[科普中国]-谐波源定位

背景

随着整流装置、电弧炉、变频装置、电气化铁路等非线性负荷的大量接入，系统中电压、电流波形畸变造成的谐波污染问题日益严重，这给配电网的经济运行及用户的安全用电造成了极大的影响。为了及时解决配电网中的谐波污染问题，达到分清谐波责任，简单有效的治理目的，正确识别综合负荷中的主要谐波源是至关重要的。

谐波源定位是通过测量某些点（如公共连接点）的电压、电流或功率值，在所测数据的基础上，采用相应的算法判定系统侧和用户侧谁是主要谐波源。若系统侧为主要谐波源，则对电压、电流畸变负主要责任；反之，则用户侧应承担主要责任。基于功率方向的方法简单直观、易于实现。然而，有功功率方向法易受PCC两侧电压相角差的影响，不能正确判断主谐波源位置。无功功率方向法和临界阻抗法等方法易受谐波阻抗估计值的影响；基于谐波阻抗的方法原理简单、清晰。然而，它的前提难以实现，因为谐波阻抗是在扰动情况下测量的，实际中的扰动具有随机性，很不稳定。1

基于功率方向的方法1、有功与无功功率方向法

有功功率方向法是传统的谐波源定位方法之一，若将系统侧到用户侧定义为正方向，由图可得，公共连接点（PCC）的有功功率、无功功率分别为：

其中,Ph是h次谐波的有功功率,Qh是h次谐波的无功功率，Es是系统侧等值谐波电压源，Ec是用户侧等值谐波电压源，δh是h次谐波电压、谐波电流的相角差，δ是PCC两侧等值谐波电压源的相角差。

由式(1)可得：当Ph>0时，系统侧发出较多的谐波功率，则认为系统侧为主要谐波源；当Ph