电力系统谐波分析的有效方法

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1、第33卷第1期四川电力技术Vo1．33。No．12010年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．。2010电力系统谐波分析的有效方法周利东，滕欢(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：电力系统谐波分析就是计算系统信号的基波和高次谐波的幅值和相角的过程。频域分析法是谐波分析的一个主要数学方法。论述了谐波分析中的频域分析法，定义了谐波源及其对电力系统运行的影响。此外，还讨论了此方法的优缺点，并对以后的发展方向做出展望。关键词：谐波分析；谐波建模；谐波仿真；电力

2、系统谐波Abstract：Thepowersystemharmonicanalysisistheprocessofcalculatingthemagnitudesandphasesofthefundamentalandhigherorderharmonicsofsystemsignals．Thefrequencydomainsolutionmethodisoneofthemajormathematicalapproachesforsuchanalysis．The~equencydomainsoluti

3、onmethodintheharmonicanalysisisdiscussed．Theharmonicsourcesandtheireffectsonpowersystemoperationaleidentified．Inaddition，theadvantagesanddisadvantagesofthismethodarealsodiscussed，andthedirectionoffuturedevelopmentisprospected．Keywords：harmonicanalysis；h

4、armonicmodeling；harmonicsimulation；powersystemharmonics中图分类号：TM714文献标志码：A文章编号：1003—6954(2010)01—0061—05有关电力系统谐波建模和仿真的总体概念、理论和成0引言熟的方法。许多谐波测量的标准和准则也已经发布。电力系统中的谐波问题由来已久。特别是系统母线中大容量的电力电子装置的广泛应用，使得谐波大量增加，谐波污染越来越严重。而谐波引起电网电压、电流波形畸变，影响电能质量，降低电网可靠性，影响供电企业的经济效益

5、和供用电设备的正常工作甚至损坏设备J。因此，对谐波的治理刻不容缓。电力系统网络中谐波的产生和传播大致如图图2线性网络和谐波源的相互影响1[所示。电力系统谐波分析的方法并不是唯一的。根据谐波产生设备的类型、谐波分析的目的和分析演示的期望、对谐波源和网络元件的了解、各种计算资源的不同，在频域、时域和谐波域已经开发许多方法。限于篇幅，这里主要讨论频域分析法的建模策略、解决图1与谐波有关的电力系统模型算法以及分析方法，讨论它们的优点、缺点和实用性，图2对这些相互影响给出了概念上的描述，最后对频域分析法以后的研

6、究进行了展望。其中源代表图1的电源转换器，是作为一个谐波电流源出现的，产生包含一系列谐波的畸变电流。相反1频域分析法的一般描述的，网络作为谐波电压源，传播由其产生的畸变电压。系统中如果有其他谐波源的话，则作用于母线。频域分析法是一个计算的过程，一个网络的总的电力系统谐波分析所关心的就是如何在网络边分析法由一系列在各自频率点上分析方法的综合而界上确定谐波的产生和传播。经过这么多年的研究来。在分析的过程中，连续时问域中的系统元件转换和发展，已经取得了很大的成果，文献[3]总结出了到频率域上，从而得到在频率

7、域中更加简单的元件模·61·第33卷第1期四川电力技术Vo1．33，No．12010年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2010型。由于平衡电力系统中的线性网络对不同谐波的到谐波频率下更为准确的输电线路参数。响应是相互独立的，因此可以将各次谐波分别进行处对于平衡条件下的谐波分析，输电线常用单相分理，即，对各次谐波分别建立等效电路(在频率域中)布参数模型来表示，如图4所示。并求解电流和电压。总的响应可以通过在时域中将所有谐波分量相加来得到j。仿真的过程中，系统通常

8、分成两部分：①谐波源；—==_②线性网络。图4输电线路的谐波等值模型根据上面的划分，忽略元件的内部细节，可以将分布参数模型包含线路的串联阻抗z和线路的大量网络元件简化成RLC支路，而且，当存在多个谐并联导纳l，(在低频或者输电线较短时可以只考虑串波源时，可以应用叠加定理。联阻抗，而忽略并联导纳)。如果进一步考虑大地回路和集肤效应，那么串联阻抗z包括两部分——内2频域上的线性网络元件模型阻抗和外阻抗。内阻抗则主要受导体集肤效应的影响，由贝塞尔函数确定。外阻