建立统一的公司级谐波监测分析模块，集成全网电能质量监测数据并开展大数据分析，诊断、预测和评估电能质量干扰源对电网运行的影响，及时发现影响电网安全的隐患，支撑电能质量治理决策，增强电网系统运行可靠性和稳定性。
?谐波监测子模块数据交互方式
（1）总部和省公司谐波监测子模块数据交互应满足“电网谐波监测分析模块纵向接口要求”。
（2）省公司谐波监测子模块与省公司PMS数据交互：获取台帐、鉴权等信息，接口应满足“电网谐波监测分析模块与PMS接口要求”。?谐波分析子模块数据交互
谐波数据分析在总部谐波分析子模块开展，省公司可按权限直接访问总部相关数据。
?总部、省公司主站及其互联
总部谐波模块部署于总部信息内网二级系统域中，省公司谐波模块部署于省公司信息内网二级系统域中。总部谐波模块与省公司谐波模块通过信息内网纵向通道互联，应满足信息内网纵向边界安全防护要求。
?监测终端接入省公司主站
监测终端通过现有通信通道接入信息内网谐波监测子模块，应满足信息内网终端接入安全防护要求。
1.变电站的重要供电母线及出线：
?跨省计量关口点（必须设置）;
?纽变电站高低压母线（可选设置）等。
2. 直流受端落点换流站（必须）及受其影响的变电站高低
压母线（可选）。
3.向干扰源用户供电的母线及出线：
?电气化铁路（必须）;
?电弧炉、中频炉、轧机、轨道交通、电动汽车充电站、电焊机、变频调速设备、起重设备、电加热和电解设
备、大型储能电站、大型电梯、变频空调、节能照明、逆变电源、开关试验站等（可选）。
4. 向敏感、重要、高危用户供电的母线及出线：
半导体制造、精密加工，党政机关、医院、交通枢纽、机场、金融、数据中心，危险化学品、易燃易爆品制造等（可选）。
5. 电源接入点：
?10kV及以上风电场、光伏电站等新能源发电专线接
入变电站相关母线及出线（必须），
?其他发电厂（场、站）接入点（可选）。
6. 其他监测点：
?装设FACTS设备（如SVC、STATCOM等）的系统变
电站（换流站）母线及出线（必须）、
?现场测试中超标较严重或用户投诉较多的变电站母线
及出线等（可选）。
应用软件建设要求
（1）对于总部谐波模块统一组织软件设计、开发、测试验收工作。（2）对于省公司谐波监测子模块，应根据实际情况从以下两种方式中选择其一：
1）对于现有省级监测系统基本满足系统功能需求的单位，经总部审查批准后，由省公司负责现有省级系统升级改造，并在接入总部主站前通过联研院组织的接口功能、性能和一致性测试，确保省公司主站能够按照规范接入总部主站；
2）对于无改造价值的省级监测系统以及无省级监测系统的单位，由总部统一组织软件设计、开发、测试验收工作，省公司做好配合工作。
总部和省公司主站性能指标要求
1.年可利用率≥99.8%；
2.故障恢复时间≤30min；
3.时钟与标准时间的误差≤1ms；
4.用户浏览响应时间≤10s；
5.直连到主站的终端实时数据传输到服务器时间≤4s；
6.总部和省公司主站间在互联传输实时数据时，对于所请求的实时
数据传输时间≤10s；
7.画面实时数据刷新周期5s～10s；
8.告警响应时间≤3s；
9.参数设置响应时间≤10s；
10.主备用机自动切换时间≤20s。
数据要求
省公司主站上传总部主站的数据包括电能质量稳态数据、暂态数据、告警信息、装置运行状态数据、台帐数据等，各项数据应满足“谐波监测分析模块纵向接口要求”的要求。
?采购
（1）总部统一制定终端采购标准；省公司应使用本标准组织开展招标采购。
（2）新购监测终端宜选用A级；已投运但不满足标准的逐步淘汰更换。?检验
（1）总部统一制定终端性能检测方案，并委托联研院开展检测，具有合格性能检测报告的厂商方具有投标资格。
（2）省级电科院验收检验。
?安装
电压模拟信号宜取自电磁式电压互感器，数字信号应取自满足DL/T 282要求的合并单元（12800Hz同步采样，精度1μs）。对时宜采用B 码方式，现场没有IRIG-B码方式校时的，应采用唯一的SNTP校时。
?验收体系
总部负责组织谐波模块建设整体验收；省公司负责在本省谐波模块试运行3个月之后向总部提出验收申请，并配合验收工作。
?验收计划
2016年，国网北京、天津、河北、冀北、山西、山东、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、河南电力开展系统验收；
2017年，国网湖南、江西、四川、重庆、辽宁、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆电力、运行公司开展系统验收；
2018年，国网吉林、黑龙江、蒙东、西藏电力开展系统验收。
?验收内容
省公司谐波模块验收包括谐波模块功能、主站性能指标、建设终端接入率、系统数据质量、系统建设资料等内容，验收大纲另行下发。
总部层面
国网运检部负责总体规划并组织协调谐波模块建设部署，制定相关制度、标准等规范性文件，组织编制并审批各单位系统建设方案及生产技改大修项目计划，监控系统建设进展并组织系统验收等工作。
国网信通部负责审批系统建设相关的信息化项目计划，监控项目进展并组织系统验收等工作，协助协调有关部门开展相关数据接入等工作。
国网信通公司组织协调谐波模块相关的机房、硬件基础设施及通信通道建设，保障信息安全接入。
联研院负责谐波模块总体建设的技术支持。
?省公司层面
省公司运检部负责执行相关制度、标准等规范性文件，组织编制本单位系统建设方案并部署实施，组织编制生产技改大修项目计划并实施，组织配合系统验收等工作。
省公司科信部负责审批系统建设相关的信息化项目计划，监控项目进展并组织系统验收等工作，协助协调有关部门开展相关数据接入等工作。
省公司信通公司组织协调谐波模块相关的机房、硬件基础设施及通信通道建设，保障信息安全接入。
省电科院状态评价中心或电网技术中心负责谐波模块建设的技术支持。?地市公司及以下层面
按照上级单位要求做好系统建设相关实施工作。
1) 通信接口指总部主站与各省公司主站之间的数据接口，包含数据的传
输流程、接口规范、数据结构定义等，分为数据接口和查询/控制接口。2)数据接口指通信接口中负责数据传输的接口，数据包括台帐数据、历
史数据、实时数据等。
a)台帐数据接口用于传输监测终端台帐数据、测试仪器/检定装置台帐、监测点台帐数据、设备台帐数据。
b)历史数据接口用于传输稳态统计数据、暂态录波波形和事件特征值、告警信息记录、终端运行状态数据。
