电力系统谐波成因分析及谐波潮流计算外文翻译

Analysis of power system overtone and overtone tidal current to

calculate

First, introduction an ideal electrical power system is by the sole constant frequency and the stipulation peak-to-peak value regulated voltage power supply. But in fact, as a result of the recent years along with science's and technology's unceasing development, the high efficiency traded the class equipment and the modulator use, high in the electrical power system presses the nonlinear element which the direct current transmission the application, the massive misalignment load's appearance as well as the power supply system itself existed and so on to cause in the system's voltage waveform distortion to be getting more and more serious, has caused the very big harm to the electrical power system, for example: Causes in the power supply system the part to lose increases, reduces current collector's service life, to disturb the communication system and so on. Serious when even can also cause equipment the damage, automatic control malfunction, relay protection misoperation, thus creates the power cut accident and so on and other questions. So-called " the friend knows other, is undefeated in many battles ", therefore, must realize to the electrical network overtone comprehensive program of public order, must make clear the overtone origin and the electrical network in under the each different movement way the overtone tidal current distributed situation, adopts the corresponding measure limit and the harmonic cancellation, thus changes the friendly power supply system power supply quality and guarantees system's security economy movement.

Second, electrical power system overtone's origin in the electrical power system the overtone source is many and varied. Mainly has the following several kinds: in 1, system's each kind of misalignment current collector for example: Trades the class equipment, the modulator, the electrification railroad, the arc furnace, fluorescence the lamp, the domestic electric appliances as well as each kind of electronic energy conservation control device and so on is the electrical power system overtone important source. Even if these equipment supplies its ideal sine wave voltage, it uses the electric current is also non-linear, namely has the harmonic current existence. And these the equipment produces the harmonic current will also pour into the electrical power system, will cause system each place voltage to have the harmonic component. These equipment's harmony the wave content decided that in its characteristic and the working condition, basically has nothing to do with the electrical power system parameter, may regard as overtone constant flow the source. 2, the power supply system itself exists the nonlinear element is overtone another origin. These nonlinear element mainly has the transformer to stir up the capacitor which, the

reactor group the magnetism leg, the alternating and direct convertor station's silicon-controlled rectifier controlling element, the silicon-controlled rectifier control and so on.

3rd, like the fluorescent lamp, the domestic electric appliances and so on single capacity is not big, but quantity and spreads very greatly in each place, electric power department with difficulty management current collector. If these equipment's current harmonics content is oversized, will then have the serious influence to the electrical power system, to this kind of equipment's current harmonics content, when manufacture namely should limit in certain quantity scope. 4, the generator send out overtone electric potential. The generator will send out the overtone electric potential at the same time also to have the overtone electric potential production, its overtone electricity the potential will be decided by generator's structure and the working condition, basically will have nothing to do with the external connection impedance. Therefore may regard as overtone constant pressure source , but its value is very small.

the three, electrical power system overtone tidal current calculates the so-called electrical power system overtone tidal current computation, is through solution network equation In=YnUn (n=3,5,7 ...... n: Agrees wave number the number. In is the overtone source load pours into electrical network's n subharmonic electric current row vector. Yn is electrical network's n subharmonic conductance. Un is in the electrical network a various nodes bus bar n subharmonic voltage row vector). Obtains in the electrical network various nodes (bus bar) the harmonic voltage, enters to obtain in various legs' harmonic current.

When in the electrical power system the existence has the overtone source, this time in the system the contact voltage and the branch current will have the higher harmonic. For the determination harmonic voltage and harmonic current's in power supply system distribution, needed to carry on to the overtone impedance constitution equivalent circuit the tidal current computation, when simultaneously in the rectifier unit power supply system possessed forbearance the part existed, but must act according to various legs overtone impedance the nature and the size, whether there is examined the resonant situation. carries on the overtone tidal current computation, must first determine the electrical network part's overtone impedance. (3.1), electrical network each kind of part's overtone impedance: (1), synchronous generator's overtone impedance the qualified generator's electric potential is the pure sine, does not include the higher harmonic, its generator electric potential only exists in the fundamental wave network. in higher harmonic network, because the generator overtone electric potential is very small, this time the visible generator overtone electric potential is zero. Therefore its and so on the value electric circuit is the junctor end and neutral point overtone reactance .

And XGn=nXG1-------------(1) in the formula XG1 is when a fundamental wave generator's zero foreword, the positive sequence or the negative sequence reactance, has this subharmonic

foreword characteristic to decide , if needs to take into account the network to lose, regarding the generator, may its impedance angle according to 85 degrees estimates, regarding the transmission line, part's and so on transformer and load equivalent generators, may its impedance angle according to 75 degrees estimates. . (2), transformer's overtone impedance the electrical power system overtone's peak-to-peak value often is elevates along with the frequency weakens, therefore in the fundamental wave tidal current computation high tension line , often neglects transformer's initiation leg and the capacitance between turns particularly. When calculates the harmonic current, only considers transformer's leakage reactance, and thought that recognizes the frequency with the harmonic order to be proportional. Generally, as soon as transformer's equivalent circuit simplifies for links to meet the original vice-mid-side node overtone reactance **** *** is the transformer fundamental wave leakage reactance. under higher harmonic's function, the winding internal kelvin effect and approaches the effect to increase, by now transformer's resistance harmonic order's square was proportional approximately with the , this time's transformer overtone impedance is: Zn=sqrt(n)RT1+jnXT1-------------------------------(3) And RT1 is the fundamental wave time-variable depressor's resistance. regarding the three-phase winding transformer, may use the star equivalent circuit, on its overtone impedance computation side Fathom. when the overtone source pours into when higher harmonic current three-phase not symmetry, then must figures out the three-phase overtone impedance according to transformer's wiring way and various forewords impedance meter . 3) reactor's overtone impedance , when only takes into account the reactor induction reactance, to the n subharmonic frequency is: XLn=Nxl*UN/sqrt(3)IN 4), transmission line's overtone impedance the transmission line has the uniform distribution parameter electric circuit, passes through the transmission line which change positionss completely to be possible to regard as is three-phase symmetrical. in tidal current computation, usually by lumped parameter PI equivalent circuit expression. Following chart: in takes into account in the distribution characteristic situation, then: ZLn=Znsh(rnl) Yln/2=(chrnl-1)/(Znshrnl) ZN and RN respectively be regarding in this subharmonic when line's wave impedance and propagation constant. Zn=sqrt(Z0n/Y0n) Rn=sqrt(Z0nYon) Z0N and Y0N respectively be this subharmonic when transmission line unit length impedance and conductance five), load overtone impedance .When overtone tidal current computation, the fundamental wave part may pour into power regarding according to the node, but regards as in the overtone network it is the constant impedance, may think that approximately the synthesis load is an equivalent electric motor. Its synthesis load's overtone equivalent resistance value is: ZN=SQRT (N) R1+JNX1 R1, X1 is the fundamental wave equivalent electric motor's negative sequence resistance, the reactance, its value may by this node fundamental wave voltage, power the value obtain after the conversion. the zero foreword electric current will not enter the load generally,

