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摘要：科技的进步发展为国家电力系统的进步提供技术支持，现阶段用电质量不断提高，电力系统发展愈发稳定，但实际输电过程中配电网中存在的谐波会影响电力系统的稳定性和可靠性。鉴于此，文章对配电网中的谐波源分类和产生原因进行了简述，对谐波源定位和检测提出发展建议。
关键词：配电网；谐波源定位；检测方法
引言
企业和居民用电质量受到电力系统运行安全和稳定性的直接影响，尤其是近几年来科技社会不断发展，企业发展和居民日常需求用电量急剧增加，各类电力设备的不断出现加大了电力系统的用电负荷，尤其是用电高峰期时，电能质量较差。除此之外，谐波出现也造成了电能质量的极大降低，增加电能损耗，要求技术人员做好配电网谐波污染处理，提高电能利用率。现代化配电系统复杂多变，解决谐波问题，首先要做好准确定位，之后根据实际情况选择合理措施，降低谐波对电能质量的影响，保障电力系统的安全稳定运行。
1配电网中谐波
1.1谐波的概念
电力谐波作为电能生产传输过程中产生的电子垃圾直接影响到电力系统的配电正常。配电网络中的交流电压和交流电流通常是具有良好波形的正弦工频波，但实际配电网络中的波形具有一些非正弦形失真。根据电路的基本原理，当对线性无源元件的电阻，电感和电容施加正弦电压时，正弦波的频率不发生改变；反之亦然。在非线性电路中施加正弦电压时，电流将为非正弦波，电压波形也将是非正弦波。谐波定义是电能定量循环的非正弦分量，基频是基频的整数倍数。
1.2谐波源的分类
我们将配电系统生产、传输过程中容易出现谐波的设备称为谐波源。一般来讲主要为非线性的用电设备，根据现象特征分类，配电网中的谐波源主要分为铁磁饱和型，电子开关型，电弧型三大类。礼物，变压器，电抗器就是铁磁饱和型，而直流换流装置，可控开关等设备则是电子开关型，交流电弧炉和电焊机都属于常见的电弧型谐波源。
1.3谐波的危害
根据理论，我们得知，过电流和过电压都会造成设备损坏，实际配电网运转中，为了补偿负载的无功功率，一般会选择大规模应用电容器，这就导致电路系统出现串并联的谐振条件，导致过电流过电压出现，这属于谐波的一类危害。除此之外，谐波提高了电力系统的安全稳定运行风险，若电力系统运行出现谐波，容易造成电力路线的误动或者拒动。另外，电能质量也会在一定程度上受到谐波影响，出现谐波的电力系统能源利用率降低。因此要求技术人员做好谐波源定位检测，保障电力系统运行安全。
2配电网中谐波源的定位方法
目前常用的谐波源定位方法主要有基于等效电路模型进行谐波源定位、基于谐波状态估计的定位法、基于同步谐波电压电流量测定位。其中基于等效电路模型进行谐波源定位有包括有功功率法和无功功率法。谐波状态估计的方法能够针对各个电力系统网络明确各个节点的谐波电压和谐波电流，确定谐波源位置。下文对几种谐波源定位方法进行简要阐述。
2.1基于等效电路的定位法
2.1.1有功功率法
有功功率法作为传统的谐波源检测方法，在实际检测过程中应用广泛。主要原理是运用诺顿等效电路图进行写谐波源位置的确定，下图依次诺顿等效电路示意图。具体定位方法是通过两侧谐波电流对公共连接点的谐波含量后，根据影响确定谐波源的位置，若｜IuZu｜＜｜IcZc｜，谐波源在用户侧，反之在系统侧。
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图1诺顿等效电路
2.1.2无功功率法
除了有功功率定位谐波源位置的方法来还有无功功率法进行位置定位，电力系统运行时有功功率受相角影响，无功功率则主要受到电压幅值的影响。一般进行无功功率谐波源位置确定需要使用戴维南电路，下图2对主要的工作原理进行了阐述，将Eu的相角设置为0，Ec的相角为δ，然后比较两者的电压幅值，确定谐波源位置。
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图2谐波源的戴维南电路
当时无功功率进行谐波源位置确定会受到谐波阻抗影响，导致结果准确性不高，一般都需要假定主要的阻抗系数不发生变化，但针对多谐波问题这种类型的方法误差较大，不容易确定谐波源位置。
2.2基于谐波状态估计的定位法
2.2.1基于非同步谐波功率量测
使用最小二乘方估计谐波源的位置将作为注入的大小和支路的视在功率强度进行测量。谐波流量是一个状态变量，使用最小二乘法来优化状态变化，然后确定主谐波源并决定向母线施加有功功率。该方法在实际应用中也受到一定限制，因为当波形失真出现变形时功率的定义会引起争议。
2.2.2基于非同步谐波电压量测
基于非同步谐波电压量测量谐波源位置同样选择谐波电流作为状态流量，将谐波电压作为量测量。一般使用此方法进行备注，原作业电视需要在固定测量点数目的条件下计算不同测量点分布的防差矩阵轨迹得到最优的配置，确定谐波源的支路。
2.2.3基于同步谐波电压电流量测
GPS和GPRS技术的不断发展成熟，为基于同步谐波电压电流量测确定谐波源位置方法的利用提供技术支持，利用这种方法进行，我只确定能够实现同步测量，解决传统测量过程中存在的谐波状态不佳问题，整体精确度有所提高。一般通过相量测量单元的状态估计法将节点电压相量作为状态变量，将支路电流和注入电流相量为两测量确定谐波支路。
3配电网中谐波源的检测方法
配电网运行时出现的谐波源具有以下特点：非线性、随机性、不平稳性等等。因此确定谐波源位置非常困难，随着科学技术的不断进步，谐波检测方法越来越多，检测精度也不断提高，现阶段常用的几种谐波检测方法不仅能够进行检测，还能影响谐波治理装置的补偿效果，一般包括低通滤波器提取基波分量法、自适应检测算法和基于频谱的FFT法等。
3.1低通滤波器提取基波分量法
此算法出现时间较早，最早通过自带的通滤波器检测谐波电流得到基波分量，但这种方法在实际应用过程中也受到一定限制，例如，若高阶滤波器信号畸变则补偿效果影响小，实际用价值不高。目前，技术人员结合各类先进技术，对地通滤波器提取基波分量法进行了技术改善，应用DSP微处理器提升检测精度。
3.2自适应检测法
自适应检测法应用方式简单，使用性能好，自适应力强但具体实现过程中算法较长，稳态精度低，需要技术人员不断提高检测精度。具体检测中主要采用自适应噪声对消原理，得到需要补偿的谐波和无功分量。
3.3基于频谱的FFT法
基于频谱的FFT检测法能够对检测信号进行分解，确定各次谐波的幅值和相位，然后通过带通滤波器消除谐波分量，再将信号进行FFT变换，得到补偿指定次数谐波补偿信号。
结束语
总而言之，谐波的存在严重影响了电力系统的安全稳定运行，降低电能质量，为满足用电需求用尽量解决谐波问题，文章对谐波源的定位和检测进行了简要叙述，提出发展建议，供后续电力系统的安全稳定运行参考。
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