c)实时数据接口用于传输实时稳态数据、暂态事件特征值、告警信息。
3)查询/控制接口指通信接口中负责提供数据标识、数据位置信息,以及
控制实时数据启停命令的接口。
接口交互模式业务逻辑API功能说明
台帐数据
接口
请求应答
模式
GetTerminalIDList获取所有监测终端ID列表
GetUpdatedTerminalIDList获取某个时间点之后更新的监测终端ID列表
GetTestInstrumentIDList获取所有测试仪器\检定装置ID列表
GetUpdatedTestInstrumentIDList获取某个时间点之后更新的测试仪器\检定
装置ID列表
GetMonitorIDList获取所有监测点ID列表
GetUpdatedMonitorIDList获取某个时间点之后更新的监测点ID列表
GetDeviceIDList获取所有设备ID列表
GetUpdatedDeviceIDList获取某个时间点之后更新的设备ID列表
GetTerminalAccountList获取指定ID的监测终端台帐数据
GetTestInstrumentAccountList获取指定ID的测试仪器/检定装置台帐数据
GetMonitorAccountList获取指定ID的监测点台帐数据
GetDeviceAccountList获取指定ID的设备台帐数据
历史数据
接口
持久化订
阅模式
EnabledMonitorHistData订阅指定监测点的历史数据
DisabledMonitorHistData取消订阅指定监测点的历史数据
实时数据
接口
主题模式
EnabledMonitorRTData订阅指定监测点的实时数据
?实时稳态数据与统计数据
实时稳态数据是指由电能质量监测终端采集并计算得到的稳态电能质量指标的3秒数据。
统计数据是指按预设的统计时间间隔对实时数据进行统计并标注时间标签，所得到的电能质量指标统计结果。其中，冲击性快速波动负荷的监测数据统计时间间隔应不大于1分钟，其它负荷的监测数据统计时间间隔应不大于3分钟。实时稳态数据与统计数据.docx
?电能质量暂态数据
电能质量暂态数据是指描述电能质量暂态事件（电压暂升、暂降、短时中断）特征的数据，包括：
1)电压和电流波形，录波数据通常包括三相电压、电流波形，记录中应包括电压暂降（暂升、短时中断）事件发生前至少5个周波（可调整）与事件结束后至少5个周波（可调整）的波形数据，每周波采样点数不少于256点。
2)暂态事件特征值，包括事件类型、发生时间、持续时间、特征幅值等。
?告警信息
告警信息指电能质量监测终端对电能质量事件如电能质量稳态指标越限、电压暂态等信息的记录，告警信息以SOE（Sequence of Event）格式保存。
?终端运行状态数据
分类描述是否必需通讯中断/恢复记录记录监测终端的通讯状态变化。必需上电/掉电记录记录监测终端的上电、掉电时间。必需
运行状态变化记录记录监测终端的运行状态变化。监测终端的运
行状态包括：运行、检修、试验、终端故障。
可选
台帐信息
台帐信息包括监测终端与测试仪器/检定装置、监测点台帐数据、设备台帐数据。其中，监测终端、测试仪器/检定装置、设备台帐数据从PMS获取。
基于DSP的电力系统谐波检测装置的设计 摘要 随着现代电力电子设备和非线性负载的大量使用，谐波污染日趋严重，谐波己成为电力部门及其用户日益关注的问题，因此对谐波进行检测与分析具有重要的意义。本文首先介绍了国内外电力系统谐波测量装置的现状，分析了数字信号处理芯片在电力系统中的应用情况，对谐波分析的相关理论与技术进行了研究，设计了以DSP为核心的硬件与软件系统。 硬件设计方面，根据电力系统中数据采集和处理的实际特点，设计了信号的多通道采样保持和时钟转换电路，实现了多路信号的同步采样和快速转换。充分发挥了微控制器的控制功能和DSP芯片的数字信号处理优势。 软件算法方面，系统采用传统的快速付立叶变换(FFT)，对采集的电压和电流信号进行频谱分析。论文中还详细分析了信号的采样问题，以及信号的数字滤波问题。初步设计了对采集数据进行计算和处理的相关软件算法，实现了对谐波的测量功能。 本装置可以快速、准确地进行谐波的测量和分析。 关键词：DSP；谐波；同步采样；快速傅里叶变换
Abstract With the wide applications of modern power electronics equipment and nonlinear load,harmonic deterioration has increased rapidly, which has attracted great attentions by powerdepartment and users.By analyzing the situations of the electric harmonic monitoring equipments home and abroad,aiming at the demand of power department and practical application.The application of Digital Signal Processor in the electric power systems is introduced in this paper,it aims at the harmonic theories and technologies analysis and exploits a hardware floor and a software system with DSP core. The hardware design aspect, according to the electrical power system in the data acquisition and the processing actual characteristic, has designed the signal multichannel sampling maintains with the switching circuit, has realized the multi-channel signal synchronized sampling and the split-second-selection.Has