摘要：電力諧波的存在使電力設(shè)備受損，供電質(zhì)量下降，對(duì)廣大用戶(hù)也存在一定的危害，因而強(qiáng)化電力諧波的治理意義重大。本文分析了電力諧波的主要診斷對(duì)策，并就如何實(shí)施電力諧波的綜合治理提出了一些對(duì)策。

1 電力諧波的診斷

模擬濾波和基于傅氏變換的頻域分析法。模擬濾波器法診斷電力諧波有兩種方式：一是通過(guò)濾波器濾除基波電流分量從而得到諧波電流分量，二是用帶通濾波器得出基波分量，再與被檢測(cè)電流相減后得到諧波電流分量。采用模擬濾波器對(duì)電力諧波進(jìn)行診斷簡(jiǎn)便易行，但存在較大的誤差，此外這種診斷方法不具備實(shí)時(shí)性，且容易受外界環(huán)境干擾。

基于傅氏變換的頻域分析法是根據(jù)采集到的一個(gè)周期的電壓值或電流值進(jìn)行計(jì)算和分析，從而得到電流中所包含的諧波次數(shù)、幅值等信息，將有待xc的諧波分量通過(guò)傅里葉變換器獲得所需的誤差信號(hào)，再將所得的誤差信號(hào)進(jìn)行傅里葉反變換就得到了補(bǔ)償信號(hào)。

基于小波變換的診斷法?；谛〔ㄗ儞Q的診斷法由于在時(shí)域和頻域同時(shí)具有較好的局部化性質(zhì)，克服了傅里葉分析法在非穩(wěn)態(tài)信號(hào)分析方面的缺陷，更適用于對(duì)突變信號(hào)的分析。

由于小波分析能計(jì)算出某一特定時(shí)間的頻率分布并把各種不同頻率組成的頻譜信號(hào)分解為不同頻率的信號(hào)塊，因此可以通過(guò)小波變換來(lái)較準(zhǔn)確地求出基波電流，最終得到諧波分量。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波診斷法自面世以來(lái)便呈現(xiàn)迅速發(fā)展的狀態(tài)，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與推廣，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法在電力運(yùn)行中所獲得的經(jīng)濟(jì)效益也得到了逐漸提升，尤其是在優(yōu)化電力調(diào)度、預(yù)測(cè)負(fù)荷、諧波診斷和諧波預(yù)測(cè)等方面顯現(xiàn)出十分理想的性能。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行諧波的診斷主要是通過(guò)模型構(gòu)建、樣本選擇、算法等手段，對(duì)諧波和無(wú)功電流進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)方法無(wú)論是對(duì)周期性的電流還是非周期性的電流都具有理想的跟蹤診斷效果，同時(shí)對(duì)隨機(jī)抗干擾也有著較強(qiáng)的識(shí)別能力。

與其他諧波診斷方法相比，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波診斷法具有更高的jq度和更為理想的診斷效果，此外，由于基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)方法具有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，且抗干擾能力較強(qiáng)，因而應(yīng)在今后的電力諧波診斷工作中得到進(jìn)一步推廣使用。

2 電力諧波的綜合治理

優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)。電力諧波的產(chǎn)生往往與電氣設(shè)計(jì)不合理有著極大的關(guān)系，因而要從根本上解決電力諧波問(wèn)題首先優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)，避免電力諧波的發(fā)生。對(duì)此，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)需要采取避免諧波的技術(shù)對(duì)策，例如： 增加整流器脈動(dòng)數(shù)。整流器是電力供電網(wǎng)絡(luò)中諧波的主要來(lái)源，其特征頻譜為n=Kp±1，由該式可見(jiàn)，P增加時(shí)，n會(huì)隨之增加，則諧波電流減少，相應(yīng)的諧波也隨之減少，可見(jiàn)增加整流器脈動(dòng)數(shù)對(duì)減少諧波十分有效;推廣應(yīng)用PWM技術(shù)。PWM技術(shù)即脈寬調(diào)制技術(shù)，利用該技術(shù)減少諧波的原理是：

1)PWN能使諧波頻譜增高從而降低諧波量，可以使得變流器的輸人為正弦波;

2)在可控整流后面加接功率因數(shù)矯正(PFC)，同樣可以達(dá)到控制輸入電流為正弦的目的，同時(shí)PFC可以進(jìn)行相位矯正，使得從電網(wǎng)側(cè)看，負(fù)載可等效為線性負(fù)載;

