基于DSP的电力系统谐波检测设计和实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的与意义

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，当时的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，但由于当时谐波源在系统中所占的比重较小，实际电力系统基本能满足理想电力系统的条件，故未引起足够重视；到了20世纪50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，电力系统中的电压电流波形产生周期性畸变，由此电力系统中的谐波问题逐渐被人重视；而20世纪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、交通及家庭中的广泛应用，特别是各种硅换流设备和其他非线性用电设备的急增，产生了大量的谐波，使电压正弦波形严重变形，直接影响电力系统的安全经济运行，造成的危害也日趋严重。

谐波污染对电力系统的危害归纳起来主要有：

(1) 对旋转电机（发电机和电动机）产生附加功率损耗和发热，并引起振动。

(2) 对无功补偿电容器组引起谐振或谐波电流的放大，从而导致电容器因过负荷或过电压而损坏，对电力电缆也会造成电缆的过负荷或过电压击穿。

(3) 增加变压器和电网的损耗，当发生谐振现象时，损耗可达到相当大的程度。

(4) 对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作。尤其是一些衰减时间较长的暂态过程，如变压器合闸涌流中的谐波分量，由于其幅值和含量都很大，更容易引起继电保护的误动作。

(5) 造成电能计量的误差。一方面是增加电度表本身的误差，另一方面是谐波源负荷从系统中吸收基波功率而向系统送出谐波功率，这样受害的用户既从系统中吸收基波功率，又从谐波源吸收无用的谐波功率，其后果是谐波源负荷用户少付电费，而受害的用户多付电费。

(6) 谐波电流在高压架空线路上的流动除增加线损外，还将对相邻通讯线路产生干扰影响。

对谐波的准确测量是治理与改善电力系统谐波污染的基础。电力系统中谐波的实际测量结果是谐波问题研究的主要依据，根据监测结果，可以对谐波进行实时的研究、分析，当谐波超过标准时，及时采取相应的技术措施来抑制谐波。由此可见，谐波监测对电网的安全、可靠、经济运行有着重大意义。

1.2 国内外的研究现状分析

谐波检测的出现可以追溯到18世纪，傅立叶和其他学者提出了谐波分析的方法，就是我们经常提到的傅立叶分析法，该方法一直沿用至今。在1920年到1930年之间，谐波问题逐渐引起了人们的关注。最初是在使用静止汞弧变流器的使用中，引起了电力参数的畸变。1945年，jc.reda发表了一篇关于变流器使用中存在谐波的论文，是早期有关谐波研究的经典论文。1950到1960年间，高压直流输电得到发展，e.w.kimbkar在其著作对变流器引起的谐波问题做了总结。20世纪70年代以来，是电力电子技术发展的飞速时期，电力系统、工业、交通等的应用逐渐增多。由于这次器件在使用过程中会产生谐波，因此其对电网质量所造成的威胁也变得越来越严重。这引起了世界各国的关注，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。国际电气电子工程师协会(ieee)、国际电工委员会(iec)、国际大电网会议(cigre)相继推出了各自建议的谐波标准。1989年，欧洲共同体决定制定电能质量的全面标准。1992年7月，欧洲电工标准化委员会(cenelec)正式颁布公用配电系统供电特性文件，作为欧洲共同体对电能质量的统一标准，并已为iec采用。1993-1995年美国epri在全国范围内进行了大规模的电能质量普查，得到了大量的电能质量数据。

2. 研究的基本内容与方案

详见附件。

3. 研究计划与安排

第1周：调研课题背景与国内外研究现状；

第2周：查找相关学术期刊论文，了解谐波检测系统的基本原理；

第3周：撰写开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

详见附件。