（电力电子与电力传动专业论文）基于fourier级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究.pdf

本学 同意学校 允许论文 内容或部 描等复制 本学 学位论文 签字日期 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 日期：1 亏心留年) 月i s 日 江苏大学博士学位论文 摘要 有源电力滤波器是一种有效的具有应用前景的治理谐波与补偿无功的新型电力电 子装置，而谐波电流检测是有源电力滤波器的关键技术。对于三相有源电力滤波器，基 于三相电路瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法是得到公认的较为成熟的方法，但这 些方法也存在一些问题有待解决。而对于单相有源电力滤波器，至今还没有一种公认的 较为成熟的方法。现在，已经提出了多种有源电力滤波器谐波电流检测方法，尽管这些 方法各有特点，但各自都存在一些难以克服的问题如计算量大、实时性差、检测精度不 高、稳定性差、可靠性低等。本文针对有源电力滤波器谐波电流检测方法存在的问题， 以非线性负载电流的f o u r i e r 级数表示为理论依据进行研究，取得了一系列创新性的研 究成果。所做的工作和研究成果主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 以“当负载电流为周期电流时，负载电流与基波有功电流差的绝对值在一个周 期内的积分值最小。和“当负载电流为周期电流时，负载电流与基波无功电流差的绝 对值在一个周期内的积分值最小。 为检测原理，提出了有源电力滤波器谐波电流实时 计算的直接计算法。该方法具有使用公式直接计算、计算量非常小、实时性好、稳定性 好、可靠性高等特点。 ( 2 ) 以“当负载电流为周期电流时，负载电流与基波有功电流差的绝对值在一个周 期内的积分值最小。 和“当负载电流为周期电流时，负载电流与基波无功电流差的绝 对值在一个周期内的积分值最小。”为检测原理，提出了有源电力滤波器谐波电流实时 计算的简单迭代算法。以简单迭代算法为基础，提出了有源电力滤波器谐波电流实时计 算的最优迭代算法。简单迭代算法和直接计算法的仿真波形非常地相似，而最优迭代算 法和直接计算法在本质上是一致的，它是能够判别负载电流是否变化的直接计算法。虽 然简单迭代算法和最优迭代算法都不如直接计算法，但简单迭代算法和最优迭代算法提 供了一种判别负载电流状态的思路，以此思路为基础，提出了两种基于动态迭代步长的 判别负载电流状态算法。 ( 3 ) 以非线性负载电流的f o u r i e r 级数表示为依据，对负载电流处于稳定状态、负 载电流处于变化状态、负载电流处于稳定状态时的基波有功电流真实幅值、负载电流处 于稳定状态时的基波无功电流真实幅值、负载电流处于变化状态时的基波有功电流真实 幅值、负载电流处于变化状态时的基波无功电流真实幅值等基本概念进行了明确定义。 源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究 基础上，提出了计算基波有功电流幅值和基波无功电 流幅值的双线性构造思想。在双线性构造思想的基础上，提出了有源电力滤波器谐波电 流实时计算的双线性构造算法。双线性构造算法能够准确计算基波有功电流幅值和基波 无功电流幅值，因而能够准确计算需要补偿的谐波电流。 ( 5 ) 在对谐波与无功电流的直接计算法、谐波与无功电流的双线性构造算法和基于 三相电路瞬时无功功率理论的单相电路谐波与无功电流检测方法( 延时最短的方法2 ) 的仿真波形进行比较与分析的基础上，提出了有源电力滤波器谐波与无功电流检测方法 的检测精度是否越高越好这个问题。以有源电力滤波器的工作原理、有源电力滤波器的 本质作用和非线性负载电流的f o u r i e r 级数表示为依据，提出了有源电力滤波器谐波与 无功电流检测方法评价的新思想即：在负载电流处于稳定状态时，有源电力滤波器谐波 与无功电流检测方法的检测精度越高越好；在负载电流处于变化状态及其后接着的一段 时间内，有源电力滤波器谐波与无功电流检测方法的检测精度并非越高越好、谐波与无 功电流检测方法检测出的基波有功电流幅值应该平滑地跟踪基波有功电流真实幅值、谐 波与无功电流检测方法应使“基波有功电流”为接近正弦的电流并且同时兼顾其检测精 度，应将这两者统一起来考虑。 关键词：有源电力滤波器，非线性负载电流，基波有功电流，基波无功电流，谐波电流， f o u r i e r 级数，检测精度 江苏大学博士学位论文 a b s t r a c t a c t i v ep o w e rf i l t e r ( a p f ) i sa ne f f e c t i v ep o w e re l e c t r o n i c s r e l a t e de q u i p m e n tw h i c hh a s w i d ea p p l i c a t i o nf o r e g r o u n di ns u p p r e s s i n gh a r m o n i c sa n dc o m p e n s a t i n gr e a c t i v ep o w e r , a n d h a r m o n i cc u r r e n td e t e c t i o ni sak e yt e c h n i q u ef o ra p ef o rt h r e e p h a s ea p f , t h eh a r m o n i c c u r r e n td e t e c t i o nm e t h o d sb a s e do nt h ei n s t a n t a n e o u sr e a c t i v ep o w e rt h e o r yo ft h r e e - p h a s e c i r c u i ta r ec o n s i d e r e da sr e c o g n i