城市电网谐波电流耦合机理分析与研究论文_郑楠

（国网天津市电力公司城南供电分公司天津 300201）

摘要：为了电网的安全运行，必须对谐波进行治理。治理谐波的前提即要对谐波进行准确可靠的分析和测量，本文从理论基础到实际运用，简要探讨了谐波电流的分析和测量方法。针对多谐波源构成的多目标、非线性强耦合系统，从宏观层面上研究谐波源传导、输电线路传递、多谐波源叠加等耦合机理。

关键词：多谐波源；耦合机理；谐波传导；解耦

1 含有谐波的周期信号

众所周知，纯净的交流信号是按正弦规律变化的正弦量，数学描述可以简单用cos函数表示。但在生产实践和科学实验中，通常会遇到按非正弦规律变化的电源和信号。例如，通信工程方面传输的各种信号，如收音机、电视机收到的信号电压或电流，它们的波形都是非正弦波。另外，如果电路中存在非线性元件，即使在正弦电源的作用下，电路中也将产生非正弦周期的电压和电流。非正弦电压和电流信号又可分为周期的和非周期的两种。我们一般讨论非正弦周期信号。首先应用数学中的傅里叶级数展开方法，将非正弦周期信号分解为一系列频率为周期函数频率的正整数倍的正弦量之和，再根据线性电路的叠加定理，分别分析每一频率的正弦信号分量。这种分析非正弦周期信号的方法称为谐波分析法。

2 城市电网谐波耦合模型

图1为城市电网示意图，基于大系统分解协调原理，可将其分解成4个层面，分别是供电层、输电层、多谐波层及受电层。其中：第1层为供电层，表示上级电网向下级电网供电；第2层为输电层，承载输电任务，具有谐波传导功能；第3层表明多谐波层各谐波源耦合性强，图1中右下侧用两组符号表示多谐波源之间的耦合关系；第4层为受电端，为用户或谐波治理装置等，易同谐波源及电网参数发生震荡。