thus in zero foreword's higher harmonic network, may neglect shoulders the leg. when after has determined in the electric circuit various electrical element's overtone impedance, may constitute an overtone function equivalent circuit, with the aim of carrying on the computation, under when plan overtone function equivalent circuit should pay attention to the following several characteristics: (1), the overtone function's equivalent circuit, should take the rectifier unit as a center, according to actual wiring constitution, therefore the rectification installs to set regards as the overtone source, but electrical power system's generator is not appears by the energy, but as overtone source loaded impedance part. (2), the circuit element impedance may use the famous value to carry on the computation, may also use the sign Yao value to carry on the computation. When uses famous value carries on the computation, the complete electric circuit should convert to some voltage reference, is advantageous for the analysis and the application. (3) in the general computation, part's all resistances may neglect, but when system some part occurs either close parallel or strings together the joint resonance, this time's resistance influence actually cannot neglect. (4), in harmonic current approximate calculation, what determined is the rectifier unit side total harmonic current, according to and so on overtone function the effect electric circuit, can determine various legs harmonic current and the voltage distribution. the 3.2nd, overtone tidal current calculates (3.2.1), not to allow the part network overtone tidal current to calculate (1), symmetrical system's overtone tidal current to calculate in the symmetrical system the three-phase situation to be the same, therefore may calculate according to a situation. when has determined the rectifier unit, no matter what after one side total harmonic current, the union overtone equivalent circuit, may determine in the system network, no matter what a leg's harmonic current distribution. Then again pours into the harmonic current according to the node harmonic voltage and the node relational I=YU (in its , Y is overtone conductance), might determine each place node harmonic voltage. Then may extract the tidal current power. It counts to calculate that the step is as follows: , the basis give the operating condition, by usual tidal current computational method solution fundamental wave tidal current. , according to the overtone source working condition, determined other related parameters and need to calculate harmonic order. , calculates various parts overtone parameter, forms various subharmonics node admittance matrix, and calculates the corresponding overtone net to pour into the electric current. , by type IN=YNUN determined that various nodes the harmonic voltage, and calculates various legs harmonic power. in which, should pay attention has the overtone injection current which the overtone instrumental measurement leaves, its phase angle is opposite in the fundamental current phase angle. Therefore after extracting the fundamental current, must carry on the overtone injection current phase angle the revision. Similarly, the system node's power is the fundamental wave power with agrees sum of the wave power, therefore the fundamental wave pours into the power also to carry on the revision. But the

linear load's place fundamental wave pours into the power not to need to revise. (2), the symmetrical system overtone tidal current calculates in the symmetrical system, the three-phase situation is various, moreover mutual influence, must therefore simultaneously carry on three-phase system's idea to calculate. the symmetrical net tidal current's computation may divide into the network various subharmonics network, calculates the fundamental wave network first, after obtaining various nodes fundamental wave the voltage, calculates various overtones tidal current according to it each injection current, then presses this overtone injection current to resolve various subharmonics net to wind the equation, extracts various nodes various subharmonics voltage. (3.2.2), in the rectifier unit power supply system possesses forbearance the part has when the overtone tidal current to calculate , when in the rectifier unit power supply system possesses forbearance the part exists, the capacitor to rectifier unit's phase change process and voltage current wave the shape is influential. Generally under the base frequency, the induction reactance and the capacitance leg's parameter differs really in a big way in the value, does not send produces the resonance effect, but a rectifier unit's non-sinusoidal return route, may regard as is several different frequencies and oscillation amplitude sine electric potential the comprehensive result which affects separately in the return route, because the induction reactance frequency characteristic and the capacitance frequency characteristic are just opposite, have the possibility subharmonic both value to be close in some under the , have the resonance effect. When besides carries on the normal overtone tidal current computation, but also wants to act according to various legs overtone impedance the nature and the size, whether there is examines the resonance.

four, summarize in the electrical power system's overtone appearance, regarding the electrical power system movement is one kind " the pollution ". They reduced systemic voltage the unreliable pro, not only has affected electrical power system oneself seriously, moreover also harms the user and the periphery communications system. therefore to the electrical power system overtone's research regarding the improvement electrical energy quality, suppresses with the harmonic cancellation has vital significance .

中文译文：

电力系统谐波成因分析及谐波潮流计算

首先一个理想的电力系统是由单一恒定频率与规定幅值的稳定电压供电的。但实际上，由于近年来随着科学技术的不断发展，在电力系统中大功率换流设备和调压装置的使用、高压直流输电的应用、大量非线性负荷的出现以及供电系统本身存在的非线性元件等引起系统中的电压波形畸变是越来越严重，对电力系统造成了很大的危害，例如：导致供电系统中的元件损耗增大、降低用电设备的使用寿命、干扰通信系统等。严重时甚至还能使设备损坏，自动控制失灵，继电保护误动作，从而造成停电事故等及其它问题。所"知己知彼，百战不殆"，因此,要实现对电网谐波的综合治理,就必须明确谐波的来源及电网在各种不同运行方式下谐波潮流的分布情况，以采取相应的措施限制和消除谐波，从而改善供电系统供电质量和确保系统的安全经济运行。

其次，电力系统中谐波源是多种多样的。主要有以下几种：

1、系统中的各种非线性用电设备如：换流设备、调压装置、电气化铁道、电弧炉、荧光灯、家用电器以及各种电子节能控制设备等是电力系统谐波的主要来源。即使这些设备提供理想的正弦波电压，它取用的电流也是非线性的，即有谐波电流存在。并且这些设备产生的谐波电流也将注入电力系统，导致系统各处电压产生谐波分量。这些设备的谐波含量决定于它本身的特征和工作条件，基本上与电力系统参数无关，可视为谐波恒流源。

2、供电系统本身存在的非线性元件是谐波的又一来源。这些非线性元件主要有变压器激磁支路、交直流换流站的可控硅控制元件、可控硅控制的电容器、电抗器组等。

3、如荧光灯、家用电器等的单容量不大，但数量很大且散布于各处，电力部门又难以管理的用电设备。如果这些设备的电流谐波含量过大，则会对电力系统造成严重影响，

对该类设备的电流谐波含量，在制造时即应限制在一定的数量范围之内。

4、发电机发出的谐波电势。发电机发出谐波电势的同时也会有谐波电势产生，其谐波电势取决于发电机本身的结构和工作条件，基本上与外接阻抗无关。故可视为谐波恒压源，但其值很小。