displayed the micro controller's control function and the DSP chip digital signal processing superiority fully. The software algorithm aspect, the system uses the tradition to pay fast sets up the leaf to transform (FFT), carries on the spectral analysis to the gathering voltage and the electric current signal. In paper also multianalysis signal sampling question, as well as signal digital filtering question.The preliminary design has carried on the computation and the processing related software algorithm to the gathering data, has realized to the overtone survey function. This equipment may be fast, accurate carries on the overtone the survey and the analysis. Key Words：Digital Signal Processor；Harmonic；Synchronous sampling； Fast Fourier Transfer
目录 摘要 (2) Abstract (2) 1：绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2谐波的产生 (3) 1.3电网中谐波的危害 (5) 1.4研究谐波的重要性 (5) 2：谐波的限制标准和常用措施 (7) 2.1国外谐波的标准和规定 (8) 2.1.1谐波电压标准 (8) 2.1.2谐波电流的限制 (9) 2.2我国谐波的标准和规定 (9) 2.2.1谐波电压标准 (10) 2.2.2谐波电流的限制 (11) 2.3谐波的限制措施 (12) 3：谐波的检测与分析 (15) 3.1电力系统谐波检测的基本要求 (15) 3.2国内外电力谐波检测与分析方法研究现状 (15) 3.3谐波的分析 (18) 3.3.1电力系统电压（或电流）的傅立叶分析 (19) 3.3.2基于连续信号傅立叶级数的谐波分析 (19) 4：电力谐波基于FFT的访真 (21) 4.1快速傅立叶变换的简要和计算方法 (21) 4.1.1快速傅立叶变换的简要 (21) 4.1.2快速傅立叶变换的计算方法 (21) 4.2 FFT应用举例 (22) 5：结论 (28) 附录： (28) 参考文献： (30) 致谢： (30)
基于MATLAB的电力谐波分析 学生： 指导老师： 电气信息工程学院 摘要：电力系统的谐波问题早在20世纪20年代就引起人们的注意，到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关换流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分的关注。 本文首先对目前国内外电力谐波检测与分析方法进行了综述与展望，并对电力谐波的基本概念、性质和特征参数进行了详细的分析，给出了谐波抑制的措施。并得出基于连续信号傅立叶级数的各次谐波系数的计算公式，推导了该计算公式与MATLAB函数FFT计算出的谐波系数的关系。实例证明：准确测量各次谐波参数，对电力系统谐波分析和抑制具有很大意义，可确保系统安全、可靠、经济地运行。同时实验结果表明，该法对设备要求不高，易于实现。 关键字：MA TLAB电力谐波分析 Harmonic Analysis of Electric Power System Based On Matlab Student: Teacher: Electrical and Information Engineering Abstract:The harmonic problem of electric power system has caused the attention of people in1920s and 1930s.Until 1950s,owing to the development of high voltage direct current transportation electricity technology,people published a large number of theses about the electricity power system harmonic problem,which caused by the current transform device.Since 1970s,because of the speedly development of eletricity power electronics technology,the various electric power electronics devices were applied extensively in the electric power system,industry,traffic and family,but the harm which the harmonic creates was serious more and more.Many country of the world all pay attention to the harmonic problem. Summary and Prospects of the first domestic and international power harmonics detection and analysis methods, and power harmonics of the basic concepts of the nature and characteristic parameters of a detailed analysis, given a harmonic suppression measures. Obtained based on the
