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(jù)重要的位置。隨著社會發(fā)展，電力生產(chǎn)對它的要求越來越高。本文從諧波測量方法使用技巧進(jìn)行分析，闡述了其中的技術(shù)難點(diǎn)，幫助人們更好的使用該技術(shù)，并且分析了其在今后的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(jì)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(jìn)步。大量的生產(chǎn)用電、家庭用電提高了電力系統(tǒng)的發(fā)展水平。技術(shù)人員不斷的研究電力系統(tǒng)，希望將科技服

3、務(wù)于生活而生產(chǎn)出的電力電子，給社會發(fā)展和生產(chǎn)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(jù)我國頒布的《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》要求，制定出諧波測量的方法以及數(shù)據(jù)研究。在法定的范圍內(nèi)研究技術(shù)，提高了技術(shù)研究水平。該技術(shù)研究方法要求具有較強(qiáng)的動態(tài)跟蹤能力，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將類似的數(shù)據(jù)進(jìn)行整

4、合，提高測量精準(zhǔn)度。為了提高測量的精準(zhǔn)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(xiàn)自動報(bào)警，提高防御能力。系統(tǒng)加入魯棒技術(shù)，魯棒的性能比較好，系統(tǒng)運(yùn)行不順暢或者出現(xiàn)異常運(yùn)行時(shí)，它都能夠準(zhǔn)確的測量出諧波值，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該諧波測量需要滿足性價(jià)比要求，需要降低實(shí)踐代價(jià)。生產(chǎn)中，應(yīng)該根據(jù)具體問題具體分析，提高應(yīng)用要求水平，努力提高資源性價(jià)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(shí)，需要事前準(zhǔn)備一些窄帶濾波器，這些窄帶濾波器根據(jù)實(shí)際的諧波等級，會自動分量處理。每一個(gè)級別的諧波，對應(yīng)的分量位置也不盡相同，該方法能夠準(zhǔn)確的檢測出每個(gè)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(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，系統(tǒng)組建元件比較多。如果在實(shí)際應(yīng)用中，不小心丟棄了一個(gè)零部件，將很難在市場上買到合適的元件。這些元件參數(shù)值非常精準(zhǔn)，相差幾毫米都無法達(dá)到滿足，設(shè)備也將無法啟動。設(shè)備在投入使用中，它的環(huán)境變化對測量的準(zhǔn)確度也有影響。一般而言，影響最大的是溫度和濕度，這是實(shí)驗(yàn)最難避免的客觀因素，技術(shù)人員很難進(jìn)行控制，而且設(shè)備的適應(yīng)力比較差。 </p><p>　?。ǘ┛焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成快速的傅立葉，其過渡實(shí)現(xiàn)一步到位，比較簡單、實(shí)用。而且實(shí)現(xiàn)該過程自動化，技術(shù)人員只要提供參數(shù)值，系統(tǒng)會根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化運(yùn)行，提高轉(zhuǎn)化正確率。該方法有諸多優(yōu)勢，其實(shí)現(xiàn)功能較多，計(jì)算數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)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(zhuǎn)化過程需要進(jìn)行二次變換，這些堆積的數(shù)據(jù)非?；靵y，連續(xù)性也不強(qiáng)，數(shù)據(jù)之間的融通度也比較弱，想

8、要將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整合，它的計(jì)算量非常大，計(jì)算時(shí)間也會非常長，這是該方法的弱勢。數(shù)據(jù)龐大，計(jì)算時(shí)間被推移，時(shí)效性自然會下降。采樣的過程中，如果發(fā)現(xiàn)采樣信號和信號頻率不一致，常常會出現(xiàn)柵欄效應(yīng)以及頻譜泄漏效應(yīng)。該效應(yīng)嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)計(jì)算的精準(zhǔn)度，大量的幅值和相位結(jié)果都不準(zhǔn)確，尤其是相位的差值非常明顯，計(jì)算結(jié)果達(dá)不到要求。為了提高計(jì)算精準(zhǔn)度，很多學(xué)者開始改進(jìn)原先的計(jì)算方法，盡量的減少在計(jì)算中出現(xiàn)頻譜泄漏現(xiàn)象，從而提高了精準(zhǔn)度。當(dāng)前，應(yīng)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(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行修正，得出最終的理想采樣數(shù)值，修正的計(jì)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(jù)計(jì)算量的大小選擇合適的值計(jì)算，這種計(jì)算方法比較靈活，而且計(jì)算量也相對少一些，計(jì)算過程中不需要加入任何的硬件設(shè)備，只要通過在線計(jì)算就可以測量出高