第三，电力系统谐波潮流计算，所谓电力系统谐波潮流计算，就是通过求解网络方程In=YnUn (n=3,5,7…...n：谐波次数。In为谐波源负荷注入电网的n次谐波电流列向量。Yn为电网的n次谐波导纳阵。Un为电网中各节点母线的n次谐波电压列向量)。求得电网中各节点（母线）得谐波电压，进而求得各支路中的谐波电流。

当电力系统中存在有谐波源时，此时系统中个接点电压和支路电流均会有高次谐波。为了确定谐波电压和谐波电流在供电系统中的分布，需要对谐波阻抗构成的等效电路进行潮流计

算，同时当整流装置供电系统中有容性元件存在时，还要根据各支路谐波阻抗的性质和大小，来检验有无谐振的情况。

进行谐波潮流计算，首先必须确定电网元件的谐波阻抗。

3.1 电网各类元件的谐波阻抗：

1.同步发电机的谐波阻抗

合格的发电机的电势是纯正弦的，不含有高次谐波，其发电机电势只存在于基波网络。在高次谐波网络里，由于发电机谐波电势很小，此时可视发电机谐波电势为零。故其等值电路为连接机端与中性点的谐波电抗。

其中 XGn=nXG1-------------（1）

式中 XG1为基波时发电机的零序、正序或负序电抗，有该次谐波的序特性决定

如果需要计及网络损耗，对于发电机，可将其阻抗角按85度估计，对于输电线，变压器和负荷等元件的等值发电机，可将其阻抗角按75度估计。。

2.变压器的谐波阻抗

电力系统谐波的幅值常是随着频率的升高而衰减，故在基波潮流计算尤其是高压电网中，常忽略变压器的激磁支路和匝间电容。在计算谐波电流时，只考虑变压器的漏抗，且认为与谐波次数所认定的频率成正比。在一般情况下，变压器的等值电路就简化为一连接原副边节点的谐波电抗其中为变压器基波漏电抗。

在高次谐波的作用下，绕组内部的集肤效应和临近效应增大，这时变压器的电阻大致与谐波次数的平方成正比，此时的变压器谐波阻抗为：

Zn=sqrt(n)RT1+jnXT1-------------------------------（3）

其中RT1为基波时变压器的电阻。

对于三相绕组变压器，可采用星型等值电路，其谐波阻抗的计算方法通上。

当谐波源注入的高次谐波电流三相不对称时，则要根据变压器的接线方式和各序阻抗计算出三相谐波阻抗。

3.电抗器的谐波阻抗

当只计及电抗器感抗时，对n次谐波频率为：XLn=Nxl*UN/sqrt(3)IN

4.输电线路的谐波阻抗

输电线路是具有均匀分布参数的电路，经过完全换位的输电线路可看作是三相对称的。

在潮流计算中，通常以集中参数的PI型等值电路表示。

在计及分布特性的情况下，则：

ZLn=Znsh(rnl)

Yln/2=(chrnl-1)/(Znshrnl)

ZN和RN分别为对于于该次谐波时线路的波阻抗和传播常数。

其中 Zn=sqrt(Z0n/Y0n) Rn=sqrt(Z0nYon)

Z0N和Y0N 分别为该次谐波时输电线路单位长度的阻抗和导纳

5.负荷的谐波阻抗

在谐波潮流计算时，基波部分可按节点注入功率看待，而在谐波网络中将它看作是恒定阻抗，近似地可认为综合负荷为一等值电动机。其综合负荷的谐波等值阻抗值为：

ZN=SQRT（N）R1+JNX1

其中 R1，X1 为基波等值电动机的负序电阻、电抗、其值可由该节点的基波电压、功率

值经换算求得。

零序电流一般不会进入负荷，因而在零序性的高次谐波网络里，可忽略负荷支路。

当确定了电路中各电气元件的谐波阻抗后，可以构成一个谐波作用的等效电路，以便进行计算，绘制谐波作用下的等效电路时应注意以下几个特点：

（1）、谐波作用的等效电路，均应以整流装置为中心，按照实际接线构成，于是整流装置视为谐波源，而电力系统的发电机不是以能源出现，而是作为谐波源的负载阻抗的一部分。（2）、电路元件阻抗可以用有名值进行计算，也可以用标幺值进行计算。当采用有名值进行计算时，全部电路应折算到某一基准电压，便于分析和应用。

（3）一般计算中，元件的所有电阻均可忽略，但是当系统某一部分发生或接近并联或串联谐振时，此时的电阻影响却不能忽略。

（4）、在谐波电流近似计算中，所确定的是整流装置侧的总谐波电流，根据谐波作用等效电路，才能确定各支路谐波电流和电压的分布。

3.2 谐波潮流计算

3.2.1 无容性元件网络的谐波潮流计算

（1）、对称系统的谐波潮流计算

对称系统中三相情况相同，因此可以按一相情况来计算。

当确定了整流装置任一侧总谐波电流后，结合谐波等效电路，就可以确定系统网络中任一支路的谐波电流分布。然后再根据节点谐波电压和节点注入谐波电流的关系I=YU（其中，Y

为谐波导纳阵），就可以确定各处的节点谐波电压了。进而可求出潮流功率。其计算步骤如下：

<1>、根据所给运行条件，以通常的潮流计算方法求解基波潮流。

<2>、按谐波源工作条件，确定其它有关参数及需要计算的谐波次数。

<3>、计算各元件谐波参数，形成各次谐波网络节点导纳矩阵，并计算相应谐波网的注入电流。

<4>、由式IN=YNUN确定各节点的谐波电压，并计算各支路谐波功率。

其中，应注意有谐波仪测出的谐波注入电流，其相角是相对于基波电流的相角。故求出基波电流后，需将谐波注入电流相角进行修正。同样，系统节点的功率是基波功率与谐波功率之和，故基波注入功率也应进行修正。但线性负荷处的基波注入功率不必修正。

（2）、不对称系统谐波潮流计算

在不对称系统中，三相情况各不相同，而且相互影响，因此必须同时进行三相系统的计算。

不对称网络潮流的计算可将网络分为各次谐波网络，先计算基波网络，求得各节点基波电压后，按它计算各谐波潮流的各次注入电流，再按此谐波注入电流解算各次谐波的网络方程，求出各节点的各次谐波电压。

3.2.2 整流装置供电系统中有容性元件存在时的谐波潮流计算

当整流装置供电系统中有容性元件存在时，电容器对整流装置的换相过程和电压电流波形都有影响。一般在基波频率下，感抗和容抗支路的参数在数值上相差甚大，不致产生谐振现象，但整流装置的一次非正弦回路，可以看成是几个不同频率和振幅的正弦电势在回路中分别作用的综合结果，因感抗频率特性与容抗频率特性刚好相反，有可能在某次谐波下两者数值相近，发生谐振现象。故此时除了进行正常的谐波潮流计算外，还要根据各支路谐波阻抗的性质和大小，来检验有无谐振。

