1 前言随着科学技术的进展,随着工业生产水平和人民生活水平的提高,非线性用电设备在电网中大量投运,造成了电网的谐波重量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗,而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行,造成了这些装置的误动与拒动,直接威胁电网的安全运行[1]。国际上公认的谐波含义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波重量,其频率为基波频率的整数倍”。它明确了谐波次数 n 必须是一个正整数。由于谐波是其基波的整数倍,故也常称为高次谐波。高次谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性,即所加的电压和产生的电流不成线性关系而造成的波形畸变。造成系统正弦波形崎变、产生高次谐波的设备和负荷称为高次谐波源或谐波源[2]。一切非线性的设备和负荷都是谐波源。当电力系统向非线性设备及负荷供电时,这些设备或负荷在传递(如变压器)、变换(如交直流换流器)、吸收(如电弧炉)系统发电机所供给的基波能量的同时,又把部分基波能量转换为谐波能量,向系统倒送大量的谐波能量,使系统正弦波形畸变,产生谐波。谐波源产生的谐波与其非线性有关。当前,电力系统的谐波源按其非线性特性分主要有三类[3]:(1)电磁饱和型:各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其磁饱和特性呈现非线性。(2)电子开关型:主要为各种交直流换流设备装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、电气轨道等大量工矿企业及家用电器中广泛使用;在系统内部,则如直流输电中的整流阀和逆变阀等,其非线性呈现沟通波形的开关切合和换向特性。(3)电弧型:各种炼钢电弧炉在熔化钢铁期间以及沟通电弧焊接机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动,其非线性呈现电弧电压与电弧电流不规则的、随机变化的伏安特性。由于电力系统施加于负荷的电压基本不变,谐波源负荷通过从电力系统取得一定的电流作功,该电流不因系统外界条件和运行方式而改变,同时谐波源固有的非线性伏安特性决定了电流波形的畸变,使其产生的谐波电流具有一定的比例,因此非线性负荷一般都为谐波电流源向系统注入一定的谐波电流。另外,谐波电流源的谐波内阻抗远大于系统的谐波阻抗故谐波电流源在电力系统中一般可按恒流源对待。谐波电流源注入电力系统的谐波电流,在系统的阻抗上产生相应的谐波压降,便形成系统内部的谐波电压,使原有的正弦波电压产生畸变。消除电网谐波的最有效措施就是滤波。传统的电网滤波...