电力系统谐波检测及其抑制方法的研究

目前随着电力电子技术的发展，各类变频设备广泛应用于电力系统中。由于大量电力电子设备以及非线性负载的接入，电力系统中混有越来越多的谐波和间谐波。目前，谐波与电磁干扰，功率因素降低并列为电力系统的三大公害，谐波会导致电能质量的下降，这就使得用电设备以及电网在一定程度上会受到影响。随着用户和供电部门对电能质量的关注和要求越来越高，准确的谐波分析已经成为电能质量研究的一个重要方面。因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改善供电质量，确保电力系统安全，经济运行都有着十分重要的意义。 论文首先论述了课题研究的背景，然后又对电能质量的基本概念及标准作了介绍，并阐述了电能质量与电力系统谐波之间的关系。 其次，论文在电力系统谐波检测方面介绍了国内外常见的谐波检测方法，并着重介绍了3种常见方法：基于瞬时无功功率的谐波检测方法，小波分析方法，以及基于虚拟仪器的谐波测量方法。并依据他们各自性能的特点，分析了在电力系统谐波检测中集中方法的适用范围及优缺点。通过利用MATLAB进行仿真，结合所选算法，对给定的谐波电流信号进行谐波分析，得到相应的频谱分析图以及各成分参数的详细计算结果。从仿真的结果可以看出，上述几种方法都有其特定的使用条件，在满足条件的情况下，电流谐波检测能够达到满意的结果。 然后，论文讨论了电力系统谐波常用的抑制方法：即基于改造谐波源本身的谐波抑制方法（主动治理）和基于谐波补偿装置功能的谐波抑制方法（被动治理），并对每种方法所采用的具体措施作了详细的探讨。并以并联型有源电力滤波器为例，进行了仿真验证。 最后，论文讨论了使用FPGA芯片IP硬核中的数字滤波器来实现对谐波的滤除的办法，通过设计搭建了一个硬件平台来实现对谐波的检测和抑制，并进行了仿真验证。表明采用数字滤波器来解决电网谐波滤除问题，将谐波抑制与现在流行的FPGA技术相结合，利用FPGA芯片中的IP硬核来实现对谐波的滤除是可行的。