四．总结电力系统中的谐波的出现，对于电力系统运行是一种"污染"。它们减少了系统电压正玄波形的质量，不仅严重地影响了电力系统自身，而且也损害了用户和周围的通信系统。因此对电力系统谐波的研究对于改善电能质量，抑制和消除谐波具有十分重要的意义。

电力系统的谐波

《电力系统的谐波》 电气工程与自动化 1.什么是谐波？特性？分类？ 2.含有谐波的电量的电气参数如何计算？ 3.衡量谐波含量的参数有哪些？定义？ 4.电力系统常见的谐波源有哪些？ 5.谐波的危害是什么？治理方法有哪些？ 理想的交流电压和交流电流波形应是单一频率的正弦波，而实际电力系统中由于负荷 的非线性常会使电压和电流波形产生畸变而偏离正弦，出现各种谐波分量。谐波的含量是 衡量电能质量的重要指标之一。 那么什么是谐波呢？谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。 奇次谐波:额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐波”，如3、5、7次谐波； 偶次谐波:额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶次谐波”，如2、4、6、8次谐波。 一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n ±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等。 变频器主要产生5、7次谐波； 分量谐波:频率为基波非整数倍的分量称为间谐波，有时候也将低于基波的间谐波称为次谐波,次谐波可看成直流与工频之间的间谐波。 电气参数计算 有效值： U= 1T u 2T 0(t)dt I= 1T i 2T 0(t)dt u(t)= 2∞n =1U n sin ?(nw 1t +αn ) i(t)= 2∞ n =1I n sin ?(nw 1t +βn ) w 1=2πT =2πf 1 I= A A= 1T [ 2I 1T sin w 1t +β1 + 2I 2sin 2w 1t +β2 +?+ 2I n sin nw 1t +βn ]∧2dt

电力系统潮流计算

信息工程学系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计 题目:电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：钟建伟

2012年3月10日信息工程学院课程设计任务书

目录 1 任务提出与方案论证 (4) 1.1潮流计算的定义、用途和意义 (4) 1.2 运用软件仿真计算 (5) 2 总体设计 (7) 2.1潮流计算设计原始数据 (7) 2.2总体电路设计 (8) 3 详细设计 (10) 3.1数据计算 (10) 3.2 软件仿真 (14) 4 总结 (24) 5参考文献 (25)

1任务提出与方案论证 1.1潮流计算的定义、用途和意义 1.1.1潮流计算的定义 潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 1.1.2潮流计算的用途 电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。 潮流计算（load flow calculation）根据电力系统接线方式、参数和运行条件计算电力系统稳态运行状态下的电气量。通常给定的运行条件有电源和负荷节点的功率、枢纽点电压、平衡节点的电压和相位角。待求的运行状态量包括各节点电压及其相位角和各支路（元件）通过的电流（功率）、网络的功率损耗等。潮流计算分为离线计算和在线计算两种方式。离线计算主要用于系统规划设计和系统运行方式安排；在线计算用于运行中电力系统的监视和实时控制。 目前广泛应用的潮流计算方法都是基于节点电压法的，以节点导纳矩阵Y作为电力网络的数学模型。节点电压Ui和节点注入电流Ii 由节点电压方程（1）联系。在实际的电力

电力系统的谐波产生的原因

电力系统的谐波产生的原因电网谐波来自于3个方面： 一是发电源质量不高产生谐波： 发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。 二是输配电系统产生谐波： 输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。 三是用电设备产生的谐波： 晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。 电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2 7次的谐波，平均可达基波的8% 20%，最大可达45%。 气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。 家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。 供电系统的无功补偿及谐波治理 在供电系统中，为了节能降损、提高电压质量和电网经济运行水平，经常采用各种无功补偿装置。近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、各种电力电子设备以及电气化铁路大量应用。这些负荷大都具有非线性、冲击性和不平衡性的特点，在运行中会产

潮流计算的相关问题2011

§4.5牛顿-拉夫逊法计算潮流有关问题 一、初值、收敛性和多值解 1.初值：初值选择不好，比较大，破坏了牛顿 法的基础，不收敛。选择的原则。 2.收敛性：牛顿-拉夫逊法具有平方收敛特性，高斯-塞德尔法、PQ 分解法为一阶收敛特性。 X Δ

3.多值解 对于非线性方程组，解的可能性有： ?有实际意义的解 ?有解，但在实际中无意义 （PV节点或平衡节点的无功功率超过允许值，平衡节点 的有功功率超过允许值；节点的电压过高或过低） 对策：调整运行参数，PV节点、PQ节点相互转化 ?无解，或无实数解 给定的网络结构和运行方式不合理；PV节点数目过少 对策：调整运行方式，增加PV节点 z问题很复杂，至今尚未很好解决

二、稀疏矩阵技术 1.稀疏矩阵表示法 ?节点导纳矩阵：高度稀疏的N阶复数对称方阵。因此记录矩阵的下三角。 用数组表示 数组1：记录矩阵对角元素的数值； 数组2：记录矩阵非对角元素的数值（按列存储）； 数组3：记录矩阵非对角元素的行号； 数组4：记录矩阵非对角元素的按行排的位置数；

?雅可比矩阵：高度稀疏的2N阶实数方阵，其形式对称但数值不对称。其稀疏程度与节点导纳矩阵相同，可根据节点导纳矩阵形成。

2.高斯消去法 求解牛顿-拉夫逊法潮流计算的修正方程，可以采用矩阵求逆的方法。但是由于潮流计算的雅可比矩阵通常是一个高度稀疏的矩阵，其逆阵则是一个满矩阵，因此用求逆的方法会增加额外的存储单元和计算工作量。而用高斯消去法则可以保持方程组原有的稀疏性，可以大大减少计算所需的内存和时间。

3.节点的优化编号 ?静态优化法：按静态联结支路数的多少编号。 统计好网络中各节点联结的支路数后，按联结支路数的多少，由少到多，顺序编号。 ?半动态优化法：按动态联结支路数的多少编号。 先只编一个联结支路数最小的节点号，并立即将其消去；再编消去第一个节点后联结支路数最小的节点号，再立即将其消去……依此类推。 ?动态优化法：按动态增加支路数的多少编号。 不首先进行节点编号，而是寻找消去后出现的新支路数最少的节点，并为其编号，且立即将其消去； 然后再寻找第二个消去后出现的新支路数最少的节 点并为其编号，再立即将其消去……依此类推。