能源部关于加强电网谐波管理的通知 发文单位：能源部 文号：能源电[1992]310号 发布日期：1992-4-4 执行日期：1992-4-4 生效日期：1900-1-1 保证电能质量是电力部门和用户共同的责任。近几年来，随着科学技术进步，新型用电设备不断投入使用，大量谐波源设备接入电网，使电网受到严重“污染”，电能质量变劣，对电网安全运行和广大用户安全用电构成极大威胁，曾造成发电机掉闸，继电保护误动作，发电机转子烧毁，用户电容器和电动机等用电设备烧损。为提高和改善电能质量，保障电网安全和广大用户的利益，各级电力部门应根据原水利电力部发布的《电力系统谐波管理暂行规定》，加强电网谐波的管理，现将有关要求通知如下： 一、对可能产生较大谐波的用电设备应实行专线供电，并装设谐波保护装置。对已接在公用线路供电或已专线供电而未装谐波保护装置的，应按上述要求在今明两年内改造完善。 二、新装的谐波保护装置应具有电流和电压两种启动元件。保护装置电流与电压的动作值按《电力系统谐波管理暂行规定》的标准整定。保护装置应装在供电变电站出口处。保护装置初投运时，可动作于信号，保护装置运行稳定后，应尽快动作于跳闸。
三、在安装谐波保护装置的同时，应装用谐波自动监测记录仪，以便对谐波含量及危害程度作进一步的定量分析。 四、当谐波保护装置动作造成线路开关跳闸时，电力部门应指导并书面通知用户限期进行治理。如用户逾期不予治理，保护装置再次动作并跳闸时，电力部门应待用户采取有效治理措施后，才予恢复供电。 五、电科院要组织力量，配合各网、省局共同研究开发电网谐波防治的技术措施和装备，并为治理电网谐波，提高电能质量，提供相应的技术咨询服务工作。
毕业设计论文 题目：基于有源滤波器和FFT的电力系统谐波检测方法研究
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
电路分析基础谐波分析法 本章实训谐波分析法的验证 实训任务引入和介绍 在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。 实训目的 1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法, 2.理解谐波分析法的基本原理, 3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。 实训条件 100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、 R=10Ω、L=1H、 3C=1.11*10uF、电压表、电流表。 操作步骤 (1)连接电路。 如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。
图5-12 实训电路 (2)理论计算。 已知: U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s R,10, 1X,,90,， c,C X,,L,10, L ? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。故有: I,0,U,0,P,0000 ? 一次谐波作用于电路时，有: 150 U,，0:Vs12 150，0:U2s1 I,,,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1 U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1 ? 二次谐波作用于电路时，有: 100，,90:U2s2 I,,,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2 U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2
建立统一的公司级谐波监测分析模块，集成全网电能质量监测数据并开展大数据分析，诊断、预测和评估电能质量干扰源对电网运行的影响，及时发现影响电网安全的隐患，支撑电能质量治理决策，增强电网系统运行可靠性和稳定性。
?谐波监测子模块数据交互方式 （1）总部和省公司谐波监测子模块数据交互应满足“电网谐波监测分析模块纵向接口要求”。 （2）省公司谐波监测子模块与省公司PMS数据交互：获取台帐、鉴权等信息，接口应满足“电网谐波监测分析模块与PMS接口要求”。?谐波分析子模块数据交互 谐波数据分析在总部谐波分析子模块开展，省公司可按权限直接访问总部相关数据。
?总部、省公司主站及其互联 总部谐波模块部署于总部信息内网二级系统域中，省公司谐波模块部署于省公司信息内网二级系统域中。总部谐波模块与省公司谐波模块通过信息内网纵向通道互联，应满足信息内网纵向边界安全防护要求。 ?监测终端接入省公司主站 监测终端通过现有通信通道接入信息内网谐波监测子模块，应满足信息内网终端接入安全防护要求。
1.变电站的重要供电母线及出线： ?跨省计量关口点（必须设置）; ?纽变电站高低压母线（可选设置）等。 2. 直流受端落点换流站（必须）及受其影响的变电站高低 压母线（可选）。 3.向干扰源用户供电的母线及出线： ?电气化铁路（必须）; ?电弧炉、中频炉、轧机、轨道交通、电动汽车充电站、电焊机、变频调速设备、起重设备、电加热和电解设 备、大型储能电站、大型电梯、变频空调、节能照明、逆变电源、开关试验站等（可选）。
4. 向敏感、重要、高危用户供电的母线及出线： 半导体制造、精密加工，党政机关、医院、交通枢纽、机场、金融、数据中心，危险化学品、易燃易爆品制造等（可选）。 5. 电源接入点： ?10kV及以上风电场、光伏电站等新能源发电专线接 入变电站相关母线及出线（必须）， ?其他发电厂（场、站）接入点（可选）。 6. 其他监测点： ?装设FACTS设备（如SVC、STATCOM等）的系统变 电站（换流站）母线及出线（必须）、 ?现场测试中超标较严重或用户投诉较多的变电站母线 及出线等（可选）。
