电力谐波及其影响分析

谐波是对电网电压或电流波形出现非正弦畸变的表示。由于电网电压和电流是周期性变化的，当电压或电流波形发生非正弦畸变时，利用傅里叶变换可以将其分解为与电压电流波形同周期的基波分量和频率为基波频率整数倍的谐波分量。

电力系统产生谐波的因素很多，可归纳为两大类：第一类谐波源为电力系统中的发电机和变压器，通常，发电机产生的谐波电压很低，而变压器的励磁电流波形严重畸变，但与负载电流相比，变压器的励磁电流很小，谐波并不严重；第二类谐波源主要为电力用户中的非线性用电设备，如电弧冶炼炉、电力机车、大容量换流设备、家用电器和办公自动化设备等，第二类谐波源是电力系统谐波的主要来源。

谐波的严重程度通常用单次谐波含有率和总谐波畸变率来表示^［7］。h次谐波电压含有率HRU_h和谐波电流含有率HRI_h分别定义如下：

式中 U_h、I_h——第h次谐波电压和电流方均根值；

U₁、I₁——基波电压和电流方均根值。

从原畸变波形中去除基波分量后，剩余部分称为谐波分量，谐波分量在一个工频周期中的方均根值定义为谐波含量。谐波含量与基波分量之比定义为总谐波畸变率：(www.xing528.com)

式中 U、I——电压和电流的总方均根值；

THD_U、THD_I——总电压畸变率和总电流畸变率。

谐波含有率仅反映了单次谐波在总量中的比重，而总谐波畸变率则概括地反映了周期波形的非正弦畸变程度。

基于PWM控制技术的VSC具有比工频快得多的调节能力，如果控制不够平稳，极有可能产生工频的非整数倍谐波，即间谐波。