电气化铁路谐波测量方法综述

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1、维普资讯http://www.cqvip.com，^^^^^2008年第1期。东北电力技术45。一其、¨¨¨¨¨电气化铁路谐波测量方法综述：巴：OverviewonPowerHarmonicsMeasurementofElectrifiedRailway。tlll邢小丽(华北电力大学，河北保定071003)摘要：简要介绍了我国电气化铁路谐波情况。针对目前国内外学者提出的一些谐波测量方法，提出了几种较适合我国电气化铁路特点的谐波测量方法，指出了这些方法的原理、性能及应用场合，并对这些方法的优缺点进行了比较。最后对我国电气化铁路谐波测量方法的研究动向

2、提出了看法。关键词：电气化铁路；谐波测量；傅立叶变换；小波分析；神经网络[中图分类号]U22[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2008)0l一0045—03随着大量电力电子设备的广泛应用，电力系统直接向全网渗透，对其它用户造成影响。电能质量问题日益严重。其中，各种谐波源产生的2谐波测量方法的比较谐波对电力系统环境造成污染，对全系统的电能质量状况产生较大影响。电铁负荷与一般电力系统负荷最大的区别在于作为主要谐波源的电气化铁路(简称电铁)，具有随机波动性和不对称性，所以其产生的电能质其电力机车在运行过程中会产生大量的电力谐波，量问题也与

3、电力系统负荷产生的电能质量问题有所使电网电压波形产生畸变，其产生的危害性远比其差别，因此有必要对现有的谐波测量方法进行比较它谐波源更为严重，更为广泛。随着电铁运量的增研究，以寻找符合我国电铁谐波特点的测量方法。加，如果电铁谐波仍然不能得到及时治理，其产生目前电力系统谐波的测量分析理论主要分为四的危害将会更加严重。然而，治理谐波的先决条件种：基于傅立叶变换的谐波测量、基于小波分析的是对谐波的监测，因此，根据我国电气化铁路其自谐波测量、基于神经网络的谐波测量和基于瞬时无身特点，找出适当的谐波测量方法是非常必要的。功功率的谐波测量。2．1基于傅立叶变换

4、的测量方法l电气化铁路谐波特点基于傅立叶变换的谐波测量是当今应用最多的电气化铁路的电力机车为波动性很大的大功率一种方法。常用于检测基波和整数次谐波，由离散单相整流负荷，由于列车在运行过程中的加速、惰傅立叶变换过渡到快速傅立叶变换的基本原理构行、制动的各种状态、线路坡度、弯道半径、气象成。使用此方法测量谐波精度较高，使用方便。其条件、司机操作等因素以及供电臂上列车数量的变缺点是需要一定时间的电流值，且需进行两次变化，牵引负荷随机波动。对于供给牵引变电所三相换，计算量大，计算时间长，检测结果实时性较对称的电力系统来说，电气化铁路的牵引负荷具有差。而且

5、在采样过程中，如果不是同步采样，将会非线性、不对称和波动性的特点。带来频谱泄漏以及栅栏效应，无法满足准确的谐波与电力系统中其它非线性负荷相比，电气化铁测量要求，因此必须对算法进行改进。路牵引负荷产生的谐波具有以下特点⋯。a．加窗插值算法a．随机波动性。谐波电流随瘠薄负荷剧烈波通常要求窗函数主瓣窄，旁瓣宽，旁瓣衰减动。快。在实际测量过程中，通常选用矩形窗插值算法b．相位广泛分布。谐波向量可在复平面4个和海宁窗插值算法。象限出现。文献[1]指出：当采用不同窗宽的矩形窗C．稳态奇次性。单相整流负荷在稳态运行时时，测量结果基本随矩形窗宽的增加而减小；对相

6、只产生奇次谐波，实测显示偶次谐波电流很小。同窗宽的矩形窗之间采用时间间隔比不采用时间间d．高压渗透性。电气化铁道谐波由高压系统隔的测量结果要小。这是因为加入时间间隔后丢失维普资讯http://www.cqvip.com东北电力技术2008年第1期了一部分采样点。当窗宽相同而窗类型不同时，采同步，输出的同步信号去控制对信号的采样和加窗用海宁窗计算的结果要比采用矩形窗稍大，其原因函数。这种方法如果配合窗函数使用，适当加大窗号信率频一输入主要是海宁窗可以减小频谱泄漏。因此，在测量仪宽，能有效减少泄漏。并且实时性较好，适合在线●■■_●●●●●●■■J■

7、■■■■●■■I器硬件满足计算速度要求前提下推荐使用海宁窗对测量，但需要添加硬件。带通滤波器电气化铁路谐波进行测量。d．延长周期法海宁窗插值算法计算幅值A和相角的计在FFT算法中常用补零法来提高分辨率。文算式为献[3]提出了一种提高谐波测量精度的新算法：延长周期法。延长周期法是在补零法的基础上环，路把滤波器emm(1)G((1)在一个采样周期内采到的Ⅳ个点扩展任何整数倍，=压=同控=H频振一丌输¨荡====器==：arctan(I(A)／R(A))(2)可提高频率分辨率和频谱的准确性。表达式为mN一1此方法不但能减少频谱泄漏，还能在一定程度[k]

8、：∑^[n]kn步(4率)一出上消除“栅栏效应”，在精确计算出各频谱同时，nU还能得到各次谐波的相角。由于计算量过大，不适其中：[n]=