z e dm a t u r em e t h o d s ，b u tt h e ya l s oh a v es o m ep r o b l e m s r e q u i r i n gs o l v i n g a sf o rs i n g l e p h a s ea p e , t h e r ei sn o tam a t u r em e t h o d n o w a d a y s ，m a n y h a r m o n i cc u r r e n td e t e c t i o nm e t h o d sh a v eb e e np u tf o r w a r d a l t h o u g he a c hm e t h o dh a si t s o w ns t r o n gp o i n t s ，t h e r ea r es o m ep r o b l e m sw h i c ha r ed i f f i c u l tt oo v e r c o m es u c ha sl a r g e c o m p u t a t i o nq u a n t i t y , b a dr e a l - t i m ep e r f o r m a n c e ，n o th i g hd e t e c t i o np r e c i s i o n , b a ds t a b i l i t y , l o wr e l i a b i l i t ye t c i nt h i st h e s i s ，a i m i n ga te x i s t e n tp r o b l e m so fh a r m o n i cc u r r e n td e t e c t i o n m e t h o d sf o ra p f , a n dc o n s i d e r i n gf o u r i e rs e r i e s e x p r e s s i o no ft h en o n l i n e a rl o a dc u r r e n ta s t h e o r e t i c a lg i s t ，as e r i e so fi n n o v a t i v er e s e a r c hf i n d i n g sa r eo b t a i n e d ，a n daf e wt h em o s tm a i n o ft h e ma r ea sf o l l o w s ( 1 ) u s i n g “w h e nt h el o a dc u r r e n ti sap e r i o d i cc u r r e n t ，i n t e g r a li nac y c l ef o ra b s o l u t e v a l u eo fs u b t r a c t i n gt h ef u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n tf r o mt h el o a dc u r r e n ti st h el e a s t a n d “w h e nt h el o a dc u r r e n ti sap e r i o d i cc u r r e n t ，i n t e g r a li nac y c l ef o ra b s o l u t ev a l u eo f s u b t r a c t i n gt h ef u n d a m e n t a lr e a c t i v ec u r r e n tf r o mt h el o a dc u r r e n ti st h el e a s t a sd e t e c t i o n p r i n c i p l e s ，d i r e c tc o m p u t a t i o nm e t h o d ，w h i c hi sah a r m o n i cc u r r e n tr e a l - t i m ec o m p u t a t i o n m e t h o db a s e do nd i r e c tc o m p u t a t i o n ，i sp r o p o s e d t h i sm e t h o dh a st h et r a i t so fu s i n gf o r m u l a t oc a l c u l a t ed i r e c t l y , v e r ys m a l lc o m p u t a t i o nq u a n t i t y , g o o dr e a l - t i m ep e r f o r m a n c e ，n i c e s t a b i l i t y , h i g hr e l i a b i l i t y , e t c ( 2 ) u s i n g “w h e nt h el o a dc u r r e n ti sap e r i o d i cc u r r e n t , i n t e g r a li nac y c l ef o ra b s o l u t e v a l u eo fs u b t r a c t i n gt h ef u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n tf r o mt h el o a dc u r r e n ti st h el e a s t a n d “w h e nt h el o a dc u r r e n ti sap e r i o d i c c u r r e n t ，i n t e g r a li nac y c l ef o r a b s o l u t ev a l u eo f s u b t r a c t i n gt h