浅谈谐波

谐波的产生影响了电源的质量，大量谐波势必造成用电故障，由于谐波所造成的危害日趋严重，不仅引起了世界各国对谐波问题的充分关注，也引起了国内各部门的关注。我国也制订了抑制谐波的对策和多种的治理方法，切断谐波的传输路径，开发使用无谐波的绿色电器等。达到了科学合理用电、抑制谐波污染，提高电源质量的目的。     

电力系统谐波

概括介绍了现代关于谐波问题研究的全部成就，透彻一论述了电力系统谐波产生原因，谐波的危害，谐波的分析，测量方法，限制谐波的标准，交流系统的谐波渗透，谐波的消除。display structure     

浙江电网大型整流负载的谐波状况及抑制对策

根据多年来对浙江电网的谐波调查，总结了浙江电网大型整流负载谐波源的概况及谐波污染水平，分析了谐波的危害性，并提出了进一步抑制谐波的对策。     

基于虚拟谐波电阻的配电网谐波主动防御系统研究

针对传统有源滤波器（APF）只能治理本地谐波源的不足，提出了基于虚拟谐波电阻的谐波主动防御系统（HADS）。分析了HADS治理配电网谐波的原理，建立了HADS仿真模型，提出了谐波功率最大化和谐波畸变率最小化两种控制策略，并研制工程样机进行了工程示范应用。研究和实验证明，HADS能够有效降低区域谐波污染，可以成为新型电力系统下的区域谐波治理手段之一。     

基于逆变器剩余容量及自适应虚拟谐波阻抗控制的孤岛微电网谐波功率分配策略

孤岛微电网中，非线性负载产生的谐波电流导致发电单元的逆变器也需要承担部分谐波视在功率。为避免逆变器因承担过量谐波功率过载，目前研究者们大都致力于实现谐波功率在逆变器间的均分。然而，谐波均分策略忽略了不同逆变器改善电压质量能力的差异性，致使微电网电压质量无法得到有效改善。针对此，提出了一种以改善微电网电压质量为目标的谐波功率分配策略，根据逆变器剩余容量及其承担的谐波功率，自适应地调节其虚拟谐波阻抗值在第四象限内变化，从而在不过载的前提下使各逆变器到微电网母线的谐波阻抗达到最小值，为谐波电流提供低谐波阻抗通路，达到尽可能改善微电网电压质量的目的。为了实现该目标，基于根轨迹确定了逆变器虚拟谐波阻抗的稳定调节范围，并进一步设计了一种变参数积分控制器，令所提自适应虚拟谐波阻抗控制能够兼顾调节速度及收敛性能。仿真和硬件在环实验验证了所提控制方法的有效性。     

电力系统谐波检测方法

随着电力电子技术的迅速发展，谐波己成为污染电力系统的严重公害之一，解决电力系统谐波问题显得非常迫切。谐波检测是谐波问题中的一个重要分支，是解决谐波问题的基础。电力系统的谐波由于受随机性、分布性、非平稳性等因素影响，对其进行准确检测并非易事，因此人们在不断探索更为有效的谐波检测方法及其实现技术，本文介绍了现有谐波检测方法，讨论了各种检测方法的特性，并对其发展趋势进行分析。     

低压电网的谐波与治理

本文对谐波的特殊性，各种谐波源设备产生的谐波电流大小的估算，低压网络中谐波电流（电压也一样）的合成，谐波的危害，工业（包括实业等）私用电网的谐波电压标准，谐波治理措施（包括对谐波设备本身的，对配电变压器的，以及不得不采用滤波器等），无源和有源滤波器的工作原理和优缺点比较，工程设计如何应对谐波的考虑，以及谐波对中性线电流大小的影响，均作了介绍，限于篇幅，不可能详细。欲知其详，请见本刊2005年全年4期杂志。     

减少电网谐波污染的研究与实施

对一谐波源用户整个谐波的综合治理进行了研究。在资金不足以及谐波含量特殊（有偶次谐波）情况下，灵活采用了一具有３个可调抽头的以滤３次谐波为主的滤波无功补偿装置方案，成功地避免了对２次谐波的并联谐振或放大，滤波效果显著     

