該如何治理配電網(wǎng)諧波

北極星智能電網(wǎng)在線訊:電網(wǎng)運行效率影響著電網(wǎng)的效益和能源的有效利用，而諧波是導致電力損耗增加，供電質(zhì)量下降的重要因素。本文探討了諧波的基本性質(zhì)和測量方法，對配網(wǎng)中諧波的來源和危害進行了分析，并提出了治理諧波的技術方法和措施。

關鍵詞:配電網(wǎng);諧波;分析;危害;治理

縱觀配電網(wǎng)的運行質(zhì)量和效率，對電能質(zhì)量的要求越來越高。一般所指的供電質(zhì)量包括系統(tǒng)電壓、頻率的合格率，峰值、超限電壓持續(xù)時間、停電時間，以及電網(wǎng)諧波含量等諸多方面。其中，諧波一直是影響電能質(zhì)量的主要問題。根據(jù)多年電網(wǎng)運行經(jīng)驗，諧波普遍存在于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、供、用的各個環(huán)節(jié)。因此，諧波的治理是降低電能損耗，延長供配電設備的使用壽命，改善電磁環(huán)境的重要措施。

1 諧波的基本特性和測量

1.1 諧波的概念

諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率是基波頻率的整數(shù)倍數(shù)。理論上看，非線性負荷是配電網(wǎng)諧波的主要產(chǎn)生因素。非線性負荷吸收電流和外加端電壓為非線性關系，這類負荷的電流不是正弦波，且引起電壓波形畸變。周期性的畸變波形經(jīng)過傅立葉級數(shù)分解后，那些大于基頻的分量被稱作諧波。

非線性負荷除了產(chǎn)生基頻整次諧波外，還可能產(chǎn)生低于基頻的次諧波，或高于基波的非整數(shù)倍諧波。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)系統(tǒng)短路、開路等事故，而導致系統(tǒng)進人暫態(tài)過程引起的諧波，將不歸屬諧波治理的范疇。

1.2 諧波的類型

諧波按其性質(zhì)和波動的快慢可分成四類:準穩(wěn)態(tài)諧波、波動諧波、快速變化的諧波和間諧波四類。因其多樣性和隨機性，在實際工作中，要精確評估諧波量值非常困難，所以在IEC 6100一4一7標準中對前三類諧波進行了規(guī)定.推薦采用數(shù)理統(tǒng)計的方法對諧波進行測量。

國標GB/T 14549一1993采用觀察期3。有效測量的各次諧波均方根值的95%概率作為評價諧波的標準。為簡便實用，將實測值按由大到小的方式排序，在舍去前5%個大值后剩余的最大值，近似作為95%的概率值。

1.3 諧波的測量

通常采用諧波測試儀來監(jiān)測和分析諧波。一般來說，將用戶接人公用電網(wǎng)的公共連接點作為諧波監(jiān)測點，測量該點的電壓和注人公共電網(wǎng)的電流后，通過對電壓和電流的分析，取得諧波測量資料。

電網(wǎng)中諧波源定位，一般采用功率方向法和瞬時負荷參數(shù)分割法。而諧波模型分析的方法一般有三種:非線性時域仿真、非線性和線性頻率分析。三種方法的相同點是對電網(wǎng)作適當?shù)木�性化處理，只是在處理非線性設備時采取了不同的模擬方式。

2 配網(wǎng)中的諧波源

2.1輸變設備

輸電和配電系統(tǒng)中存在大量的電力變壓器。因變壓器內(nèi)鐵心飽和，磁化曲線的非線特性以及額定工作磁密位于磁化曲線近飽和段上等諸多因素，致使磁化電流呈尖頂形，內(nèi)含大量奇次諧波。變壓器鐵心飽和度越高，其工作點偏離線性就越遠，產(chǎn)生的諧波電流就越大，嚴重時三次諧波電流可達額定電流的5%。

2.2用電環(huán)節(jié)

用電環(huán)節(jié)諧波源更多.晶閘管式整流設備、變頻裝置、充氣電光源以及一定量的諧波都能產(chǎn)生。

晶閘管整流技術在電力機車、充電裝置、開關電源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理，從電網(wǎng)吸收的是半周正弦波，而留給電網(wǎng)剩下的半周正弦波，這種半周正弦波分解后能產(chǎn)生大量的諧波。有統(tǒng)計表明，整流設備所產(chǎn)生的諧波占整個諧波的近40%，是最大的諧波源。