ef u n d a m e n t a lr e a c t i v ec u r r e n tf r o mt h el o a dc u r r e n ti st h el e a s t a sd e t e c t i o n e s ，s i m p l ei t e r a t i v ea l g o r i t h m ，w h i c hi sah a r m o n i cc u r r e n tr e a l - t i m ec o m p u t a t i o n f o ra p fb a s e do ns i m p l ei t e r a t i v ea l g o r i t h m ，i sp r o p o s e d o nt h eb a s i so fs i m p l e i i i 基于f o u r i e r 级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究 i t e r a t i v ea l g o r i t h m ，o p t i m a li t e r a t i v e a l g o r i t h m ，w h i c h i sah a r m o n i cc u r r e n tr e a l - t i m e c o m p u t a t i o nm e t h o df o ra p fb a s e do no p t i m a li t e r a t i v ea l g o r i t h m ，i sp r o p o s e d t h e s i m u l a t i o nw a v e f o r m so fs i m p l ei t e r a t i v ea l g o r i t h ma r ev e r ys i m i l a rt ot h o s eo fd i r e c t c o m p u t a t i o nm e t h o d ，a n do p t i m a li t e r a t i v ea l g o r i t h mi sd i r e c tc o m p u t a t i o nm e t h o dw h i c hc a n j u d g et h es t a t eo ft h el o a dc u r r e n t b o t hs i m p l ei t e r a t i v ea l g o r i t h ma n do p t i m a li t e r a t i v e a l g o r i t h ma r en o ta sg o o da sd i r e c tc o m p u t a t i o nm e t h o d ，b u tt h e yp r o v i d ea l li d e aa b o u t j u d g i n gt h es t a t eo ft h el o a dc u r r e n t ，o nt h eb a s i so ft h i si d e a , t w oa l g o r i t h m so fj u d g i n gt h e s t a t eo ft h el o a dc u r r e n ta l ep r o p o s e db a s e do nd y n a m i ci t e r a t i v el e n g t h ( 3 ) a c c o r d i n gt of o u r i e rs e r i e s e x p r e s s i o no ft h en o n l i n e a rl o a dc u r r e n t ，af e wb a s i c c o n c e p t si n c l u d i n gt h el o a dc u r r e n ti ns t a b l es t a t e ，t h el o a dc u r r e n ti nm u t a t i v es t a t e ，t h et r u e a m p l i t u d eo ff u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n tw h e nt h el o a dc u r r e n ti sp l a c e di ns t a b l es t a t eo ri n m u t a t i v es t a t e ，t h et r u ea m p l i t u d eo ff u n d a m e n t a lr e a c t i v ec u r r e n tw h e nt h el o a dc u r r e n ti s p l a c e di ns t a b l es t a t eo ri nm u t a t i v es t a t ea r ec l e a r l yd e f i n e d ( 4 ) o nt h eb a s i so fc l e a rd e f i n i t i o n sf o raf e wb a s i cc o n c e p t s ，d o u b l el i n e a rc o n s t r u c t i o n i d e a sa r ep r o p o s e d ，w h i c hc a l lc a l c u l a t et h ea m p l i t u d eo ff u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n ta n dt h a t o ff u n d a m e n t a lr e a c t i v ec u r r e n t o nt h eb a s i so fd o u b l el i n e a rc o