ip-iq谐波检测算法设计及仿真(2)
4.3 仿真结果及分析 29
4.3.1 电源电压无畸变 30
4.3.2 电源电压畸变 34
5 结论 39
6 致谢 40
7 参考文献 411 .绪论
1.1 本课题的背景
供电系统中，电力供应应该总是为每一个客户端提供完美的电能质量，电力系统也是一种环境，现代生活中，伴随着全球工业化进程的不断加快，供电系统面临着污染，公用电网系统中的谐波电流和谐波电压都是对电网环境最比较重的污染。因为一些谐波原因，供电企业就很难保持给用户提供完美的电能服务，实际的电压波形与电流波形总是与理想的正弦波存在一定偏差，因此存在着所谓的波形畸变。在电力供电系统中，电能的标量体现在以下三个方面，第一是电压波动、突变、偏移；第二是频率；最后是波形，在电网中对波形影响最大的是谐波问题。
跟着电力电子器件的应用变得普及，电力电子器件变成了公用电网系统中最主要的谐波源，使得电力系统中的谐波含量上升，谐波畸变主要原因是变压器饱和、产业电弧和大功率整流电器等设备引起的。谐波污染不再是产业中独有的迹象，跟随现代生活的丰富多彩，私人计算机，家用电气设备也是电网中谐波含量上升的原因。
目前，电网中存在谐波问题使得人们投入更多的关注，同时，也因为电子器件的快速进步，在谐波的检测和谐波抑制方面获得了一些具有重要意义的发展。谐波污染对电网系统及电力用户有诸多不利影响，主要表现在损耗增加、设备过热、对继电保护、控制和通信电路的干扰。对于诸多的谐波畸变影响，我们需要更多的投入到谐波的抑制和治理研究。
1.2 谐波的基本概念及谐波源
在供电过程中，用户大都一般期望得到交流电压和交流电流的正弦输入。正弦电流的表达式为：
式中 i 电压有效值
α 初相角
角频率，
频率
周期
若正弦电压添加在线性的无源原件上，原件电流、电压两者之间存在比例、积分和微分联系，同样是相同同频率的正弦波。但当正弦电源电压添加在非线性的元件上时，电流将会变成非正弦波，接着非正弦电流在电源负载上会产生降压，使得电压的波形也变为非正弦状态。因此，当非正弦电压添加在电路非线性时，电流也不是正弦的波形。通常当周期为 ，但不是正弦电压 时，会满足狄里赫利要求，可分解为傅里叶级数如下：
在上面表达中，频率为 的式子含量为基波，当频率为基波频率的整数倍且比1 大时，基波频率的含量称为谐波量，谐波的次数是谐波频率和基波频率的整数倍。上述公式和理论都以非正弦的电流为主，但对非正弦电压的情况同样适合。把式中的 变为 就可以。
从上可以得出谐波是单个周期电气值中频率是1的整数倍基波频率的正弦波含量。谐波主要有低次谐波和高次谐波两种。谐波次数n必须1的正整数倍，不是1正整数倍的正弦波含量就不变成谐波。当不是整数的n次正弦波分含量存在时。要分析的电气量已不再是单个周期T内的电气量。特殊情况下，电力供电系统中也会存在少数频率不是1的整数倍的基波频率分次谐波。谐波现象差别于暂态现象，我们在经行傅里叶级数变换过程中要求波形的改变是不变的周期性波形。现实供电中，电压、电流的波形同样是不断变化的，我们分析时，要求电压、电流波形如果能保持某些时间，即可运用傅里叶级数变换计算。