电力系统谐波影响及消除

电力系统谐波影响及消除（网络摘录）2011.12.20 返回日志列表 从补偿电容无法投入，谈谐波危害，分析谐波来源，提出治理谐波的初步建议随着个私经济特别是特钢和化学工业在我市的发展，我公司的供电量也不断的增长，为了使功率因素达到标准，必须投入补偿电容，但是这几个乡镇的变电所的补偿电容器却无法投上，强行投入后，电容器熔丝也会很快熔断。但根据其他变电所运行经验，在此功率因数下，无功电流不应大于熔丝熔断电流。这是为什么呢? 经过对该地区的供电现状分析，这是由于谐波引起的。所谓谐波，即理想的电力系统向用户提供的应该是一个恒定工频的正弦波形电压，但是由于各种原因，使这种理想状态在实际中无法存在。因此通过对周期性电压或电流的傅立叶分解，所得到的频率为基波整数倍分量的含有量，称为谐波。 谐波对于电网的危害非常大，主要表现在以下方面： 1.由于电网主要是按基波设计的。由于LC元件的存在，虽然在基波时不会发生谐振，但在某个特定谐波时却可能引起谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，电网谐振引起设备过电压，产生谐波过流，对设备造成危害。特别是对电容器和与之串联的电抗器。其中，特别要注意的是，由于电容器是容性负载，能与电网上感性设备(其它设备主要是感性设备)配合，构成共振条件，又由于其大小与谐波频率成反比，因此，电容更容易吸收谐波共振电流，引起电容过载，造成电容损坏，或者熔丝熔断。 2.使电网中的电气设备产生额外的损耗(谐波功率)，降低了设备的效率，同时谐波会影响设备的正常工作，例如变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，电机产生机械振动等故障，绝缘部分老化、变质，严重时候甚至设备损坏。 3.导致继电保护和自动装置误动或拒动，造成不必要的损失，谐波会使电气测量仪表测量不准确，造成计量误差。 另外，谐波还会产生对设备附近的通信系统产生干扰等其他危害。 既然谐波危害如此之大，那么谐波是如何产生的?又如何能减小它的影响和危害呢? 谐波来源 1、中频炉、电弧炉等设备是该地区谐波的主要来源 对该地区负荷进行分析，发现主要的原因是该地区特钢工业发达，中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已经非常普及。电弧炉是利用电极物料间产生的电弧熔炼金属，因此，它的电流波形很不规则，含有多种谐波(2次到7次)以及间谐波，这是谐波的一个重要来源。而中频炉是工频电流整流后再变为中频，再利用电磁感应来熔炼金属，因此产生大量的高次谐波，其中以5次、7次、11次等奇次谐波为主。这正是该地区谐波的主要来源。 2、用户变压器群是该地区谐波的重要来源 一般情况下，三相变压器由于铁芯为“日”形状，中相比边相要短一半，因此，三个磁路的不对称引起变压器励磁电流中含有谐波分量。所以当对空载三相变压器加电压激励时，即使受电侧没有零序电流通路(中性点不接地或三角形接线)，励磁电流中也会有谐波分量。虽然在实际运行时，这个谐波分量很小，但由于变压器绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定时，则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加，形成了电网中谐波的又一重要来源。例如，在绝大多数配变中，都是Y，yn接线，变压器的中间的铁柱对应的线圈即中相接的都是B相，这样的统一接法，就为3、5、7等次谐波提供了一个分别互相叠加的条件。在该地区，现有35kV用户变压器5台，总容量400kVA，10kV用户变压器约800台，总容量330kVA.如此庞大的用户变群又成为了谐波的又一个重要来源。

电力系统分析潮流计算

电力系统分析潮流计算报告

目录 一．配电网概述 (3) 1.1 配电网的分类 (3) 1.2 配电网运行的特点及要求 (3) 1.3 配电网潮流计算的意义 (4) 二．计算原理及计算流程 (4) 2.1 前推回代法计算原理 (4) 2.2 前推回代法计算流程 (7) 2.3主程序清单： (9) 2.4 输入文件清单： (11) 2.5计算结果清单： (12) 三．前推回代法计算流程图 (13) 参考文献 (14)

一．配电网概述 1.1 配电网的分类 在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网； 配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）； 在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。 按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。 在城市电网系统中,主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用。 配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。 本文是基于前推回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为10kV的电压等级的配电网。 1.2 配电网运行的特点及要求 配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：

电力系统谐波

西安理工大学 研究生课程论文/研究报告 课程名称：电能质量分析与控制 任课教师：余健明 论文/研究报告题目电力系统谐波综述 完成日期：2014年 4 月 5 日学科：电力系统及其自动化 学号：1308080916 姓名：魏帅 成绩：

摘要:随着电力工业的发展和电力市场的开放，各种非线性元件在电力系统中大量使用，这些非线性元件产生大量的谐波导致电压和电流的波形产生畸变，严重威胁着电网安全和经济运行。同时谐波对电力系统其他用电设备也产生了严重的危害及影响。本文主要介绍了谐波基本概念、评价指标，并联电容器对谐波放大的分析及无源滤波器的原理、参数和设计方法。 关键词: 谐波；谐波放大；无源滤波器 Abstract: With the development of electrical industry and the opening of the electricity market，various electric components of nonlinear that can generate high-order harmonics are widely used in the power system，the harmonics cause the voltage and current waveform distortion and it has been a threat to the safe operation and economic operation of power grids．Meanwhile，harmonics have influence and harm to other electrical equipment of power system．This paper introduces the basic concepts of harmonic, evaluation, principles of shunt capacitors for harmonic analysis and amplified passive filter, parameters and design methods. Keywords: harmonic; harmonic amplification; passive filter 0 引言 20 世纪80 年代后期，伴随着计算机技术、通信技术、控制技术3 大技术的发展，电子技术得到迅速发展，各种电子产品更新换代用于各行各业，电子产品中各种非线性元件的大量使用，对带动经济的发展起到了积极作用，同时它们作为电源与用电设备之间的非线性接口，都不可避免的产生非正弦波注入电网，对电力系统元件的安全经济运行造成严重的威胁，所以电力系统谐波问题已经成为工程管理人员和电力科技领域的重大问题。电力系统谐波含量严重上升的原因主要是各种非线性元件的大量使用和电容器组对谐波的放大和谐振作用。因此本文将主要分析电容器组对谐波的放大作用及无源滤波器的工作原理及设计方法。 1 谐波的基本概念及评价指标 1、1谐波的概念 谐波是一种频率为基波整数倍的系列正弦波。这些不同频率、幅值的系列正弦波, 使系统正弦电流、电压产生不对称。 1、2谐波的产生 当电力系统向非线性设备及负荷供电时, 这些设备和负荷在传递、变换、吸收系统发电机所供给的基波能量的同时, 又把部分基波能量转换为谐波能量,