n s t r u c t i o ni d e a s ，d o u b l e l i n e a rc o n s t r u c t i o na l g o r i t h m ，w h i c hi sah a r m o n i cc u r r e n tr e a l - t i m ec o m p u t a t i o nm e t h o df o r a p fb a s e do nd o u b l el i n e a rc o n s t r u c t i o na l g o r i t h m ，i sp r o p o s e d t h i sa l g o r i t h mc a n a c c u r a t e l yc a l c u l a t et h ea m p l i t u d e so ff u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n ta n df u n d a m e n t a lr e a c t i v e c u r r e n t ，a c c o r d i n g l yi tc a na c c u r a t e l yc a l c u l a t et h eh a r m o n i cc u r r e n tn e e d i n gc o m p e n s a t i n g ( 5 ) o nt h e b a s i so ft h ec o m p a r i s o n sa n da n a l y s e sf o rs i m u l a t i o nw a v e f o r m so fd i r e c t c o m p u t a t i o nm e t h o do fh a r m o n i ca n dr e a c t i v ec u r r e n t ，d o u b l el i n e a rc o n s t r u c t i o na l g o r i t h mo f h a r m o n i ca n dr e a c t i v ec u r r e n t , a n dh a r m o n i ca n dr e a c t i v ec u r r e n td e t e c t i o nm e t h o do f s i n g l e p h a s ec i r c u i tb a s e do nt h ei n s t a n t a n e o u sr e a c t i v ep o w e rt h e o r yo ft h r e e p h a s ec i r c u i t ( m e t h o d2h a v i n gt h es h o r t e s tt i m ed e l a y ) ，aq u e s t i o ni sp r o p o s e d ，w h i c hi s “i si tc o r r e c tt h a t , t h eh i g h e rt h ed e t e c t i o np r e c i s i o no fah a r m o n i ca n dr e a c t i v ec u r r e n td e t e c t i o nm e t h o df o r a p fi s ，t h eb e t t e rt h em e t h o di s ，w h e nt h el o a dc u r r e n ti sp l a c e di nm u t a t i v es t a t ea n d f o l l o w i n gp e r i o do ft i m e ? ”c o n s i d e r i n ga p f sw o r kp r i n c i p l e ，a p f se s s e n t i a lf u n c t i o na n d t h ef o u r i e rs e r i e s e x p r e s s i o no ft h en o n l i n e a rl o a dc u r r e n ta st h e o r e t i c a lg i s t ，an e wi d e ao f e v a l u a t i n gh a r m o n i ca n dr e a c t i v ec u r r e n td e t e c t i o nm e t h o df o ra p f a sf o l l o w si sp r o p o s e d i v 江苏大学博士学位论文 w h e nt h el o a dc u r r e n ti sp l a c e di ns t a b l es t a t e ，t h eh i g h e rt h ed e t e c t i o np r e c i s i o ni s ，t h eb e t t e r t h em e t h o di s w h e nt h el o a dc u r r e n ti sp l a c e di nm u t a t i v es t a t ea n df o l l o w i n gp e r i o do ft i m e ， i ti si n c o r r e c tt h a tt h eh i g h e rt h ed e t e c t i o np r e c i s i o ni s ，t h eb e t t e rt h em e t h o di s ；t h ea m p l i t u d e o ff u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n td e t e c t e do u tb yt h em e t h o ds h o u l ds m o