電力系統(tǒng)中諧波檢測技術的現(xiàn)況及發(fā)展方向

摘要：隨著當今社會的經(jīng)濟快速發(fā)展，電力企業(yè)的發(fā)展受到了極大的重視，該項目的發(fā)展和前進的腳步也是不斷的向前。但是任何事物都是一把雙刃劍有利就有弊，該行業(yè)在不斷的發(fā)展的同時也產(chǎn)生了一些諧波污染的問題且該問題也是伴隨著企業(yè)的發(fā)展變得更加嚴重。那么對應著該污染問題的產(chǎn)生就衍生了針對其進行解決的方法也就是諧波檢測技術，其為諧波污染的問題的解決提供了不少的依據(jù)。本文中筆者通過多年的電力系統(tǒng)實踐經(jīng)驗探討出一些針對諧波污染的解決問題，并且對諧波檢測的技術進行的相關的闡述與分析，且對諧波檢測技術未來發(fā)展趨勢也做出了相應的探究。

關鍵詞：電力企業(yè);諧波檢測;諧波污染;電力系統(tǒng)

1 前言

在現(xiàn)代社會當中經(jīng)濟的快速發(fā)展的時代背景下，電力產(chǎn)業(yè)變得尤為重要，無論是工作還是生活中都離不開電力的存在，人類社會對于電力的依賴也是越來越重，正是在這樣的時代背景下電力企業(yè)的發(fā)展可謂風生水起變得特別重要。可是伴隨著電力的發(fā)展，電子電力技術以及其裝置設備等都對電力系統(tǒng)帶來了極大的污染，在所有污染中諧波污染則是最為嚴重的，所以因為該問題帶來的電能質量的問題就得到了特別的重視。對于諧波污染問題而言諧波檢測則是一個重要的研究內容，更是對于諧波污染問題進行深入研究的立足點和重要依據(jù)。因為在電力電子技術高度發(fā)達的今天所產(chǎn)生的諧波污染其本身帶有極其特殊的特性，如果要想對諧波進行深入的了解和探究絕非一件容易的事，所以來自全球各地的學者門都對諧波的檢測問題作出了越來越多的探究。

2 諧波檢測方法的研究現(xiàn)況

電力系統(tǒng)當中的諧波檢測對于諧波污染問題是一項重要的分析以及解決的方法，其最主要的方面有以下幾種：

2.1 模擬濾波器諧波檢測方法

其實早年也有諧波檢測技術，但是該技術早期時主要采取的是模擬濾波器的原理來達到所需要的技術要求，這樣的方式有優(yōu)也有弊。其最大的優(yōu)勢就是電路的結構相對而言比較簡單并不復雜多變，所以其成本低造價經(jīng)濟，輸出阻抗較低，對于品質方面帶來的影響就比較小有利于控制，劣勢就是能夠進行檢查的諧波量較少，檢測精度不純，受外界影響較多。所以上述的方式以及不會過多的采用在諧波控制技術當中了。

2.2 傅里葉變換的諧波檢測方法

此方式的原理則是通過迅速的FFT技術來取得所有層次的諧波信號的具體數(shù)據(jù)。該方法在現(xiàn)代的諧波檢測技術當中使用的是最為廣泛的方法之一。但是該方式也有自己的優(yōu)缺點，對于其出現(xiàn)的確定就需要進行有效的改進以防止出現(xiàn)不必要的重復工作，長期以來許多的學者都對其改進的方法進行研究和探討，所以最終確定的幾個改善方法如下：（1）修正理想采樣頻率法。（2）利用加窗插值法對FFT 算法進行修正的方法。（3）同步采樣法。其中有硬件以及軟件的兩種方式進行實現(xiàn)。（4）準同步采樣法。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的諧波檢測方法

由于神經(jīng)網(wǎng)絡具備了較強的函數(shù)逼近能力以及相應的學習能力，所以神經(jīng)網(wǎng)絡被大范圍的運用在管理、預測、模式識別、圖像處理、通訊等等一系列的科學方面。可是神經(jīng)網(wǎng)絡對于電力系統(tǒng)的諧波檢測技術還是處于一個初步時期，并未達到很成熟的階段，對于電力系統(tǒng)而言神經(jīng)網(wǎng)絡的運用主要有三大方面：諧波檢測、預測以及諧波源的分辨方面。

神經(jīng)網(wǎng)絡因為具有強大的學習能力和對任意連續(xù)函數(shù)的逼近能力，所以其廣泛的應用于預測與管理、通信、模式識別與圖象處理、控制與優(yōu)化等領域。神經(jīng)網(wǎng)絡在電力系統(tǒng)諧波檢測中的應用目前仍在起步階段。它主要有以下三方面的應用：電力系統(tǒng)諧波的預測、諧波源的辨識以及諧波的檢測。

2.4 小波變換的諧波檢測方法

在時域分析方面而言小波變換則是一個相當行之有效的工具之一，該方法不僅能夠打敗傅立葉變換的過程當中對于非穩(wěn)態(tài)的信號在做分析時的不足之處，還能夠通過自身的特性計算出某一個特定的時間區(qū)域中的頻率分布，該方法對于相當不穩(wěn)定的信號以及出現(xiàn)突變信號的時候的處理以及分析是相當有利的。并且通過自身的優(yōu)勢還能夠把各類不一樣的頻率形成一個頻譜信號進行分解從而出現(xiàn)不同頻率的信號塊，在這樣的情況下再根據(jù)小波變換的原理就可以很精確的分析出諧波的情況。目前小波變換的諧波檢測方法以及取得了一定的研究成果，其研究成果如下：