电力系统中谐波的产生、危害和抑制

分析了电力系统中，由非线性负载谐波源所产生谐波的成因以及对电网供电质量的影响和危害，引入了暂态谐波和稳态谐波的概念。介绍了传统的谐波抑制方法和新型的谐波抑制方法，肯定了有源滤波器的是今后谐波抑制装置的主要发展方向。     

小容量同步发电机组谐波特性分析

相对于大电网，小容量系统惯性小、承受扰动的能力弱，因此小容量同步发电机组受谐波影响较大。为揭示谐波的作用机理，从注入谐波电流后电机内部的电磁关系变化入手，描述了谐波电流形成的旋转磁场与基波磁场叠加后的形态。进而分析了谐波电流对发电机输出电压的影响，并运用瞬时功率理论推导了谐波转矩的解析式，指出了发电机组转轴机械振动的原因。进行了柴油发电机组带非线性负载的实验，观察了机组在谐波影响下的运行状态，实验结果与理论分析一致。     

Ac Line Harmonics Caused by Three-Phase Half-Controlled Converters with DC Motor Load

ABSTRACT

This paper gives a study of line harmonics generated by three-phase half controlled bridge converters feeding separately excited D.C. motor. Analytical expressions for line current are given and dominant current and voltage harmonics have been computed for a typical system. The study shows that current has predominant low order harmonics, the second harmonic being significantly large as compared to other harmonics. The line voltage, however, has significant higher order harmonic components as well Line current harmonics are dependent on motor operating speed, whereas the voltage distortion factor is nearly independent of speed. On the other hand, percent current harmonics are nearly independent of torque, but the voltage harmonics and voltage distortion factor are dependent on load torque.     

Applications of parametric spectral estimation methods on detection of power system harmonics

Harmonics are the major power quality problems in industrial and commercial power systems. Several methods for detection of power system harmonics have been investigated by engineers due to increasing harmonic pollution. Since the non-integer multiple harmonics (inter and sub-harmonics) become wide spread, the importance of harmonic detection has increased for sensitive filtration. This paper suggests parametric spectral estimation methods for the detection of harmonics, inter-harmonics and sub-harmonics. Yule Walker, Burg, Covariance and Modified Covariance methods are applied to generate cases. Not only integer multiple harmonics but also non-integer multiple harmonics are successfully determined in the computer simulations. Further, performances of proposed methods are compared with each other in terms of frequency resolution.     

Identification of machine parameters of a synchronous motor

This paper presents a method for estimating the machine parameters of a synchronous motor. The presented method is equally applicable for a wound field synchronous motor, synchronous reluctance motor, or permanent magnet (PM) synchronous motor, both the interior and surface-mount types. The method works particularly well for machines having a significant amount of space harmonics, such as synchronous reluctance and interior PM (IPM) machines, where the harmonics are predominantly the slot harmonics. It is also well suited for surface PM machines operating under saturation, where the harmonics are saturation-induced. The presence of these harmonics makes the parameter identification difficult. Most of the methods presented so far in the literature have failed to properly identify machine parameters in the presence of space harmonics. In this paper, the machine parameters, identified by using a proposed algorithm, are compared with the finite element and the experimental results to demonstrate the effectiveness of the presented method. Both interior PM and surface PM machines are considered.     

建筑电气设计中对谐波污染的抑制研究

随着我国人民生活水平的提高，民用建筑中各种家庭用电负荷越来越多，导致谐波污染日趋严重。主要分析了民用建筑配电系统中谐波产生的原因。以及如何在电气设计过程中对谐波污染进行抑制的方法，希望对设计人员提供参考。     

六相整流发电机接地方式对船舶中压电力系统谐波影响

为抑制因单相接地故障而引起的船舶中压电力系统非特征谐波,以六相整流发电机为例,研究了其中性点接地方式对谐波的影响。首先,运用开关函数和对称分量法,分别得出正常运行时直流电压特征谐波以及故障下非特征谐波计算方法,再利用直流电压推导出了交流故障电流的谐波表达式。其次,分析了非故障绕组零序回路,运用功率平衡原则,得到接地电阻与非故障绕组零序电压的关系,分析出接地方式对谐波的影响。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真平台和实验验证了所得到的结论,为船舶中压直流电力系统接地方式的选取提供了参考和依据。     

