全文总字数：2718字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着我国科技水平的不断进步，越来越多的非线性用电设备已经投入使用，导致低压配电网中存在大量谐波现象，使得低压配电网的电能质量严重下降,由谐波污染引起的事故不断发生。电力系统的保障形式就是为用户提供优质、可靠的电能，因此对配电网的电能质量进行有效控制，进行合理的无功补偿和谐波抑制势在必行。有源电力滤波器(active power filter,apf)能够完成谐波污染治理、无功功率补偿、平衡三相电流的综合补偿效果，是目前改善低压配电网电能质量的有效手段。

本毕业设计选题为低压配电网谐波分析与治理，旨在研究低压配电网中谐波的各种分析方法与治理方法，再通过搭建一个两电平apf仿真模型，证明其能有效滤除电网中的谐波。

国内外研究现状

国际上有关谐波的数学分析在18、19世纪就已经开始发展起来，而我们现在广泛采用的谐波分析方法也是由当时傅里叶等人提出的。上世纪50年代开始科学家们对谐波研究的关注度开始加大，出现了很多精彩的谐波检测论文，因为当时高压直流输电技术的大力发展使得电力谐波对于整个电力设备的影响开始凸显出来。我们国家对谐波问题的研究起步较晚，从八十年代初开始，国家技术监督局才开始相继颁布有关电能质量方面的标准，比如《电压允许波动与闪变》、《供电电压允许偏差》、《公用电网谐波》、《电力系统频率允许偏差》、《三相电压允许不平衡度》以及2001年刚颁布的《暂时过电压和瞬态过电压》等标准。我国相关方面的研究专家和学者经过借鉴国外的研究以及以往的经验，凭自身独到的研究和观点提出的看法也对谐波分析这一块做出了重大的贡献，出现了一批重要著作，其中具代表性的有1988年出版的《电力系统谐波》，有吴竞昌等人编写，弥补了我国电力系统谐波检测这一块的空缺，对以后相关理论的研究产生了很大影响。在谐波的治理方面，1971年，日本的sasakimachida提出有源电力滤波器原始模型及基本原理，1976年美国西屋电气公司的l.gyugi提出利用大功率晶体管组成pwm逆变器构成的有源电力滤波器来消除电网谐波，到1982年世界上第一台800kva采用电流源pwm逆变器构成的并联型有源滤波器投入运行，电力系统有源补偿这一新兴技术，终于从“实验室中的理论”逐步走向实际应用。目前美国、德国、口本等工业现代化程度高的国家已经有广泛的应用基础。如西屋电气、施耐德、abb、诺基亚、爱普瑞斯、西门子、三菱电机、富士等一些国外的大型电气设备公司则开发了成熟的产品应用于工业领域。而在国内有源电力滤波技术则起步较晚。1991年，国内第一台400v/50kva有源电力滤波器由华北电科院、北京供电局和冶金部自动化研究所共同研制成功，在北京某变电站投入运行，2001年由华北电科院将其扩容为10kv/480kva，单机电压等级和容量均有相当程度的提高，且西安交通大学、清华大学、浙江大学、等高校先后研制出了不同容量的实验样机，并将研制的apf成品投入到实际应用中。随着对电能质量的的要求越来越高，市场对apf的需求量也越来越大，apf产品己经实现商业化，盛弘电气、西安爱科赛博、上海追日电器等国内厂商也推出了性能良好的apf装置。

2. 研究的基本内容

（1

（1） 首先分析电力系统中谐波的存在对低压配电网的危害，并阐述低压配电网中主要的谐波来源，包括配电设备，如电相变压器，以及非线性负荷用电设备，如整流器及计算机、电视等家用电器，还有电弧机，电动机等。

（2） 阐述几种谐波的主要分析方法，包括傅里叶变换法、fft谐波分析方法、dft谐波分析方法以及加窗插值谐波分析方法。

（3） 阐述主要的谐波治理方法，如无功补偿技术，包括并联电容器补偿、并联电抗器补偿，静止补偿器等以及各种谐波滤波器。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

收集资料，总结低压配电网的主要谐波分析方法与治理方法，再用matlab中的simulink搭建一个两电平apf模型，通过仿真证明搭建的apf能有效滤除电网中的谐波，并用fft分析方法定量的分析此apf对谐波的滤除效果。

4. 参考文献

[1]任巧智.低压配电网谐波分析与治理关键技术研究[j].黑龙江科技信息,2016(07):31.

[2]刘章波. 低压配电网谐波分析与治理关键技术研究[d].沈阳建筑大学,2013.

[3]潘心斌. 配电网谐波检测方法的研究与应用[d].湖南工业大学,2016.