随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。 一、电力系统谐波危害 ①谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。 ②谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。 ③谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。 ④谐波会导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。 ⑤谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。 ⑥谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。 ⑦谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。 ⑧谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱。 二、谐波检测方法 1.模拟电路 消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏
毕业设计（论文）题目：电力系统谐波检测与分析
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
电网谐波监测管理制度 1 范围本标准规定了公司电网在设计、运行及用电管理等方面的谐波监测管理工作，适用于长乐供电公司所辖电网。 2 规范性引用文件 《中华人民共和国电力法》 DL/T1053 －2007 《电能质量技术监督规程》 国家电网生[2005]682 号《国家电网公司电网电能质量技术监督规定》 电生产[2009]179 号《省电力有限公司电能质量管理办法（试行）》 GB/T14549-93 《电能质量公用电网谐波》 GB 12326-2000 《电能质量电压允许波动和闪变》 GB/T 15543-1995 《电能质量三相电压允许不平衡度》 水电电生字第83 号《全国供用电规则》 SD131-84 《电力系统技术导则（试行）》 SDJ161-85 《电力系统设计技术规程（试行）》 3 职责 3.1 生技部作为谐波监测管理工作的归口管理部门，负责年度谐波监测工作的计划、协调及数据汇总上报工作；负责组织对因谐波问题导致的重大设备、电网事故或异常的分析，制定反事故的技术措施；负责组织对用户设备参数的谐波审查、评估，组织发布公司谐波监测报告并提出治理要求；负责组织容量在 1000kVA 及以上谐波污染源治理方案审查及治理工程验收。 3.2 检修部作为谐波监测管理工作的测试部门，负责年度具体谐波监测工作，参与因谐波问题导致的事故与异常的分析测量。 3.3 设计所作为谐波监测管理工作的协作部门，负责谐波污染源用户接入用电方案的审查，必要时要求用
户补充消谐装置设计。 3.4 营销部作为谐波监测管理工作的配合部门，负责提供所辖非线性用户相关参数和运行特点；根据谐波监测结果确定用户供电方案，并在与用户签订《供用电协议》中明确谐波管理的相关要求和责任；负责监督、指导谐波源客户谐波治理装置的运行。 3.5 调度所作为谐波监测管理工作的配合部门，负责提供电网运行参数，参加电网重大谐波事故或异常的分析及调查工作。 4 管理内容与方法 4.1 电网谐波的技术管理 4.1.1 电网电压母线的电压正弦波形畸变率、电压波动值和闪变值、三相电压不平衡度应符合国家标准《电能质量公用电网谐波》( GB/T14549-93 )、《电能质量允许波动和闪变》(GB12326-2000)和《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995 )的限值规定4.1.2 对电网谐波进行监测，建立电网电能质量在线监测平台及数据库，建立健全用户电能质量污染源技术档案，对电网谐波测试数据进行分析。对谐波污染源用户接入系统及已运行的负荷进行评估分析，确定上述负荷接入系统的方案以及超过标准的治理措施。 4.2 谐波日常监测工作： 对于谐波监测点的谐波电压和主要谐波源用户的谐波电流应根据具体情况进行连续或定时监测。对于谐波污染特别严重的监测点，应装设在线谐波监测表度或报警仪表，其日常维护工作由检修部负责。 4.3 谐波的定期普查：为了全面掌握电网的谐波水平和负荷的谐波特性，在电网电能质量在线监测平台建 立 以前，每2 年对所辖的电网进行一次谐波普查测试。普查的范围和内容应根据电网的特点和谐波源分布情况确定，并上报省公司。 4.4 对新增或增容谐波源用户的管理： 4.4.1 当大容量的谐波源设备、电容器(或滤波器)组等接入电网前后，均应进行专门的谐波测试，以确定电网背景谐波状况，谐波源的谐波发生量、电容器（或滤波器）组对谐波的影响等，以决定其能否正式接网运行。 442 对评估超标的客户，其谐波治理装置或改善措施必须做到与其用电工程同时设计、同时安装、同时调试、同时投运，验收测试不合格者要限期整改。
电力系统谐波管理暂行规定 SD126-84 中华人民共和国水利电力部 关于颁发《电力系统谐波管理暂行规定》 (SD126-84)的通知 (84)水电电生字第56号 根据国家经济委员会经能［1983］648号文批转的《全国供用电规则》4.8的规定，我部电力科学研究院制订了《电力系统谐波管理暂行规定》，经征求工业、交通有关部门的意见，并经部内有关单位多次会审，现予颁发。 目前，我国正在制订限制电压、电流高次谐波的国家标准。近年来，工业、交通各部门使用的各种硅换流设备和其他非线性用电设备急增，所产生的高次谐波电流大量注入电网，使电网电压正弦波形发生畸变，电能质量下降，威胁电网和其他用户电气设备的安全经济运行。为保证电网和用户电气设备的安全运行，在国家标准正式颁布前，各级电力部门要按本规定的要求，加强对电网高次谐波的监视和管理。 由于对电网高次谐波的监视和管理尚需作一定的准备，所以本规定自一九八五年一月一日起正式执行。但新增加的各种换流设备和其他非线性用电设备，必须符合本规定的要求，方能接入电网运行。 本规定的解释由电力科学研究院负责。执行中有何问题和意见，请随时告部生产司和电力科学研究院。 