目前,由于對(duì)電能的檢測(cè)和管理還存在一些問(wèn)題,如功能單一、實(shí)時(shí)性差、缺乏統(tǒng)計(jì)分析、效率不高等,因此,需要一種檢測(cè)與管理的方法來(lái)改善現(xiàn)階段電力系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題。
1電力諧波檢測(cè)的發(fā)展
在電力系統(tǒng)中,最理想電流與電壓波形是工頻下的正弦波,而實(shí)際中往往會(huì)存在不同的畸變,特別是在近些年配電網(wǎng)中變頻調(diào)速、換流器、電子設(shè)備等的不斷應(yīng)用, 導(dǎo)致非線性負(fù)荷增加,使電力系統(tǒng)中的電流與電壓波形嚴(yán)重畸變,造成電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的諧波,造成許多電力事故的出現(xiàn)。所以,諧波污染在目前被公認(rèn)為是影響電網(wǎng)安全的一大公害。在進(jìn)行諧波治理過(guò)程中,主要采用諧波監(jiān)測(cè)的方法,這也是解決諧波危害的基礎(chǔ),對(duì)一支諧波有著指導(dǎo)性的作用。根據(jù)諧波檢測(cè)的發(fā)展歷程,主要可以分為3個(gè)階段:{dy},19世紀(jì)初到20世紀(jì)40年代,主要以傅立葉變換為基礎(chǔ),對(duì)諧波進(jìn)行檢測(cè);第二,20世界50-80年代,主要采用選頻測(cè)量技術(shù);第三,20世紀(jì)80年代至今,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處理技術(shù)及集成電路的發(fā)展,出現(xiàn)了快速傅立葉變換的頻譜分析儀及諧波分析儀,通過(guò)這些檢測(cè)儀器的使用,使得計(jì)算結(jié)果的jq度大大提高。在我國(guó),采用該算法和鎖相技術(shù)對(duì)諧波進(jìn)行測(cè)量始于上世紀(jì)80年代,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為數(shù)字式、電子式、智能化的諧波測(cè)試方法。
2 諧波檢測(cè)儀的原理及方法
2.1采用模擬帶阻或帶通濾波器進(jìn)行測(cè)量
這是最早的諧波測(cè)量方法,其優(yōu)勢(shì)在于電路造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易控制且輸出阻抗低。其不足之處在于受環(huán)境影響大,檢測(cè)的精度不高,檢測(cè)結(jié)果含有較多基波分量,造成的運(yùn)行損耗相對(duì)較大。
2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的諧波檢測(cè)
這是一種可以對(duì)計(jì)算能力進(jìn)行提高、對(duì)任意連續(xù)函數(shù)進(jìn)行逼近的基礎(chǔ)上,通過(guò)理論的學(xué)習(xí)及分析動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)獲得的研究成果,即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)階段,該網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)中的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段,其主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)諧波預(yù)測(cè)、諧波源辨識(shí)及諧波測(cè)量等方面。在諧波測(cè)量中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),主要需要考慮的是網(wǎng)絡(luò)的組成、算法的選擇及樣本的確定等問(wèn)題。
2.3小波分析方法測(cè)量諧波
這方面的研究在現(xiàn)階段已經(jīng)取得重大的進(jìn)展,主要是對(duì)傅立葉變換在時(shí)域wq無(wú)局部性缺陷和頻域wq局部化缺陷的解決,也就是在時(shí)域和頻域都具有局部性。采用該方法可以使電力系統(tǒng)中高次諧波變化投影到不同尺度上,從而反映出奇異、高頻高次諧波信號(hào)的特性,從而為諧波分析提供依據(jù)。
2.4 FFT變化法
采用該方法對(duì)電力系統(tǒng)諧波進(jìn)行檢測(cè),是基于數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)上的測(cè)量方法,主要操作步驟是首先對(duì)被測(cè)信號(hào)的電壓或者電流進(jìn)行采樣,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后,再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅立葉變化,從而得到各次諧波的相位系數(shù)及幅值。該方法是目前電力系統(tǒng)使用最為廣泛的諧波檢測(cè)方法,其精度高、功能多、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了諧波檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
3 電力通訊技術(shù)研究
當(dāng)今社會(huì)對(duì)電能的需求越來(lái)越高,對(duì)供電的可靠性要求也不斷提高,電網(wǎng)的諧波帶給電力系統(tǒng)諸多的負(fù)面影響。主要表現(xiàn)為:發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、供電設(shè)備及用電設(shè)備都不同程度的增加了損耗,降低了設(shè)備的利用率及效率;使自動(dòng)裝置及繼電保護(hù)的可靠性下降;造成測(cè)量?jī)x器指示不準(zhǔn)確,諧波影響儀器儀表的增長(zhǎng)工作;對(duì)通訊系統(tǒng)造成干擾,影響通信設(shè)備及人員的安全;對(duì)用電設(shè)備造成印象,使用電設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng),降低設(shè)備使用壽命。所以,電力系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)諧波進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),改善用電環(huán)境。隨著電力事業(yè)的發(fā)展,電力通信事業(yè)也不斷的高速發(fā)展,使得通訊能力極大增強(qiáng)。對(duì)著對(duì)電能質(zhì)量的重視和研究,保證電能質(zhì)量成為電力企業(yè)的共識(shí),建立一個(gè)系統(tǒng)的、高效的電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控與管理成為必然,這樣就可以隨時(shí)對(duì)電能質(zhì)量水平進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便找到影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的原因,及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行解決,改善電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。一直以來(lái)對(duì)電力諧波影響從未停止,電力諧波檢測(cè)儀器復(fù)雜多樣,但是不同的儀器的兼容性成為難點(diǎn),針對(duì)這一問(wèn)題,PQDIF數(shù)據(jù)格式成為統(tǒng)一格式的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效管理,使得資源得到共享,建立了一個(gè)實(shí)用的通用平臺(tái),將電能質(zhì)量檢測(cè)引入標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展階段。不管是從經(jīng)濟(jì)型和高效性哪種角度來(lái)看,避免了由于數(shù)據(jù)格式的不同造成的數(shù)據(jù)處理效果不理想的局面。基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的PQDIF格式儲(chǔ)存和傳輸在電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)中的運(yùn)用,也使得電力通訊技術(shù)得到了發(fā)展。
4 結(jié)論
隨著信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展,電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)正向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展,更加的適應(yīng)了電力系統(tǒng)的運(yùn)行,在電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)中,更好的融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及電子技術(shù),是諧波檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。