法實現無功補償等問題。該方法被應用于工業(yè)生產中，推動了社會生產力發(fā)展。根據理論，p是瞬時有功功率，q是瞬時無功功率，p和q之間有著巨大的交流分量以及直流分量，當p=p1+p2，q1=q1+q2，其中q1和p1代表的是直流分量，剩下是交流分量。通過分量計算就可以得出最終的諧波電流。該檢測方法適合于復雜的檢測過程，檢測的結果比較精準。 </p><p><b>　　結

16、束語 </b></p><p>　　隨著科技不斷發(fā)展，諧波的測量發(fā)展趨勢良好，它的市場前景非常寬闊。由之前的定值諧波轉化成變化的諧波動態(tài)，實現了暫態(tài)諧波跟蹤轉化。這是科技進步的體現，它將更好的提高社會生產率，實現資源一體化控制。高精準度的測量方法，為諧波特性研究提供了依據，奠定技術基礎，推動電氣業(yè)快速發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻 </b>

17、</p><p>　　[1]畢會靜,趙書強.電力系統(tǒng)諧波測量方法[J].電氣時代,2005(10) </p><p>　　[2]肖雁鴻,毛筱.電力系統(tǒng)諧波測量方法簡述[J].青海大學學報：自然科學版,2005(1) </p><p>　　[3]張一斌,王小華.基于神經網絡的電力系統(tǒng)諧波測量方法研究[J].湖南大學學報：自然科學版,2005(6) </p>