一九八四年八月三十一日 1总则 1.1电力系统中的谐波主要是冶金、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。随着晶闸管整流及晶闸管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。为向国民经济各部门提供质量合格的50Hz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。 1.2本规定适用于电力系统以及由电网供电的所有电力用户。 1.3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，应制定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。 1.4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。 1.5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
电力系统中谐波分析及治理 摘要：谐波问题电力系统中普遍存在，首先概述了谐波的概念、产生来源，分析谐波危害，最后从改造谐波源的角度提出了几种谐波抑制方法。 关键词：谐波;危害;治理 电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年j.c.read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。 1、谐波概念及其产生来源 1.1谐波概念 谐波是指频率为基波频率整数倍的一种正弦波。由于电网有非线性元件和非线性负载的存在，使得电网的电压或电流的波形不仅仅是频率为50hz的正弦波（又称基波），还含有与基波频率(50hz)成整数倍和分数倍频率的其他正弦波。这些正弦波就称为电网的谐波。其中频率高于基波频率的谐波叫高次谐波。对谐波频率为基波频率的分数倍时，称为分数谐波或间谐波，电力系统中的谐波主要是高次谐波。
1.2产生来源 电力系统的谐波源主要有三大类。 （1)铁磁饱和型:各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其铁磁饱和特性呈现非线性。 （2）电子开关型:主要为各种交直流换流装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用,并正在蓬勃发展;在系统内部,如直流输电中的整流阀和逆变阀等。 （3）电弧型:各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动。其非线性呈现电弧电压与电弧电流之间不规则的、随机变化的伏安特性。 2、电力系统中谐波的危害 2.1对供配电线路的危害 2.1.1 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
电网谐波的产生及谐波干扰其检测方法分析(1) 2009-08-26 14:03:28 作者：来源： 关键字： 0 引言 随着现代电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通等各种领域得到广泛应用，但由于电力电子装置是一种非线性时变拓扑负荷，其产生的谐波和无功注入电网，会使设备容量和线路损耗增加，造成发配电设备利用率的下降，影响供电质量，对电力系统的安全稳定运行构成潜在威胁。目前，谐波污染、电磁干扰和功率因子降低已成为电力系统的三大公害，因此，研究和分析谐波产生的原因，为抑制电力系统的谐波干扰提供好的检测方法，对提高电网运行质量满足用户需求具有重要的实际意义。 1 谐波产生的原因 在电力系统中，电压和电流波形理论上应是工频下的正弦波，但实际的波形总有不同的非正弦畸变。从数学的角度分析，任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数，因此，对于周期T=2π/ω的非正弦电压μ(t)或电流i(t)，在满足狄里赫利条件下可以展开成如下形式的傅里叶级数，即： 式中：c1sin(ωt+θ1)为基波分量；cnsin(nωt+θn)为第n次谐波分量。可以看出，所谓谐波就是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍，这也是国际上公认的谐波定义。由于谐波的频率是基波频率的整数倍，因此通常又被称为高次谐波。虽然在实际的电网中还存在一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量，但主要研究的还是电网中存在的整数次谐波。 公用电网中的谐波产生原因主要和以下两方面有关： (1)电源本身以及输配电系统产生的谐波。由于发电机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等制造和结构上的原因，使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势，但由于其值很小，一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，由于其铁芯饱和时，磁化曲线呈非线性，相当于非线性器件，饱和程度越深波形畸变也就越严重，
河南科技2012.01上 工业技术 INDUSTRY TECHNOLOGY 在电力电子技术快速发展的今天，用电负荷日益增加，变频器驱动的电动机系统因其控制流程方便、节能效果明显、维护简单和网络化等优点，在电力系统中得到了广泛应用。变频器在变频过程中都会使它的输入、输出端产生高次谐波，输入端的高次谐波会通过输入电源线对公用电网产生影响，输出端的高次谐波会对电动机等负载造成很大的负面影响。因此，研究谐波的来源、影响、检测方法和抑制措施是很有必要的。 一、谐波的产生原因 电力系统中的三相交流发电机发出的三相交流电压一般可认为是50Hz 的正弦波，但由于系统中存在各种非线性元件，致使系统和用户的线路内出现了谐波，使电压或电流波形发生畸变。系统中产生谐波的非线性元件很多，尤其以大型硅整流设备和大型电弧炉所产生的谐波最为突出，严重影响系统的电能质量。 