10、度精準(zhǔn)的數(shù)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(jìn)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(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度因此被提高，使用到的相位數(shù)值和幅值都得到了保障，降低泄露頻率。計(jì)算中時(shí)常用到的函數(shù)窗為：布萊克曼窗、矩形窗、哈里斯窗、海寧窗等等。在實(shí)際的測量中，最常選用矩形窗插值計(jì)算方法以及海

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

12、相同的頻率會得出相近的計(jì)算結(jié)果。該計(jì)算方法適用性比較強(qiáng)，使用原理也比較簡單，在電氣系統(tǒng)中時(shí)常被推行使用。以上的三種方法各有優(yōu)勢，計(jì)算過程中如果可以整合三種計(jì)算方法的優(yōu)勢，摒棄其劣勢，最終會取得最優(yōu)的計(jì)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(shù)據(jù)計(jì)算，一般的諧波檢測如果保障了足夠的電力，檢測結(jié)

13、果一般都準(zhǔn)確。計(jì)算前期，只要提高對諧波的管理，使得數(shù)據(jù)在同一個(gè)框架內(nèi)，那么該計(jì)算方法會比較簡單一些，而且也比較實(shí)用。在對諧波電流控制時(shí)，需要進(jìn)行動態(tài)抑制電壓，此時(shí)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(jì)算出諧波數(shù)值。但是，該方法也存在劣勢，對哪種情況下出現(xiàn)諧波最高點(diǎn)，該方法不能進(jìn)行定位。小波變換在實(shí)際計(jì)算中，可以綜合時(shí)域和頻域，使得這兩個(gè)域值范圍變大，滿足局部部件的需求。在小波數(shù)值轉(zhuǎn)化時(shí)，需要對諧波信號進(jìn)行分析，

14、從而獲得信號停留點(diǎn)，方便獲取時(shí)間信息。小波在信號頻率干擾下，會出現(xiàn)不同的波形，這些波形投影到刻度上，會表現(xiàn)出明顯的諧波信號特點(diǎn)，有高頻特點(diǎn)、奇異高次特點(diǎn)等等。這些特點(diǎn)為諧波分析提供了依據(jù)。技術(shù)人員只要根據(jù)這些諧波便可計(jì)算出最終的數(shù)值。 </p><p>　　（四）基于瞬時(shí)無功功率的諧波測量 </p><p>　　該測量方法最初由日本學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出，該方法解決了無功功率短暫時(shí)間檢測和諧

15、波瞬時(shí)檢測，不能準(zhǔn)確掃描元件信號問題，無法實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)葐栴}。該方法被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，推動了社會生產(chǎn)力發(fā)展。根據(jù)理論，p是瞬時(shí)有功功率，q是瞬時(shí)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(dāng)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(jì)算就可以得出最終的諧波電流。該檢測方法適合于復(fù)雜的檢測過程，檢測的結(jié)果比較精準(zhǔn)。 </p><p><b>　　結(jié)

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(zhuǎn)化成變化的諧波動態(tài)，實(shí)現(xiàn)了暫態(tài)諧波跟蹤轉(zhuǎn)化。這是科技進(jìn)步的體現(xiàn)，它將更好的提高社會生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)資源一體化控制。高精準(zhǔn)度的測量方法，為諧波特性研究提供了依據(jù)，奠定技術(shù)基礎(chǔ)，推動電氣業(yè)快速發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b>

17、</p><p>　　[1]畢會靜,趙書強(qiáng).電力系統(tǒng)諧波測量方法[J].電氣時(shí)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(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2005(1) </p><p>　　[3]張一斌,王小華.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)諧波測量方法研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2005(6) </p>