电力系统谐波管理暂行规定

电力系统谐波管理暂行规定 SD126～84 第一章总则 第一条电力系统中的谐波主要是治金、化工、电气化铁路等换流设备及其他非线性用电设备产生的。随着硅整流及可控硅换流设备的广泛使用和各种非线性负荷的增加，大量的谐波电流注入电网，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，给发供电设备及用户用电设备带来严重危害。为保证向国民经济各部门提供质量合格的50赫兹电能，必须对各种非线性用电设备注入电网的谐波电流加以限制，以保证电网和用户用电设备的安全经济运行，特制订本规定。 第二条本规定适于电力系统以及由电网供电的所有电力用户。 第三条电网原有的谐波超过本规定的电压正弦波形畸变率极限值时，应查明谐波源并采取措施，把电压正弦波形畸变率限制在规定的极限值以内。在本规定颁发前已接入电网的非线性用电设备注入电网的谐波电流超过本规定的谐波电流允许值时，应制订改造计划并限期把谐波电流限制在允许范围以内。所需投资和设备由非线性用电设备的所属单位负责。 第四条新建或扩建的非线性用电设备接入电网，必须按本规定执行。如用户的非线性用电设备接入电网，增加或改变了电网的谐波值及其分布，特别是使与电网连接点的谐波电压、电流升高，用户必须采取措施，把谐波电流限制在允许的范围内，方能接入电网运行。 第五条进口设备和技术合作项目亦应执行本规定。但如对方的国家标准或企业标准的全部或部分规定比本规定严格，则应按对方较严格的规定执行。 第六条谐波对通讯等的影响应按国内有关规定执行。 第七条用户用电设备对谐波电压的要求较本规定的电压正弦波畴变率极限更严格时，由用户自行采取限制谐波电压的措施。 第二章电压正弦波形畸变率极限值和谐波电流允许值 第八条电网中任何一点的电压正弦波形畴变率均不得超过表1规定的极限值。 表1 电网电压正弦畸形畸变率极限值(相电压)

电力系统中谐波论文

浅谈电力系统中的谐波 摘要：经济的飞速发展带来供电紧张，为解决供电紧张，一方面要建设许多新的电厂和输电线路，另一方面要高效利用现有的电力资源，减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加，供电质量下降的重要因素。过去，谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装置所用的，由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。近年来，产生谐波的设备类型及数量均已剧增，并将继续增长。电力系统中谐波对供配电线路、对电力设备的危害都是相当严重的。所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最小。本文分析谐波基本性质和测量方法，对配网中谐波的来源和危害进行了详细说明，总结和提出了治理谐波的若干方法。 关键字：电力系统电能质量谐波电流谐波危害谐波治理 abstract: the rapid development of economy brings power supply nervous, to solve the power supply nervous, on the one hand, to build many new power plants and transmission lines, on the other hand to efficient use of the existing power resources, and reduce power consumption. harmonic is caused power loss increases, the quality of power supply of the decline of the important factors. in the past, the harmonic current is electrified railway and industry by dc speed control of transmission device used by the exchange transformation for the dc produced by mercury rectifier. in

电力系统中谐波的危害与产生

编号：AQ-JS-03716 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 电力系统中谐波的危害与产生 Harm and generation of harmonics in power system

电力系统中谐波的危害与产生 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障，情况日趋严重。本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况，希望能引起我们的高度重视。 谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面： 1.对供配电线路的危害 （1）影响线路的稳定运行 供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点，

但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。 （2）影响电网的质量 电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。 2.对电力设备的危害 对电力电容器的危害 当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍，但

浅谈电力系统中谐波污染的危害与治理

浅谈电力系统中谐波污染的危害与治理摘要：目前，谐波污染已成为影响电力系统安全稳定运行的主要因素之一。谐波会影响电力系统中的电能质量，产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，对谐波污染进行有效的治理，对于保证电力系统正常的经济运行具有重要的意义。本文介绍了电力系统中常见的谐波污染源种类,分析了谐波污染的危害，并对谐波治理方法进行了总结。 关键词：电力系统;谐波治理 abstract: at present, the harmonic pollution has become one of the main factors that affect the safe and stable operation of power system. harmonics will affect the quality of the electrical energy in the power system, generate additional harmonic losses, reducing the efficiency of power generation, transmission and distribution of electrical equipment, of harmonic pollution effective governance, is of great significance to ensure normal economic operation of power systems . this article describes a common kind of harmonic pollution sources in the power system, harmonic pollution hazards, and harmonic treatment methods are summarized.keywords: power systems; harmonic control 中图分类号：tm712 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

电力系统谐波潮流计算算法综述

电力系统谐波潮流计算算法综述 李洪波 武汉大学电气工程学院，武汉( 430072) 【摘要】谐波潮流计算是谐波分析和管理的一项重要基础工作，在电力系统中占有重要的地位。本文概述了谐波潮流分布的计算原理，根据谐波潮流计算算法的基本要求，结合谐波潮流计算自身的特点，对应用于谐波潮流计算的 算法进行了分析和评述，并提出了算法改进方面应进一步考虑的问题。 【关键词】谐波潮流基波潮流谐波潮流计算 ;;【中图分类号】TM744 【 文献标识码】A 【文章编号】（）1008-8032200403-0001-04 引言 0 随着电力电子技术的迅速发展，大量具有非线性特性的电力设备（如电力机车、电弧炉、变 频、变流设备等）投入电网运行，使电网中出现大量谐波，造成电力系统谐波污染，对电力系统的安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境也带来了极大影响，同时也阻碍了电力电子技术的发展。谐波被认为是电网的一大公害，对电力系统谐波问题的研究已逐渐被人们重视。 谐波潮流计算是谐波问题研究中的一个重要分支，是了解电网谐波特性和进行谐波分析的重要 手段，不仅可以描绘出各种工况下全网的谐波潮流分布，计算出各监测点的谐波指标，同时还可以分析产生各种谐波现象的内在原因，进而提出抑制谐波的措施。 国内外许多专家对电力系统谐波潮流的分布问题进行了一系列有价值的研究工作，以求全面了 解谐波电流在电力系统的各个部分是如何分布的，在系统中各个节点产生多少谐波电压。本文概述了电力系统谐波潮流计算的基本要求和特点，并对应用于谐波潮流计算的算法进行了分析和评述。谐波潮流分布的计算原理 1 在具有谐波源的情况下，交流系统的潮流由基波潮流和谐波潮流两部分组成，谐波潮流归根结 底是由基波潮流在非线性元件中转换产生，且只占系统潮流的一小部分。设发电机产生的基波功率为P g1，扣除被系统基波阻抗消耗的基波功率P s1之后，大部分转化为被负荷吸收的基波功率P L1；小部分基波功率P c1流经非线性元件转化为谐波功率。从功率平衡的观点来看，P g1 =P s1+ P L1 +P c1。基波功率P c1转化为谐波功率之后，变为注入电网的谐波电流源，其中一部分谐波功率和返回系统Psh Pgh 阻抗和发电机，分别被系统电阻所消耗和被发电机所吸收；大部分谐波功率被负荷电阻所Rs PLh RL 吸收。从能量平衡的观点来看:P c1=P sh +P gh +P Lh 。一般P Lh （/P sh +P gh ）≈R L （/R s +R g ）。这个比值是比较大的，也就是说，谐波功率传播到交流电网中的部分是比较小的。有非线性负荷的系统中的功率损耗为基波损耗功率P s1和谐波损耗功率（P sh +P gh ）之和；仅有线性负荷的系统中只有基波损耗功率P s1。显然前者为后者的（P s1+ P sh +P gh ）/ P s1倍。 综上所述，可知①基波潮流和谐波潮流的流向是不一样的，两者计算网络也不完全相同，两 :者可以分开求解。②谐波潮流是系统潮流的一部分，两者密切相关，必须先解基波潮流，后解谐波 第卷第期 9 3 重庆电力高等专科学校学报 年月 2004 9 Vol. 9 No. 3 Journal of Chongqing Electric Power College Sep. 2004 收稿日期[] 2004-04-26