二、谐波的危害性 谐波对电气设备的危害极大，具体来说，当谐波电流通过变压器时，变压器铁芯的损耗明显增加，发热量激增，致使铁芯使用寿命缩短；当谐波电流通过交流电动机时，会使电动机转子发生震动，增大电动机产生的噪声，严重影响电动机的正常工作；当谐波电压加在电容器两极时，由于电容器对谐波的阻抗很小，电容器很容易发生过负荷甚至烧毁。此外，谐波电流会使电力线路的电能损耗和电压损耗增加，使计量电能的感应式电度表计量不准确，特别是电子式电度表会被严重干扰，无法正常工作，甚至被烧毁；会使电力系统发生电压谐振，使线路产生过电压，有可能击穿线路设备的绝缘，造成事故；还可能造成系统的继电保护和自动装置误动作，对电力线路附近的通信线路和通信设备产生信号干扰。由此可见，谐波的危害是十分严重的，应高度重视。 三、谐波测量 谐波的危害是评价电能质量的一个重要指标，有必要在电网日常运行中加以检测和监测。由于电网谐波问题的复杂性，采用一定的理论计算，很难准确反映电网的实际情况，通常采用实测电网谐波的干扰来保证电网的安全运行和高质量供电。常用的谐波分析仪种类较多，常见的有谐波检测报警仪、谐波频谱分析仪、电能质量综合分析仪。发达国家在研制和使用谐波分析仪方面较先进，所生产的仪器功能齐全、测量范围广，使用方便可靠，价格较高，如美国fluke 电能质量分析仪、日产数字型电能分析仪。而国产仪器性能方面则较差，数据采集方面也不太理想，但价格较低。如国产dxj 系列谐波检测仪、国产gxf 系列谐波频谱分析仪等。 四、谐波抑制措施 谐波抑制措施常见的有3类：一是装设谐波补偿装置来补偿谐波。二是对电力电子装置本身进行改造，减少其产生的谐波，控制其功率因数为1。三是在市电网络中采用适当的措施来抑制谐波。具体方法有以下几种。 1.合理选用电力电子设备。选用电力电子设备时，尽量选 脉动数较大或有一定移相角的换流变压器。12相脉冲整流THDv （电压畸变率）为10%~15%，18相脉冲整流的THDv 为3%~ 8%，缺点是需要专用变压器，不利于设备的改造，价格较高。 2.合理改造电力电子装置。在用户进线处加串联电抗器， 以增大和电气系统的电气距离，减小谐波的相互影响；具有谐波互补性的装置应集中，否则会分散或交错使用，适当限制谐波量大的工作方式。当设备本体无法改造时，可在谐波源附近安装有源电力滤波器来吸收谐波电流，但补偿容量较小，造价较高。 3.保持电源三相平衡。从电源电压、线路阻抗、负载特性 等方面找出不平衡原因，改善电源三相不平衡度；加装无功功率补偿装置，抑制电压波动、闪变、三相不平衡；增大供电电源容量，减小谐波含量。 4.改进设备或装置性能，提高用电设备的抗干扰能力。信 号线与动力线分开配线，尽量使用双绞线降低共模干扰。在通讯电子控制系统中，编制的软件可适当增加对检测信号和输出控制部分的软件滤波，以增强系统自身的抗干扰能力。 5.安装电力滤波器。无源电力滤波器无功补偿效果良好， 适合于稳态谐波场所。有源电力滤波器动态性能好，响应时间(15μs)短，三相补偿谐波电流的功率损耗低（小于设备额定功率的3%），适合于暂态谐波或谐波成分复杂、变化较快、随机性 较强的场所。 五、应用实例 目前工厂普遍采用变频调速，大多是6脉冲触发变频器，5次谐波含量较高。以某厂1台980kW/690V 三相异步电动机为例，该电动机由西门子6脉冲变频器传动调速。可在变频器输入端并联安装1台诺基亚无源电力滤波器，主要吸收变频器产生的5次谐波。投用前5次谐波畸变率为28.8%，投用后变成1.7%，补偿率超过90%,基本可以消除系统的5次谐波干扰。无源滤波器结构中的电容器提高线路末端功率因数达到100%，节约电能统计结果显示投入后比投入前月节电超过8000kW ·h ，取得了良好的经济效益。 电网谐波对公用电网具有一定程度的破坏，是电网污染源 之一，当前使用的各种方法都各有利弊，因此，分析和研究谐波 的抑制措施具有重要的现实意义。H K 镇平县电业局王金伟 电网谐波及其抑制措施 78
电网谐波监测管理制度 1 范围 本标准规定了公司电网在设计、运行及用电管理等方面的谐波监测管理工作，适用于长乐供电公司所辖电网。 2规范性引用文件 《中华人民共和国电力法》 DL/T1053－2007 《电能质量技术监督规程》 国家电网生[2005]682号《国家电网公司电网电能质量技术监督规定》 电生产[2009]179号《省电力有限公司电能质量管理办法（试行）》 GB/T14549-93 《电能质量公用电网谐波》 GB 12326-2000 《电能质量电压允许波动和闪变》 GB/T 15543-1995 《电能质量三相电压允许不平衡度》 水电电生字第83号《全国供用电规则》 SD131-84 《电力系统技术导则（试行）》 SDJ161-85 《电力系统设计技术规程（试行）》 3 职责 3.1 生技部作为谐波监测管理工作的归口管理部门，负责年度谐波监测工作的计划、协调及数据汇总上报工作；负责组织对因谐波问题导致的重大设备、电网事故或异常的分析，制定反事故的技术措施；负责组织对用户设备参数的谐波审查、评估，组织发布公司谐波监测报告并提出治理要求；负责组织容量在1000kVA及以上谐波污染源治理方案审查及治理工程验收。 3.2 检修部作为谐波监测管理工作的测试部门，负责年度具体谐波监测工作，参与因
谐波问题导致的事故与异常的分析测量。 3.3 设计所作为谐波监测管理工作的协作部门，负责谐波污染源用户接入用电方案的审查，必要时要求用户补充消谐装置设计。 3.4 营销部作为谐波监测管理工作的配合部门，负责提供所辖非线性用户相关参数和运行特点；根据谐波监测结果确定用户供电方案，并在与用户签订《供用电协议》中明确谐波管理的相关要求和责任；负责监督、指导谐波源客户谐波治理装置的运行。 3.5 调度所作为谐波监测管理工作的配合部门，负责提供电网运行参数，参加电网重大谐波事故或异常的分析及调查工作。 4管理内容与方法 4.1 电网谐波的技术管理 4.1.1 电网电压母线的电压正弦波形畸变率、电压波动值和闪变值、三相电压不平衡度应符合国家标准《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-93）、《电能质量允许波动和闪变》（GB12326-2000）和《电能质量三相电压允许不平衡度》（GB/T15543-1995）的限值规定 4.1.2 对电网谐波进行监测，建立电网电能质量在线监测平台及数据库，建立健全用户电能质量污染源技术档案，对电网谐波测试数据进行分析。对谐波污染源用户接入系统及已运行的负荷进行评估分析，确定上述负荷接入系统的方案以及超过标准的治理措施。 4.2 谐波日常监测工作： 对于谐波监测点的谐波电压和主要谐波源用户的谐波电流应根据具体情况进行连续或定时监测。对于谐波污染特别严重的监测点，应装设在线谐波监测表度或报警仪表，其日常维护工作由检修部负责。 4.3 谐波的定期普查： 为了全面掌握电网的谐波水平和负荷的谐波特性，在电网电能质量在线监测平台建立以前，每2年对所辖的电网进行一次谐波普查测试。普查的范围和内容应根据电网的特点和谐波源分布情况确定，并上报省公司。 4.4 对新增或增容谐波源用户的管理：