（1）把載有諧波的電流信號做正交小波分解工作，將原信號的各類尺度的分解結果進行有效的分析，這樣就可以對各類的諧波分量進行檢測，并且實現(xiàn)快速的跟蹤記錄。

（2）通過小波包對諧波進行檢測。使用小波包可以將頻率的空間做進一步的分析，該方法能夠有效的將頻率分辨率進行提升，與此同時還可以使用小波變換的方法把系統(tǒng)當中所出現(xiàn)的高次諧波映射到不一樣的尺度上這樣可以更加清晰的表達出高頻以及奇異高次諧波信號的特質并進行諧波的分析和處理。

（3）對于小波變換的多分辨以及分析方式。該方式通過把帶有諧波的原信號分解成為不一樣頻率的信號塊，再把低頻段上的結果作為基波，高頻段為各次諧波，使用軟件構成諧波的檢測環(huán)節(jié)，這樣可以迅速的找到并發(fā)現(xiàn)諧波所產(chǎn)生的變化。

（4）連續(xù)和離散小波包相結合的方式。按照離散小波包變換的方法將波形頻譜進行分解并形成子波段，然后使用連續(xù)小波變換方法估計非零子波段的諧波概況，就可以查找出所有諧波中的整次、非整次還有分諧波。此方式能夠較為精準的對諧波的數(shù)據(jù)進行量化。

（5）其它檢測方法和小波變換相結合的方法。將小波變換和FFT亦或是和神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的方法，能夠相當良好的將二者之間的有點相結合，這樣的話就可以同步對諧波、間諧波還有信號閃變等情況進行相應的檢測，該方式的檢測能力是相當有效的，并且檢測所需的時間比較短準確度還很高，不可不說的一個好的處理方法。

3 對于電力電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)當中的諧波檢測技術在多年的實踐當中收獲了頗多的實戰(zhàn)經(jīng)驗，這些經(jīng)驗對于諧波檢測的研究是有著極其重要的意義的。正是這些研究的發(fā)展與實際操作相結合才能夠出現(xiàn)一系列行之有效的解決方法，這些方式方法對于電力系統(tǒng)當中的諧波污染問題的處理也都做出了一定的成效。但是由于電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，以及人們對于電能質量的要求逐步走高，所以對于諧波檢測的方法以及實戰(zhàn)技術的要求也提出來了更高的標準，對于在不久的將來的諧波檢測的發(fā)展勢頭會如下所想一般：

（1）諧波檢測的對象研究會發(fā)生一些相應的改變，這些改變會從以穩(wěn)態(tài)諧波檢測的研究為主要研究方向進而轉變成為非穩(wěn)態(tài)諧波的檢測研究方向。

（2）諧波檢測算的方法會轉向復雜化以及智能化的發(fā)展方向;對于諧波的求解方法則會轉向較為復雜的數(shù)據(jù)分析以及信號的處理方面去改善發(fā)展，并且為使得非穩(wěn)態(tài)波形發(fā)生畸變等問題得到解決而尋找出一些新的計算方式。

（3）將現(xiàn)存的各類諧波檢測方法的優(yōu)點進行充分的利用與結合，再根據(jù)現(xiàn)存的問題將現(xiàn)有的諧波檢測理論體系進行相應的完善，并且去努力探索出新鮮的方法去解決問題，將達到迅速、暫態(tài)諧波的跟蹤技術，該方式對于電力系統(tǒng)安全運行是一大特殊的保障。

（4）諧波檢測實現(xiàn)技術研究將會從模擬電路技術以及不可編程數(shù)字電路技術進而轉化成為高速度高準確度的可編程器件技術，特別是A RM 技術以及D SP技術。近幾年以來，這兩項技術也已經(jīng)逐步成為了主要的諧波檢測實現(xiàn)技術。

（5）諧波理論研究將會從傳統(tǒng)諧波理論研究為主要研究內容進而轉向通用諧波理論為主的技術研究。傳統(tǒng)的諧波理論當中對于各類的諧波之間所形成的畸變功率問題以及非穩(wěn)態(tài)諧波問題的關注很少，這樣的研究思路對于目前的電力系統(tǒng)的發(fā)展而言，已經(jīng)無法去完全適應了，我們需要探索出適用于復雜化智能化系統(tǒng)的通用諧波理論以及新的諧波評定方法，這些不僅僅是諧波理論本身發(fā)展的所需，更是對于電力系統(tǒng)諧波問題進行解決的客觀要求。

4、結束語

我們的衣食住行離不開電力電子技術的存在，但該技術現(xiàn)面臨的諧波污染問題也是急需解決的問題，多年多許多的優(yōu)秀學者都在不斷的探究解決方法，就目前而言我國的諧波檢測技術對于諧波污染問題的解決是相當重要的，在不久的將來諧波檢測技術也會與復雜化以及智能化的技術相結合從而創(chuàng)新出更好更全面更精準的解決方法。