电力系统中谐波检测仪及其通讯技术的应用

胡威

摘 要 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。

关键词 电力谐波 通讯技术

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。

一、谐波检测仪的原理及方法

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、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。

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。

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。

二、电力通讯技术应用

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、高效的电能西凉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。

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。

（作者单位：荆州市荆州区供电公司）