摘要：电力谐波的存在使电力设备受损，供电质量下降，对广大用户也存在一定的危害，因而强化电力谐波的治理意义重大。本文分析了电力谐波的主要诊断对策，并就如何实施电力谐波的综合治理提出了一些对策。
1 电力谐波的诊断
模拟滤波和基于傅氏变换的频域分析法。模拟滤波器法诊断电力谐波有两种方式：一是通过滤波器滤除基波电流分量从而得到谐波电流分量，二是用带通滤波器得出基波分量，再与被检测电流相减后得到谐波电流分量。采用模拟滤波器对电力谐波进行诊断简便易行，但存在较大的误差，此外这种诊断方法不具备实时性，且容易受外界环境干扰。
基于傅氏变换的频域分析法是根据采集到的一个周期的电压值或电流值进行计算和分析，从而得到电流中所包含的谐波次数、幅值等信息，将有待消除的谐波分量通过傅里叶变换器获得所需的误差信号，再将所得的误差信号进行傅里叶反变换就得到了补偿信号。
基于小波变换的诊断法。基于小波变换的诊断法由于在时域和频域同时具有较好的局部化性质，克服了傅里叶分析法在非稳态信号分析方面的缺陷，更适用于对突变信号的分析。
由于小波分析能计算出某一特定时间的频率分布并把各种不同频率组成的频谱信号分解为不同频率的信号块，因此可以通过小波变换来较准确地求出基波电流，最终得到谐波分量。
基于神经网络的诊断方法。基于人工神经网络的谐波诊断法自面世以来便呈现迅速发展的状态，随着神经网络相关技术的不断发展与推广，神经网络诊断法在电力运行中所获得的经济效益也得到了逐渐提升，尤其是在优化电力调度、预测负荷、谐波诊断和谐波预测等方面显现出十分理想的性能。利用神经网络进行谐波的诊断主要是通过模型构建、样本选择、算法等手段，对谐波和无功电流进行检测，这种检测方法无论是对周期性的电流还是非周期性的电流都具有理想的跟踪诊断效果，同时对随机抗干扰也有着较强的识别能力。
与其他谐波诊断方法相比，基于神经网络的谐波诊断法具有更高的精确度和更为理想的诊断效果，此外，由于基于神经网络的检测方法具有更强的实时性，且抗干扰能力较强，因而应在今后的电力谐波诊断工作中得到进一步推广使用。
2 电力谐波的综合治理
优化电气设计。电力谐波的产生往往与电气设计不合理有着极大的关系，因而要从根本上解决电力谐波问题首先优化电气设计，避免电力谐波的发生。对此，在进行电气设计时需要采取避免谐波的技术对策，例如： 增加整流器脉动数。整流器是电力供电网络中谐波的主要来源，其特征频谱为n=Kp±1，由该式可见，P增加时，n会随之增加，则谐波电流减少，相应的谐波也随之减少，可见增加整流器脉动数对减少谐波十分有效;推广应用PWM技术。PWM技术即脉宽调制技术，利用该技术减少谐波的原理是：
1)PWN能使谐波频谱增高从而降低谐波量，可以使得变流器的输人为正弦波;
2)在可控整流后面加接功率因数矫正(PFC)，同样可以达到控制输入电流为正弦的目的，同时PFC可以进行相位矫正，使得从电网侧看，负载可等效为线性负载;
目前,由于对电能的检测和管理还存在一些问题,如功能单一、实时性差、缺乏统计分析、效率不高等,因此,需要一种检测与管理的方法来改善现阶段电力系统所面临的问题。
1电力谐波检测的发展
在电力系统中,最理想电流与电压波形是工频下的正弦波,而实际中往往会存在不同的畸变,特别是在近些年配电网中变频调速、换流器、电子设备等的不断应用, 导致非线性负荷增加,使电力系统中的电流与电压波形严重畸变,造成电网中出现大量的谐波,造成许多电力事故的出现。所以,谐波污染在目前被公认为是影响电网安全的一大公害。在进行谐波治理过程中,主要采用谐波监测的方法,这也是解决谐波危害的基础,对一支谐波有着指导性的作用。根据谐波检测的发展历程,主要可以分为3个阶段:第一,19世纪初到20世纪40年代,主要以傅立叶变换为基础,对谐波进行检测;第二,20世界50-80年代,主要采用选频测量技术;第三,20世纪80年代至今,随着计算机技术、微处理技术及集成电路的发展,出现了快速傅立叶变换的频谱分析仪及谐波分析仪,通过这些检测仪器的使用,使得计算结果的精确度大大提高。在我国,采用该算法和锁相技术对谐波进行测量始于上世纪80年代,现在已经发展成为数字式、电子式、智能化的谐波测试方法。