基于FFT和神经网络的非整数次谐波检测方法

运用人工神经网络模型进行整数次谐波检测可达到较高的检测精度，但这种线性神经元模型不适合非整数次谐波的检测。为精确检测非整数次谐波，文中提出了一种改进进的线性人工神经元模型，并将加汉宁窗的FFT算法和改进的线性人工神经元模型结合起来，提出了一种用于非整数次谐波检测的新方法。该方法首先对采样信号用加汉宁窗的FFT算法进行预处理，得到了谐波个数和精度不高的谐波次数：其次根据谐波个数设定神经元的个数，根据预处理后得到的谐波次数设定神经网络谐波次数迭代的初始值；最后对改进后的人工神经网络进行训练，便可实现非整数次谐波的精确检测。仿真实例表明，该方法能将频率相近的非整数次谐波分离，可有效地提高谐波参数的检测精度，为谐波治理提供良好的依据。     

自然采样SPWM逆变电源的谐波分析及抑制策略

在借鉴国内外相关研究的基础上,对电太源型自然采样正弦脉宽调制（SPWM）逆变器输出电压、电流的谐波及其产生规律进行了较为详尽的分析,并从工程实际出发给出了3种谐波抑制策略：选择合适的载波频率,以消除低次和某些奇次谐波;精确实现先定的载波频率,以避免异步调制中出现的偶次谐波;注入适当的谐波分量,以在不加大输出谐波含量的情况下提高电压利用率。最后,把以上谐波抑制策略应用于35kVA客车空调逆变电源,并给出了实验结果。     

PWM整流器轻载条件下网侧电流谐波分析与抑制

PWM整流器在轻载时网侧电流总谐波畸变率通常较高。针对这一现象,详细分析其网侧电流谐波的产生机理,指出死区效应、驱动信号谐波和电网电压谐波是导致网侧电流畸变的主要因素,并给出相应的谐波计算方法。针对网侧电流谐波成因复杂、很难准确补偿的特点,提出一种抑制网侧电流谐波的自适应余弦内模控制方法,有效抑制了5、7、11、13、17、19等特征次谐波,并使其对系统稳定性的影响得到有效降低。实验结果验证了理论分析的正确性和控制方法的有效性。     

Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part I?Harmonic Elimination

This paper considers the theoretical problem of eliminating harmonics in inverter-output waveforms. Generalized methods are developed for eliminating a fixed number of harmonics in the half-bridge and full-bridge inverter-output waveforms, and solutions are presented for eliminating up to five harmonics. Numerical techniques are applied to solve the nonlinear equations of the problem on the computer. The uneliminated higher order harmonics can be easily attenuated by using filter circuits in the output stage of the inverter. The results show the feasibility of obtaining practically sinusoidal output waveforms, which are highly desirable in most inverter applications.     

基于全局同步脉宽调制的电容高次谐波电流抑制方法

随着微电网中逆变器渗透率的不断提高,由电力电子器件产生的高次谐波对微电网设备造成了不利影响,其中,当多台逆变器并联运行时,其产生的高次谐波除了注入逆变器自身的交流滤波电容外,还会注入其他并联逆变器的交流滤波电容产生高次谐波电流随机叠加现象,影响电容寿命。提出一种基于全局同步脉宽调制技术的逆变器电容电流谐波抑制方法。首先,对多并联运行逆变器的电流谐波注入电容机理进行了分析,并提出了利用全局同步脉宽调制方法抑制电容高次谐波电流的基本原理和方法。其次,推导出适用于各种运行状态下电容电流谐波和脉宽调制波相位差之间的数学表达式。然后,根据逆变器类型选择适当的数学模型,对数学模型进行求解并获得脉宽调制最佳相位差。通过仿真分析对所提方法进行了验证。