电力谐波分析论文.doc

2010届 　　 　　 　　　　　 分类号：TP273 单位代码 ：10452 毕业论文 电力谐波检测与分析 姓 名 刘明吉 学 号 200615840309 年 级 06级 专 业 电气工程及其自动化 系 （院） 信息学院 指导教师 周海玲 2010年03月27日 摘 要 随着电子电力技术的发展，电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定构成潜在威胁，给周围电器环境带来了极大影响。如何能把谐波的危害最大限度地减少，是目前电力系统领域极为关注的问题，而解决这一问题的关键在于定量地确定谐波的成分、幅值和相位等。提高电网谐波监测分析水平，对于抑制高次谐波含量是十分必要和有价值的。首先对目前国内外电力谐波检测与分析方法进行了综述与展望，然后对电力谐波的基本概念和特征参数进行了说明阐述了基于模拟滤波器傅立叶变换瞬时无功功率理论的电力系统谐波检测和分析方法，并给出了相应装置的框图。 关键词谐波 检测 电力系统傅里叶变换 Key words: harmonics; detection; power system; Fourier transform 目 录 1 引言 1 2 电力谐波检测技术浅析 1 2.1电力谐波的研究背景及意义 1 2.2国内外电力谐波检测与分析方法研究现状 2 2.3电力谐波检测与分析方法的发展趋势 3 3 谐波产生的原因及危害、抑制 3 3.1 谐波的产生原因 3 3.2谐波的危害 4 3.3谐波抑制技术的发展现状 5 4谐波的检测与分析方法 6 4.1 基于模拟电路的谐波检测方法 6 4.2 基于神经网络的谐波检测方法 8 4.3基于瞬时无功功率的谐波检测方法 9 4.4基于傅里叶变换的谐波检测方法 10 4.4.1傅立叶级数的三角函数和指数表示形式 10 4.4.2离散傅立叶变换 (Discete Fourier Transform，简称DFT) 13 4.4.3快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称FFT) 13 5.4.4减小泄漏和其它误差的快速傅立叶变换改进算法 15 4.5 基于小波变换的小滤波器的谐波检测方法 16 5 谐波的抑制方法 18 6 结语 19 参考文献 20 致 谢 21 1 引言 谐波问题是目前工业化国家最重要的电能质量问题之一。近年来随着工业和民用用电负荷的迅速增加以及各种电力电子设备的广泛应用非线性负载的数量和容量日益增加电力系统谐波污染日趋严重。对电力系统安全、优质、经济运行构成潜在的威胁给周围电气环境带来极大的污染。实时测电网中的谐波含量确切掌握电网中谐波的实际情况对于防止谐波危害、维护电网的安全运行十分必要电力系统的谐波问题早在20世纪20、30年代就引起了人们的注意，当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.CReaD发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文，EW.Kimbark在其著作中对此进行了总结。70年代以来，由于电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害日益严重现在世界各国把电网电压正谐波形畸变率值作为电能质量考核指标之一，因此正确认识谐波己成为电力系统工作者的重要任务之一。电力系统谐波研究的意义在于：谐波的危害十分严重，为了使电网能够安全运行，只能将谐波控制在安全的范围内，必须对电网中的谐波进行分析与检测，并根据其结果采取必要的保护措施，严格控制其危害。谐波研究的意义还可以上升到从治理环境污染、维护绿色环境的角度来认识。对电力系统这个环境来说，无谐波电能就是“绿色”的主要标志之一。在电力电子技术领域，要求实施“绿色电力电子”的呼声也日益高涨。目前，对地球环境的保护己成为全人类的共识对电力系统谐波污染的治理也己成为电工科学技术界所必须解决的问题。对谐波分析与检测的意义还在于其它对电力电子技术自身