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电网谐波污染及电力系统的谐波电流检测研究
电网谐波污染及电力系统的谐波电流检测研究
摘要：
随着现代工业和信息化的发展，电力系统对电能质量的要求越来越高。其中，谐波电流是一种常见的电能质量问题，它可能导致电器设备损坏或运行不稳定。因此，研究谐波电流的检测方法和相关理论具有重要的意义。本文首先介绍了谐波产生的原因和谐波的分类，然后阐述了谐波电流检测的方法和技术，包括基于传统的滤波法、基于小波变换的检测法、基于谐波测量仪的检测法、基于电流互感器的检测法等。最后，通过大量实验验证了基于小波变换的谐波电流检测法的有效性和实用性。
关键词：电能质量，谐波电流，检测方法，小波变换
Abstract:
Withthedevelopmentofmodernindustryandinformationtechnology,therequirementsforpowerqualityinpowersystemsarebecomingincreasinglyhigh.Amongthem,harmoniccurrentisacommonpowerqualityproblem,whichmaydamageelectricalequipmentorcauseunstableoperation.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythedetectionmethodsandrelatedtheoriesofharmoniccurrent.Thispaperfirstintroducesthereasonsforharmonicgenerationandtheclassificationofharmonics,andthenelaboratesonthemethodsandtechniquesfordetectingharmoniccurrent,includingtraditionalfilteringmethods,wavelet-baseddetectionmethods,harmonicmeasurementinstrument-baseddetectionmethods,andcurrenttransformer-baseddetectionmethods.Finally,theeffectivenessandpracticalityofthewavelet-basedharmoniccurrentdetectionmethodareverifiedthroughalargenumberofexperiments.
Keywords:powerquality,harmoniccurrent,detectionmethod,wavelettransform
1.概述
电力系统是现代社会的重要基础设施之一，其稳定运行对国民经济发展和人民生活至关重要。然而，随着电力需求的不断增长和能源结构转型的加速，电力系统所面临的问题也越来越多。其中，电能质量问题备受关注，因为它直接关系到电力用户的用电安全和能耗效率。
电能质量问题主要分为三大类：电压波动、电压闪变、谐波污染。其中，谐波污染是一种比较常见的问题，它指的是电网中存在的频率等于或者是整数倍于电源基波频率的电压或电流。谐波电流的存在会导致电器设备的损坏和工作不稳定，甚至引发事故。因此，研究谐波电流的检测方法和相关理论具有十分重要的意义。
2.谐波产生的原因和分类
谐波产生的原因主要有两个方面：一是非线性负载，如电子设备、逆变器、照明设备等。这些设备由于其特性，会引入很多高次谐波电流，从而使得电网中存在着很多谐波电流；二是网络本身存在的谐波。
根据频率的不同，谐波可以分为不同的分类。其中最常见的是前六次谐波，它们的频率分别为50Hz、100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz。此外，还有更高次的谐波电流，但是其对电器设备和电网的影响较小，在实际应用中可以忽略。
3.谐波电流的检测方法
谐波电流的检测方法主要有四种：基于传统的滤波法、基于小波变换的检测法、基于谐波测量仪的检测法、基于电流互感器的检测法。下面将对这四种方法进行介绍。
3.1基于传统的滤波法
经典的方法就是采用滤波器对不同次谐波进行分离。一般用低通、高通和带通滤波器来实现。滤波器的截止频率要根据频谱要求来选择，以保证有效谐波的分离。
然而，传统的滤波法存在一些问题，例如：1）不能很好地区分频率很接近的谐波；2）滤波器的截止频率需要根据谐波的频率来选择，因此很难适应不同电网工况下的谐波检测；3）滤波器采用时滞处理，无法实时进行谐波检测等。
3.2基于小波变换的检测法
小波变换可以将时域上的信号变换到频域上，同时保留了时域和频域上的信息，因此具有很好的局部性和时序性。将小波变换用于谐波检测方面