刘兰超

摘要：我国电力行业随着科学技术的快速发展而发展迅速。近年来随着我国综合国力的不断提升，科学技术领域也取得了重大突破，我国的电力事业也在不断改进，但是随着人们用电需求的增大和对电网系统的高要求，传统的配电网络已经不能满足日常生活的需要。

关键词：配电网无功和谐波控制;节能技术

引言

我国经济的快速发展离不开电力行业的大力配合。目前，在国内配电网系统中，无功补偿与谐波控制技术应用普遍，它可以有效的减少电力系统中无功功率的流动，降低损耗实现节能，提高电能质量及输电网的输送能力。目前我国配电网的矛盾主要是缺少电压调整与无功补偿的方法，使得配电网输电能力较低，所以针对我国的配电网状况需要增强无功补偿与谐波控制技术，这样可以有利于负荷端电压的稳定以及增高配电网输电能力，同时可以减少消耗实现节能。

1谐波的定义及其产生原因

（1）谐波的定义。谐波是区别于正常波段的一类波形，谐波所具有的频率是正常电流波段所具有频率的整数倍，谐波的电量是基波频率整数倍电流所产生的，在这个过程中通常伴有傅立叶级数的分解。广泛的来说，产生交流电的频率一般为单一频率，也被称作工频频率。所以只要是与工频频率不在一个波段的波形都被认为是谐波，此时谐波的定义已经不在局限于原有的单一解释。因此也演变出分数谐波、简谐波、次谐波等不同的定论和称谓。（2）产生谐波的因素。谐波的产生主要来自于以下三方面：一是发电机的质量不过关导致谐波的产生，在三相绕组的制作时如果做不到很好的对称，铁芯也会随之偏离原有的方向。从而产生少量的谐波，影响电力系统运行。二是在电能输送中产生谐波，主要是变压器铁芯上的电磁力达到饱和，再继续加大电流的输送量会使原本的正弦波顶端发生锐变。铁芯的饱和越高，正弦波的变化也越大，二次谐波和三次谐波产生频率也越高。三是用户处产生的谐波，像洗衣机、电视等家用电器，本身具有的特性就决定了谐波的产生。

2谐波的危害

谐波危害大致可以分为四类，产生附加谐波损耗，谐波通过令配电网设备产生额外的谐波损耗，来达到降低供电设备和用电设备的使用效率的目的;影响设备正常工作，谐波污染可以引起过电流或过电压，从而使配电网设备严重受热，缩短设备的使用寿命;引起谐波放大，谐波在引起公用的局部电网谐波变大，甚至会产生串联谐振和并联谐振，从而引起配电网设备的损伤甚至发生安全事故;导致自动装置和继电保护的拒动作或误动作。谐波污染不仅会影响配电网设备的正常运行，缩短其使用寿命，而且对配电网系统附近的精密仪器，如通讯工具、计算机设备造成影响，降低仪器的精密度，由此可见谐波污染影响面广，影响力大，我们必须对此采取措施加以控制。

3配电网无功和谐波控制的节能技术

3.1调大整流变压器相数

电网系统中的大多数设备都具有整流元件，整流元件的存在也会产生相应的谐波，无疑使配電网络的做功受到影响。扩大整流变压器的相数或脉动数，能在一定程度上降低谐波对配电网络的影响，这也是工程经常用到的手段之一但是该技术手段所需要的投资较大，一些小型企业无法负担相关的费用，因此该方法并不能在电力系统的研究中大量普及，该技术多用于大型电厂的整流装置。

3.2有源滤波器（APF）

有源滤波器采取的是PWM控制的变流器提供与补偿电流或电压极性相反的电流或者电压，以控制非线性负载产生的有害电流（电压）在电力系统中的流动。也就是说有源滤波器就是通过可控制的电力电子器件向电力系统中加入了与系统中谐波电流幅值相等、极性相反的电流，使电力系统中总谐波的电流为0，达到了实时补偿电流的目的。与无源滤波器相比，有源滤波器具有以下特点：（1）具有较高的可控性和快速的响应性;（2）一机多能的特点：能补偿各次谐波、补偿无功、控制闪变;（3）不受系统阻抗的影响;（4）具有自适应功能;（5）可以对多个谐波进行集中治理;（6）具有较高的性价比。但有源滤波器同样也存在着一些不足，系统之中具有高次谐波，价格昂贵，单台容量也较低。目前，电力半导体器件向高频化、大容量趋势发展，而且元件的性价比也在不断的提高，如有源滤波器既能补偿无功又能补偿谐波的综合装置必然有很好的发展前景。

3.3在技术支持的条件下尽量提高功率因数

这里指的功率因数也是整流器的，在传统消减谐波的方法中，整流器多重化是常见的方法之一。但是通过多重化组成的整流器在提高功率因数方面还有一定的局限和缺陷。因此在整理流器开始设计时就要注意对其本身的材料和结构进行仔细的研究与改造，使电流与电压在同一相位上，从而达到提高整流变压器功率因数的目的。

3.4人工鱼群算法

人工鱼群优化算法（AFSA）是一种模拟鱼群行为的随机搜索优化算法，主要利用鱼的觅食、聚群行为，通过鱼群中各个体的局部寻优来实现全局寻优，具有对初值和参数要求不高，克服局部极值、更好地协调全局和局部搜索能力等优点，因此，可考虑应用人工鱼群算法对上述模型进行优化求解。基于上述的人工鱼模型的描述，具体算法步骤如下：（1）输入人工鱼群的群体规模N，最大迭代次数number，人工鱼的可视域Visual，人工鱼的最大移动步长Step，拥挤度因子d。产生初始权值wij（0），每个分量均为区间内的随机数。（2）计算初始鱼群各人工鱼个体当前的食物浓度值FC进行比较，取FC最大值进入公告板，将此人工鱼赋值给公告板。（3）各人工鱼分别模拟追尾和聚群行为，选择行动后FC值较大的行为执行，缺省行为方式为觅食行为。（4）每条人工鱼在行动一次后就将自身当前状态与公告板状态进行比较，如果优于公告板则以自身状态取代公告板状态。

3.5采用无源电力滤波器抑制谐波的产生

无源电力滤波器是我国传统的减少谐波产生的方法，该方法是在谐波产生后在最大程度上进行消减和清除。在显示器上显示的变形正玄波，通过计算机经过傅里叶变化将倍数谐波转化为基波或者是倍数较小的次谐波，再通过一系列的设备将谐波基本消除。无源滤波器主要由电容器、阻抗等原件组合而成，该设备主要用于变化不大的配电网络中，通过改变阻抗达到消减谐波的目的。此方法不仅能消除谐波影响还能补充无功功率，价格合理适合广泛推广。

3.6并联电容器

在多数的工程供电系统中，通常采用并联电容器的方法到达补偿无功功率、提高功率因数的目的，并联电容器补偿按照安装位置的不同可以分为三种方式：一种是集中补偿，另一种方式是分区补偿，第三种方式是就地补偿。并联电容器具有原理简单，安装运行以及维护方便等优点。

结语

当今社会是信息技术快速发展的社会，计算机和各类网络化技术都不断运用于新的行业，并得到大力推广。在配电网络中，各种新技术和设备的使用更是层出不穷，针对于目前配电网络无功和谐波的问题，本文进行了详细的阐述。通过介绍谐波的定义、危害及解决措施，在一定程度上达到节能减排的目的，也为以后的研究提供参考。

参考文献

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