海南大学 课程论文 题目：电力系统谐波分析 学号： B0736039 姓名：陈肖前 年级： 07电气1班 学院：机电与工程学院 系别：电气系 专业：电气工程及其自动化 指导教师：王海英 完成日期： 2010 年 06月 15 日
摘要 谐波对电力系统和用电设备产生了严重的危害及影响，而小波变换为电力系统谐波信号分析提供了有力的分析工具。与Fourier变换相比，小波变换是时间频率的局部化分析，它通过伸缩平移运算对信号逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题，成为继Fourier变换以来在科学方法上的重大突破。有人把小波变换称为“数学显微镜”。 本设计探讨了小波变换的基本原理之后，就如何应用小波工具箱对系统的谐波信号进行了分析。主要内容如下： 首先，采用小波变换进行谐波检测的方法进行了系统仿真，通过仿真验证了小波分析具有时域和频域的双重分辨率，能够较好的解决傅立叶分析所不能解决的问题。 其次，在谐波分析中，采用小波分析算法，不仅能正确的得到各次谐波，而且对用傅立叶分析没法解决的有关信号的暂态分量的提取，暂态分量时间的定位，电压、电流波形的间断、突起、凹陷和瞬态分量的检测都具有较好的效果。 最后MATLAB仿真的结果验证了本文的分析方法的正确性和有效性。基本达到了实验目的。 关键词：谐波分析小波理论MATLAB
Abstract Harmonics have a serious danger and affect in the power system and electrical equipment, but wavelet transform can provides a powerful analytical tool for harmonics signal analysis. Compared with the Fourier transform, wavelet transform is the localized analysis of time frequency, which refines the signal multi-scale by scalabling and shifting operation step-by-step. Finally it meets the requirement of high-frequency time and low-frequency frequency subdivided, and of automatically adapting to time-frequency signal analysis. It can focus on arbitrary particulars of signal , solving the difficult problems of the Fourier transform. It is a major breakthrough in science method since the Fourier transform. Someone praised wavelet transform as the “mathematical microscope”. After discussing the basic principles of wavelet transform, this Design discussed how to use the wavelet toolbox to analy the harmonic signals. They are as follows: Firstly, the Harmonic Detection method was simulated by Wavelet Transform, and the simulation shows that the Wavelet Transform has double resolutions in both time and frequency domains, which can solve the problem that the Fourier Transform can't do well. Secondly, we could not only correctly get various orders of harmonics, but also effectively solve how to draw the transient component of the signal ,and how to locate the time of transient component of the signal ,and solve the problem of intermittent and Processes and depression of the voltage and current wave, and solve how to detect transient component,and the Fourie are not available. Finally,MATLAB simulation results verify the correctness and effectiveness of the analytical methods. It achieves the basic purpose of the experiment. Key words: Harmonic measurement Wavelet theory MATLAB