o t h l ya n ds l o w l yt r a c k t h et r u ea m p l i t u d eo ff u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n t ；t h em e t h o ds h o u l dg u a r a n t e et h a t t h e f u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n t i sa na p p r o x i m a t es i n e c u r r e n ta n da tt h es a m et i m eg i v ea t t e n t i o n t 0i t sd e t e c t i o np r e c i s i o n , t h eb o t hs h o u l db er o u n d l yc o n s i d e r e d k e y w o r d s ：a c t i v ep o w e rf i l t e r f ) ；n o n l i n e a rl o a dc u r r e n t ；f u n d a m e n t a la c t i v ec u r r e n t ； f u n d a m e n t a lr e a c t i v ec u r r e n t ；h a r m o n i cc u r r e n t ；f o u r i e rs e r i e s ；d e t e c t i o np r e c i s i o n v 江苏大学博士学位论文 目录 第一章绪论1 1 1 引言1 1 2 谐波危害与谐波治理一2 1 2 1 谐波危害2 1 2 2 谐波治理3 1 3 有源电力滤波器的基本原理。5 1 4 有源电力滤波器谐波电流检测方法的研究现状7 1 5 本文所做的工作。8 第二章预备知识与预研究1 1 2 1 非线性负载电流的f o u r i e r 级数表示一l1 2 2 单相电路谐波与无功电流检测的一种参考方法1 2 2 2 1 谐波与无功电流检测框图及其m a t l a b 仿真模型1 2 2 2 2 仿真研究1 4 2 2 3 小结l7 2 3 基于自适应噪声对消法原理的谐波与无功电流检测方法1 7 2 3 1 自适应噪声对消法原理17 2 3 2 闭环电路法1 9 2 3 3 神经元法。1 9 2 3 4 神经网络法2 3 2 4 一种简单实用的谐波电流检测实验系统2 7 2 4 1u a 2 0 6a d 数据采集卡2 8 2 4 2 程序设计2 9 2 5 本章小结3 0 第三章两种基于f o u r i e r 级数的谐波电流实时检测方法3 1 3 1 基于离散f o u r i e r 级数的谐波电流实时计算方法31 3 1 1 检测原理3 1 3 1 2 基于离散f o u r i e r 级数的谐波与无功电流实时计算方法3 1 3 1 3 基于离散f o u r i e r 级数的基波无功电流实时计算方法3 6 3 2 基于单相电路瞬时功率理论的谐波电流实时检测方法3 8 3 2 1 单相电路瞬时功率理论。3 8 v i l 基于f o u r 把r 级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究 3 2 2 基于单相电路瞬时功率理论的单相电路谐波与无功电流实时检测方法3 9 3 2 3 基于单相电路瞬时功率理论的三相电路谐波与无功电流实时检测方法4 2 3 2 4 小结4 2 3 3 本章小结4 3 第四章直接计算法4 5 4 1 谐波与无功电流的直接计算法4 5 4 1 1 检测原理4 5 4 1 2 谐波与无功电流的直接计算法4 7 4 1 3 计算量分析4 7 4 1 4 计算精度分析4 8 4 1 5 仿真研究4 8 4 1 6 实验4 9 4 1 7 小结4 9 4 2 基波无功电流的直接计算法5 0 4 2 1 检测原理5 0 4 2 2 基波无功电流的直接计算法。5 0 4 2 3 仿真研究51 4 2 4 实验51 4 2 5 小结。5 2 4 3 本章小结5 2 第五章简单迭代算法和最优迭代算法5 5 5 1 谐波与无功电流的简单迭代算法5 5 5 1 1 检测原理5 5 5 1 2 谐波与无功电流的简单迭代算法。5 5 5 1 3 计算量分析5 7 5 1 4 计算精度分析5 8 5 1 5 仿真研究5 8 5 1 6 小结5 9 5 2 谐波与无功电流的最优迭代算法5 9 5 2 1 谐波与无功电流的最优迭代算法。5 9 5 2 2 小结6 1 5 3 基波无功电流的简单迭代算法6 1 5 3 1 检测原理6 1 v i i i 江苏大学博士学位论文 5 3 2 基波无功电流的简单迭代算法。6 1 5 - 3 - 3 仿真研究6 2 5 - 3 4 小结：6 3 5 4 基波无功电流的最优迭代算法6 4 5 4 1 基波无功电流的最优迭代算法6 4 5 4 2 小结6 5 5 5 本章小结6 5 第六章双线性构造算法6 7 6 1 基本概念定义6 7 6 2 谐波与无功电流的双线性构造算法：6 9 6 2 1 基波有功电流幅值的双线性构造思想6 9 6 2 2 谐波与无功电流的双线性构造算法7 7 6 2 3 计算量分析。7 4 6 2 4 计算精度分析7 5 6 2 5 谐波与无功电流的双线性构造算法的进一步讨论7 5 6 2 6 基于谐波与无功电流的简单迭代算法思路的判别负载电流状态算法。7 6 6 2 7 仿真研究7 8 6 2 8 实验7 9 6 2 9 j 、结8 0 6 3 基波无功电流的双线性构造算法8 1 6 3 1 基波无功电流幅值的双线性构造思想一8 1 6 3 2 基波无功电流的双线性构造算法一8 3 6 3 3 基于基波无功电流的简单迭代算法思路的判别负载电流状态算法8 5 6 3 4 仿真研究8 7 6 3 5 实验8 8 6 3 6 小结8 9 6 4 本章小结8 9 第七章直接计算法的进一步研究9 1 7 1m a t l a b 仿真。