浅析电力系统谐波及其研究现状

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/f519153702.html, 浅析电力系统谐波及其研究现状 作者：高瑜郭天飞郭天超路静韩一帆 来源：《科学与财富》2016年第28期 摘要：近些年来，随着人们对电力需求量的不断增长以及电力系统的迅速发展，人们越 来越关注所用电能的质量。由于电力电子技术具有能使设备响应速度快、控制性能好、效率高、体积小、重量轻等特点，其在各种设备上得以广泛应用。然而，变压器、电力电子装置等非线性负荷，作为谐波源，其广泛的使用给电力系统及电气设备的正常运行造成了严重的危害，电力系统也因此面临着严重的谐波污染。因此，谐波的分析及抑制已成为国内外电气领域广泛关注的课题。 关键词：谐波；起因；危害；研究现状 1谐波的起因 目前，国际上公认的谐波含意是：“谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，或者说谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于1的h次分量其频率为基波频率的整数倍”[1]。 在电力系统中，谐波主要是由变压器、旋转电机和各种电力电子设备等非线性负载产生的。在一般情况下，电气设备的非线性电特性使其组成了谐波源。通常，可将谐波源分为两类，一类是以电力电子装置为代表的现代非线性设备；另一类为传统非线性设备包括变压器、旋转电机等。 （1）现代的非线性设备，主要包括各种电力电子变流装置。这类设备广泛使用于家用电器和大量工矿企业中，它们在开关投切或换向时产生的阶跃电流中含有大量谐波成分。比如荧光灯，它的电流之所以是畸变的，主要是由于在点亮状态下有感性的非线性镇流器限制了电流的变化[2]。 （2）传统的非线性设备，主要包括旋转电机、变压器等。这类设备产生的电流中之所以含有谐波成份是因为它们的铁芯在产生磁饱和时具有非线性特性。例如，旋转电机，旋转电机的线圈通电，通过电磁感应原理，产生磁动势。由于线圈是嵌入线槽内的，而线槽不会完全按照正弦分布，所以其产生的磁动势的波形不会完全是正弦波，含有大量谐波。 这两种谐波源都会向电网注入大量的谐波电流，而谐波电压的产生则是电流流经电网阻抗的结果。电力电子装置等大量现代非线性装置的广泛应用，致使其所产生的电力系统谐波比重超过了传统非线性设备，因而已成为主要的谐波源。 2谐波产生的危害

电力系统分析潮流计算讲解

电力系统分析潮流计算报告 目录 一．配电网概述................................................ 3... 1.1配电网的分类 3... 1.2配电网运行的特点及要求.................................. 3.. 1.3配电网潮流计算的意义.................................... 4.. 二．计算原理及计算流程................................................................. 4. ..

2.1 前推回代法计算原理................................................................. 4. . 2.2 前推回代法计算流程................................................................. 7. . 2.3主程序清单： 9... 2.4输入文件清单： 1..1 2.5计算结果清单： 1.. 2. 三．前推回代法计算流程图................................................................. 1. .3 参考文献................................................................ 1..

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一．配电网概述 1.1配电网的分类 在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网；配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网( 35—110KV)，中压配电网( 6—10KV，苏州有20KV的)，低压配电网( 220/380V )； 在负载率较大的特大型城市，220KV 电网也有配电功能。按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。 在城市电网系统中, 主网是指110KV 及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压( 220KV 及以上)电网的作用。 配电网是指35KV 及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。 本文是基于前推回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为10kV 的电压等级的配电网。 1.2配电网运行的特点及要求 配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与 用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求： （1）10kV 中压配电网在运行中，负荷节点数多，一般无表计实时记录负荷，无法应用现在传统潮流程序进行配电网的计算分析，要求建立新的数学模型和计算方法。