2 谐波检测仪的原理及方法
2.1采用模拟带阻或带通滤波器进行测量
这是最早的谐波测量方法,其优势在于电路造价低、结构简单、容易控制且输出阻抗低。其不足之处在于受环境影响大,检测的精度不高,检测结果含有较多基波分量,造成的运行损耗相对较大。
2.2神经网络基础上的谐波检测
这是一种可以对计算能力进行提高、对任意连续函数进行逼近的基础上,通过理论的学习及分析动态网络时获得的研究成果,即神经网络。现阶段,该网络在电力系统谐波检测中的应用尚处于初级阶段,其主要应用于电力系统谐波预测、谐波源辨识及谐波测量等方面。在谐波测量中采用神经网络,主要需要考虑的是网络的组成、算法的选择及样本的确定等问题。
2.3小波分析方法测量谐波
这方面的研究在现阶段已经取得重大的进展,主要是对傅立叶变换在时域完全无局部性缺陷和频域完全局部化缺陷的解决,也就是在时域和频域都具有局部性。采用该方法可以使电力系统中高次谐波变化投影到不同尺度上,从而反映出奇异、高频高次谐波信号的特性,从而为谐波分析提供依据。
2.4 FFT变化法
采用该方法对电力系统谐波进行检测,是基于数字信号处理基础上的测量方法,主要操作步骤是首先对被测信号的电压或者电流进行采样,经过转化后,再利用计算机进行傅立叶变化,从而得到各次谐波的相位系数及幅值。该方法是目前电力系统使用最为广泛的谐波检测方法,其精度高、功能多、操作简便的特点,实现了谐波检测的准确性。
3 电力通讯技术研究
当今社会对电能的需求越来越高,对供电的可靠性要求也不断提高,电网的谐波带给电力系统诸多的负面影响。主要表现为:发电设备、输电设备、供电设备及用电设备都不同程度的增加了损耗,降低了设备的利用率及效率;使自动装置及继电保护的可靠性下降;造成测量仪器指示不准确,谐波影响仪器仪表的增长工作;对通讯系统造成干扰,影响通信设备及人员的安全;对用电设备造成印象,使用电设备出现误动,降低设备使用寿命。所以,电力系统应该对谐波进行严格的检测,改善用电环境。随着电力事业的发展,电力通信事业也不断的高速发展,使得通讯能力极大增强。对着对电能质量的重视和研究,保证电能质量成为电力企业的共识,建立一个系统的、高效的电能质量在线监测网对电网进行监控与管理成为必然,这样就可以随时对电能质量水平进行监测,以便找到影响电网安全运行的原因,及时采取有效的措施进行解决,改善电力系统的供电质量,保证电网的安全运行,实现其经济效益。一直以来对电力谐波影响从未停止,电力谐波检测仪器复杂多样,但是不同的仪器的兼容性成为难点,针对这一问题,PQDIF数据格式成为统一格式的标准,实现了数据的有效管理,使得资源得到共享,建立了一个实用的通用平台,将电能质量检测引入标准化的发展阶段。不管是从经济型和高效性哪种角度来看,避免了由于数据格式的不同造成的数据处理效果不理想的局面。基于互联网基础的PQDIF格式储存和传输在电力谐波检测系统中的运用,也使得电力通讯技术得到了发展。
4 结论
随着信息技术与通信技术的发展,电能质量检测技术正向着信息化、网络化和标准化的方向发展,更加的适应了电力系统的运行,在电力系统谐波检测中,更好的融入计算机技术、通信技术及电子技术,是谐波检测的发展趋势。
