近十多年来对电力谐波问题的研究已经大大超过了电力系统自身的研究范围,渗透到电工理论、非线性系统理论、数字信号处理、电力电子等学科领域,对电力谐波的研究已取得了前所未有的进展,并有了许多重要发展,谐波问题逐渐被认识和了解,对其产生的原因以及计算方法的分析、危害与影响的机理、测量与评估标准的制定、以及研究综合治理的措施等方面的探索也在不断深入,但由于谐波研究问题复杂,涉及领域宽,目前仍有大量问题需要解决,概况起来,可以划分为四个方面:78959
(1) 谐波功率理论研究
(2) 谐波分析及谐波危害和影响分析
(3) 谐波的补偿和抑制
(4) 与谐波有关的测量问题及限制谐波的标准
这四个方面是按照谐波研究本身的内在规律分类,它们相互关联,相互促进而发展。其中,谐波的抑制和补偿,也即谐波治理技术是谐波研究的目的,而谐波检测分析又是谐波抑制和治理的核心和关键问题。许多学者对谐波检测问题进行了广泛、深入的研究,取得了丰硕成果,形成了丰富多彩的谐波检测理论方法和实现技术,但是由于电力系统日益复杂化以及电能质量要求日益提高,谐波检测研究也在向纵深发展,主要发展趋势有:
①谐波检测对象由确定性、慢时变的谐波检测向随机、实时条件下转变,谐波检测的实时分析与控制目标相结合,使检测与控制一体化。研究从以稳态谐波检测研究为主转向非稳态谐波(波动谐波、快速变化谐波)检测。目前,对稳态谐波检测的研究已经比较深入,其中的FFT检测方法及其实现技术已经比较成熟,我国对非稳态谐波尤其是快速变化谐波检测的研究才刚刚开始,但是由于非稳态谐波对日益广泛应用的电力电子设备的影响很严重,开展非稳态谐波检测与控制的研究非常必要和迫切。论文网
②谐波检测算法向智能化、复杂化发展,谐波求解方法从简单的函数分析方法向复杂的数值分析和信号处理方向发展,针对非稳态波形畸变等问题,寻求新的数学方法。谐波检测方法研究将以改善FFT为主转向探索新的有效方法。由于DFT、FFT受使用条件的限制,对WT、瞬时无功功率理论、d-q旋转坐标变换、NN、遗传算法等开展深入研究是一种必然选择,这些新的谐波检测方法被广泛应用是一种发展趋势。
③谐波检测效果向高精度、快速度和高可靠性发展,以满足实际应用需要。谐波检测实现技术研究将以模拟电路技术和可编程数字电路技术为主转向追求高精度、高速度和高可靠性、高实时性、高鲁棒性的可编程器件技术特别是DSP技术。由于可编程器件具有无可比拟的魅力,越来越成为实现各种算法的首选器件,特别是DSP,按照CMOS的发展趋势,DSP的运算速度完全再有可能提高100倍,达到1600GIPS以上,在高精度、高速度、高实时性方面具有无可比拟的优势,对DSP爆炸性需求的时代已经来临,DSP将很快成为谐波检测的主流实现技术。
④完善现有的谐波检测理论体系,研究一些新的检测方法,建立一套能将传统功率理论包括在内、物理意义明确的通用功率理论。谐波理论研究从以传统谐波理论研究为主转向通用谐波理论。传统的谐波理论很少关注不同次谐波之间产生的畸变功率问题以及非稳态谐波问题,已经不能完全适应电力系统复杂化的客观实际,探索适用于复杂化系统的通用谐波理论以及新的谐波评定方法,不仅是谐波理论自身发展的需要,更是解决电力系统谐波问题的客观需求。