浅谈电力系统谐波治理

浅谈电力系统谐波治理 发表时间：2019-09-12T09:45:09.953Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：李俊正[导读] 摘要：谐波在电网中就像是一种垃圾，严重危害着电力设备的“健康”，不但降低了电气设备的使用寿命，而且对用电设备的供电质量造成了极大的影响。 青海宝盈电力设计咨询有限公司 摘要：谐波在电网中就像是一种垃圾，严重危害着电力设备的“健康”，不但降低了电气设备的使用寿命，而且对用电设备的供电质量造成了极大的影响。为此我们应积极采取有效的措施抑制和消除电网谐波污染，维护绿色电力环境、确保电网运行安全，为用电终端设备提供清洁的电能。 关键词：谐波治理；绿色电能 随着工业的不断发展，社会经济得到了迅速的提高，电力电子技术也有了突飞猛进的发展；然而，电力电子技术带来方便、高效巨大利益的同时，它的非线性、冲击性和不平衡用电特性，也给电力系统的供电质量造成严重污染，给电网注入了大量的谐波，危及电力系统的安全经济运行，同时也为其他用电终端设备造成了极大的危害。随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，电网谐波的危害越来严重。就像现代人喜欢绿色食品一样，人们对电力系统的供电质量要求越来越高，对电网中的谐波含量提出了更严格的要求。我们必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波，为电网创造绿色空间。 1.谐波的产生及影响 与电网连接并输入2倍于50Hz及以上频率电流的设备，统称为谐波源。谐波的产生可以分两类，一类为系统本身的电气设备（如发电机、变压器等）三相绕组不对称或铁芯饱和产生；另一类为用户非线性用电设备产生。电网中谐波污染主要由用户非线性用电设备造成。对于发电机及变压器，我们用提高制作工艺的方法可以降低高次谐波的产生；而对于用电设备，随着工业迅速发展的今天已经很难控制，工业领域大量使用的非线性变流装置、家用电器、通讯设备、冶炼行业的电弧炉、新能源光伏发电采用的逆变装置、电气化铁道的牵引设备等，它们给电网带来了日益严重的谐波污染，极易引起电网波形畸变。 非线性用电设备主要为晶闸管整流设备。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；在接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。而整流设备在工业中应用广泛，并对社会经济具有直接影响，可见谐波污染和工业同时出现，而且在成倍增长。 如果不及时治理电网中谐波，谐波含量一旦超标，会对电力系统及用户产生如下危害： 1）持续的谐波含量过高，将加速变压器、断路器、电力电缆等电气设备的绝缘老化，并其减少使用寿命； 2）谐波产生的序电流分解后主要为正序和负序电流，对继电保护和自动化装置产生影响，使其误动，甚至造成电网解列，大面积停电； 3）针对普通感应式电能表，计量波形严重畸变的非线性负荷，电能计量值会小于客户实际消耗的电量，达不到准确计量的目的； 4）谐波功率除对供热用的普通电炉外，不会做任何有用功，却在各种发、送、变、配和用电设备中以发热的方式消耗掉，增大供电线路损耗，减少了电能的利用效率； 5）谐波电压和谐波电流通过线路间的感应耦合，会对信息系统产生频率藕合干扰，影响通信网络的正常工作。 根据发达国家的经验和预测表明，非线性负荷用电设备的种类、数量和用电量将迅速增加，这些非线性负荷即谐波源是电网中谐波问题的根源。要想得到“绿色”清洁的电能，就必须抑制和消除电网中的谐波。 2.谐波消除的措施 在电力系统设计中加大系统短路容量、提供供电电压等级、提高系统三相负荷平衡、提高电气设备的三相绕组对称性和磁饱和等措施都能减少系统中谐波的产生，但这样就会增加系统的建设投资，而且像三相负荷绝对平衡和三相绕组绝对对称工程中很难做到。所以采用交流滤波装置是抑制和消除谐波的有效措施。 当电网中有谐波源时，谐波源流向电网的谐波电流公式为： （1） IS—注入电网的谐波电流 In—谐波源谐波电流 ZL—电网的负载阻抗 ZS—电网阻抗 可见，电网阻抗ZS可看为定值，In大小由谐波源决定，所以由谐波源注入电网的谐波电流IS大小可由ZL决定，只有我们设置一个让IS 顺利通过的ZL就能消除谐波，也就是在谐波产生后没进入到电网之前就消除它，就地消化掉，为此我们可以采用LC滤波装置。 LC滤波装置我们在变电工程设计中比较常用，在并联无功补偿电容回路中接入一组电抗器，根据要消除的谐波次数选择电抗参数，这样在提电网供功率因数的同时又消除了谐波。LC滤波器结构简单，吸收谐波效果明显，但由于结构原理上的原因，在应用中存在着难以克服的缺陷： 1）谐波的消除受电网系统阻抗ZS的影响，随着电网增大注入电网的谐波电流IS有增大的趋势； 2）当电网阻抗和LC滤波器参数匹配的情况下系统有可能发生谐振，此时对某些谐波有谐波放大的可能； 3）LC滤波器仅对固有频率的谐波有较好的消除作用，当谐波成分变化时效果较差，而电力系统中的谐波是随时出现频率不定的。 所以，如果滤波装置具有可调节性，根据谐波的频率和大小及出现的时间进行实时监控，能够积极的消除高次谐波就能解决这一问题。这个我们从负载电流IL的傅立叶展开式着手： IL=ΣInsin(nωt+θn) =I1cosθ1 sinωt+ I1sinθ1 cosωt+ΣInsin(nωt+θn) = I1P+ I1Q+ In （2）

电力系统谐波潮流计算

电力系统谐波潮流计算 【摘要】谐波是指正常电流波形的一种失真，一般是由非线性负载发射的，谐波是频率达基频整数倍的电流或电压。如今电力系统存在无数非线性元件从而对电网产生很大的影响。电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。下面结合非线性电路的特性及其理论论述了电力系统中谐波潮流计算的基本原理和方法。 【关键词】非线性负载；电力系统谐波潮流；谐波潮流计算 0、概述 以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，谐波的影响越来越严重。因此，研究和分析谐波具有重要的实际意义。 谐波潮流计算是谐波问题研究中的一个重要分支，是了解电网谐波特性和进行谐波分析的重要手段，不仅可以描绘出各种工况下全网的谐波潮流分布，计算出各监测点的谐波指标，同时还可以分析产生各种谐波现象的内在原因，进而提出抑制谐波的措施。本文从谐波的形成与谐波潮流计算进行论述。 1、谐波产生的原因 在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的： （1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。 （2）设备设计思想的改变。过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。图1为三相六脉动整流装置原理接线图，此时交流侧电流的傅里叶级数展开式为： 可见交流侧电流含有谐波，谐波次数为（6K±1）次，各次谐波含有率为1/n.

谐波的产生

谐波的产生 摘要：文章针对电力系统的谐波及其产生做了综述，概要阐述了谐波源的生成原理，并针对现行电力系统中的特点，对谐波的来源做了深入的探讨；同时，分析了电力系统中的谐波源的特点，最后，根据系统中谐波的特点以及现行电力市场逐渐形成的前提，提出了对于谐波监管的认识。 Abstract ：The harmonics and its forming has been summarized in the paper, the mechanism of generating of harmonics in power system has been analyzed, and the source of harmonics has been discussed detailed according to the present power system. Meanwhile, the characteristics of harmonics are discussed and suggestions has been proposed ultimately on the basis of the background of the arising of power market. 关键词：电力系统 谐波 一 谐波的生成 电力系统谐波问题一直是影响电力生产、电能质量的一个技术性难题。随着电力电子器件在电力系统的大量使用，越来越多的非线性元件成为电力系统的谐波源。理想的电力系统，在工频下其电压电流波形应该为正弦波形。其中电压为正弦波形的瞬时值为 ()sin()w U t t α=+ （1） 022w f T ππ== （2） 其中，()U t 为电压均方根值，α为波形初相角，w 为角频率，0f 为工频频率，T 为工频周期。 一个线性电路可以等值为含有一个电压源，外加电阻、电抗构成的电路，如含有一个电感与电阻的电路，其电压电流方程为一个常微分方程，如下 0()()()di t L Ri t u t dt += （3） 当电路中存在电力电子元件如电力二极管以后，由于二极管的单向导电性，其电压电流的线性关系便变成非线性关系，如下[1]