：9 1 7 1 1m a t l a b 仿真模型9 1 7 1 2 仿真研究9 3 7 1 3 小结9 4 7 2 与神经网络实现法的比较9 5 i x 基于f o u r i e r 级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究 7 2 1 检测原理比较。9 5 7 2 2 检测方法比较9 5 7 2 3 仿真比较9 8 7 2 4 小结9 9 7 3 与一类自适应谐波与无功电流检测方法的比较。1 0 0 7 3 1 仿真10 0 7 3 2 比较1 0 2 7 3 3 小结1 0 3 7 4 直接计算法的本质及其检测性能。1 0 3 7 4 1 直接计算法的本质及其检测性能1 0 3 7 4 2 小结10 5 7 5 与基于离散f o u r i e r 级数的谐波与无功电流实时计算方法的比较1 0 5 7 5 1 问题的提出1 0 5 7 5 2 仿真研究1 0 6 7 5 3 基于电路模型的谐波与无功电流的直接计算法1 0 9 7 5 4 小结1 1 0 7 6 有源电力滤波器谐波与无功电流检测方法评价的新思想1 11 7 6 1 三种谐波与无功电流检测方法的仿真波形的比较与分析1 1 1 7 6 2 有源电力滤波器谐波与无功电流检测方法评价的新思想11 3 7 6 3 谐波与无功电流的直接计算法的改进1 1 5 7 6 4 小结1 1 7 7 7 本章小结1 1 8 第八章全文总结1 2 1 致谢，12 5 参考文献1 2 7 攻读博士学位期间参加科研情况与研究成果介绍( 2 0 0 4 9 ) 1 3 3 x 江苏大学博士学位论文 1 1 引言 第一章绪论 目前，世界各国电力工业中，几乎都是采用正弦供电方式。在理想的电力系统中， 电源以单一恒定频率( 5 0 h z 或6 0 h z ) 的正弦变化规律向电网供电。电网可近似为一个 线性时不变系统，系统中各点的电流、电压都是以单一恒定的供电频率随时间按正弦规 律变化的量。这些电压和电流彼此之间也仅存在幅值和相位的差异，都是具有相同频率 的正弦量。用复指数或者复平面上的旋转矢量来表示这些同频率的正弦量构成了传统的 电力系统分析与设计方法的基础。在此基础上人们经过多年努力，对电力系统在各种理 想工作状态下的特性已经有了深入和全面的了解。一般地说，一个实际电力系统基本上 能满足理想电力系统的条件。但是随着技术的发展，电力系统中非线性负载的比重日益 增加，理想电力系统的近似程度变差。直接表现是电力系统中的电流和电压波形产生周 期性畸变。从频域的观点，在这些电流和电压的波形中，不仅包含与供电电源同频率的 正弦量( 称为基波分量) ，而且出现了一系列频率为基波频率整数倍的正弦波分量，这 一系列正弦波分量统称为电力谐波。 在电力系统中电流、电压波形出现较大畸变，或者说当电力系统中存在较大的谐波 污染时，许多问题无法用传统的正弦理论，如相量分析方法进行解释。按照传统正弦理 论设计的电力系统已不能安全可靠地运行，故障率大大增加。所以，近二十年来，电力 谐波问题已引起世界各国政府和科技界的广泛关注。许多国家相继颁布了限制带有电力 电子控制器件的低压电器和家用电器产生谐波的标准。国际电工委员会( i e c ) 、电气和 电子工程师协会( i e e e ) 等国际学术机构，也成立了专门的电力系统谐波工作组，开展 包括制定标准和组织国际会议专门定期对谐波研究进行学术交流和讨论。进二十年来对 电力谐波问题的研究已经大大超过了电力系统自身的研究范围，渗透到电工理论、非线 性系统理论、数字信号处理、电力电子等学科领域，对电力谐波的研究己取得了前所未 有的进展。并有了许多重要发展。谐波问题逐渐被认识和了解，对其产生的原因、计算 分析的方法、危害和影响的机理、测量与评估标准的制定、以及研究综合治理的措施等 方面的研究也在不断深入。但由于谐波研究问题复杂，涉及领域宽，目前仍有大量问题 需要解决。概括起来，可以划分为四个方面妇。8 1 ： ( 1 ) 谐波功率理论研究。 基于f o u r i e r 级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究 ( 2 ) 谐波分析以及谐波危害和影响分析。 ( 3 ) 谐波的补偿和抑制。 ( 4 ) 与谐波有关的测量问题以及限制谐波的标准。 这四个方面是按照谐波研究本身的内在规律分类，它们相互关联，相互促进而发展。 其中，谐波的抑制和补偿，也即谐波治理技术是谐波研究的核心和关键问题。综上可见， 谐波问题的研究已成为一门新兴的跨学科的领域和急待加强的重点研究方向。 1 2 谐波危害与谐波治理 1 2 1 谐波危害 谐波对公用电网和其它系统的危害主要有以下几个方面睁1 4 1 ： ( 1 ) 谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电以及用 电设备的效率，大量的3 次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。 ( 2 ) 谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外， 还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设 备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏。 ( 3 ) 谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就 使上述( 1 ) 和( 2 ) 的危害大大增加，甚至引起严重事故。 ( 4 ) 谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。 ( 5 ) 谐波对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致 信息丢失