三相電力（電網）諧波測試儀的發展

在電力系統中,電流與電壓波形是工頻下的正弦波,而實際中往往會存在不同的畸變,特別是在近些年配電網中變頻調速、換流器、電子設備等的不斷應用, 導致非線性負荷增加,使電力系統中的電流與電壓波形嚴重畸變,造成電網中出現大量的諧波,造成許多電力事故的出現。所以,諧波污染在目前被*為是影響電網安全的一大公害。在進行諧波治理過程中,主要采用諧波監測的方法,這也是解決諧波危害的基礎,對一支諧波有著指導性的作用。根據諧波檢測的發展歷程,主要可以分為3個階段:第一,19世紀初到20世紀40年代,主要以傅立葉變換為基礎,對諧波進行檢測;第二,20世界50-80年代,主要采用選頻測量技術;第三,20世紀80年代至今,隨著計算機技術、微處理技術及集成電路的發展,出現了快速傅立葉變換的頻譜分析儀及諧波分析儀,通過這些檢測儀器的使用,使得計算結果的精確度大大提高。在我國,采用該算法和鎖相技術對諧波進行測量始于上世紀80年代,現在已經發展成為數字式、電子式、智能化的諧波測試方法。

2 諧波測試儀的原理及方法

2.1采用模擬帶阻或帶通濾波器進行測量

這是最早的諧波測量方法,其優勢在于電路造價低、結構簡單、容易控制且輸出阻抗低。其不足之處在于受環境影響大,檢測的精度不高,檢測結果含有較多基波分量,造成的運行損耗相對較大。

2.2神經網絡基礎上的諧波檢測

這是一種可以對計算能力進行提高、對任意連續函數進行逼近的基礎上,通過理論的學習及分析動態網絡時獲得的研究成果,即神經網絡。現階段,該網絡在電力系統諧波檢測中的應用尚處于初級階段,其主要應用于電力系統諧波預測、諧波源辨識及諧波測量等方面。在諧波測量中采用神經網絡,主要需要考慮的是網絡的組成、算法的選擇及樣本的確定等問題。

2.3小波分析方法測量諧波

這方面的研究在現階段已經取得重大的進展,主要是對傅立葉變換在時域*無局部性缺陷和頻域*局部化缺陷的解決,也就是在時域和頻域都具有局部性。采用該方法可以使電力系統中高次諧波變化投影到不同尺度上,從而反映出奇異、高頻高次諧波信號的特性,從而為諧波分析提供依據。

2.4 FFT變化法

采用該方法對電力系統諧波進行檢測,是基于數字信號處理基礎上的測量方法,主要操作步驟是首先對被測信號的電壓或者電流進行采樣,經過轉化后,再利用計算機進行傅立葉變化,從而得到各次諧波的相位系數及幅值。該方法是目前電力系統使用廣泛的諧波檢測方法,其精度高、功能多、操作簡便的特點,實現了諧波檢測的準確性。

3 電力通訊技術研究

當今社會對電能的需求越來越高,對供電的可靠性要求也不斷提高,電網的諧波帶給電力系統諸多的負面影響。主要表現為:發電設備、輸電設備、供電設備及用電設備都不同程度的增加了損耗,降低了設備的利用率及效率;使自動裝置及繼電保護的可靠性下降;造成測量儀器指示不準確,諧波影響儀器儀表的增長工作;對通訊系統造成干擾,影響通信設備及人員的安全;對用電設備造成印象,使用電設備出現誤動,降低設備使用壽命。所以,電力系統應該對諧波進行嚴格的檢測,改善用電環境。隨著電力事業的發展,電力通信事業也不斷的高速發展,使得通訊能力極大增強。對著對電能質量的重視和研究,保證電能質量成為電力企業的共識,建立一個系統的、高效的電能質量在線監測網對電網進行監控與管理成為必然,這樣就可以隨時對電能質量水平進行監測,以便找到影響電網安全運行的原因,及時采取有效的措施進行解決,改善電力系統的供電質量,保證電網的安全運行,實現其經濟效益。一直以來對電力諧波影響從未停止,電力諧波測試儀器復雜多樣,但是不同的儀器的兼容性成為難點,針對這一問題,PQDIF數據格式成為統一格式的標準,實現了數據的有效管理,使得資源得到共享,建立了一個實用的通用平臺,將電能質量檢測引入標準化的發展階段。不管是從經濟型和高效性哪種角度來看,避免了由于數據格式的不同造成的數據處理效果不理想的局面。基于互聯網基礎的PQDIF格式儲存和傳輸在電力諧波檢測系統中的運用,也使得電力通訊技術得到了發展。