（云南电网有限责任公司文山供电局 663000）
摘要：如今在现代化的电力系统中，因为对一些电子装置使用不够合理，便会造成非线性负荷现象的产生，使得谐波出现。谐波的产生在很大程度上存在一定的危害性。谐波对周围的电气环境带来了较大的污染。理想的电力系统要求频率单一，电压出现波形畸变，电力谐波就会影响电网内的正常运行。我国正处于电力能源快速发展的过程中，正确认知波形畸变和电力谐波存在的问题，有效抑制电力谐波发生是电力生产新能源建设的重点目标。本文以波形畸变和电力谐波的研究为主分析阐述了波形畸变的基本形态和电力谐波抑制过程中的主要技术。
关键词：电源波形畸变；原因；治理；措施
前言
电源波形畸变是电力系统中一个重要的问题。电源波形畸变是因为静态整流器产生的波形畸变。高压直流输电技术的发展对整流器谐波问题产生了一定影响，大容量电力设备在工业生产和电力系统控制中广泛应用，谐波问题日益严重，在谐波治理上国内外开展了大量的研究。电力系统谐波抑制对于电力系统的健康发展有着至关重要的作用。电力系统谐波和用电设备的谐波国家标准发生了一定变化，在实施波形畸变研究和电力谐波控制的过程中，需要运用新技术和新方法，更要引进新鲜的理念来正确面对电源波形。在谐波抑制问题上采用硬件装置和软件技术来共同推进谐波治理的系统化建设。
一、波形畸变内容解析
波形畸变主要是指稳态偏离公平理想正弦波形，特征可以采用频谱分布来表示。波形畸变的出现主要还是因为非线性设备引起的，因为经过非线性设备的电流和加在一起上的电压不能够很好的形成正比例关系，造成波形畸变产生。产生波形畸变主要因为实际的信道存在干扰，出现传输特性失真。比如由于通信设备产生干扰或者人为产生噪声叠加到信道的输入端，导致信道干扰发生，线性滤波器频率变换，电路产生干扰，信道衰减函数发生变化。信道的频率传递函数幅频特性不是常数，信道输出端的加性干扰与信号统计独立，其他信道叠加干扰。比如，因为其他发射机的干扰使得内部系统改变。信道频带受限，因为信道的宽带的有限的的，但是系统传输的数字信号的频率往往又比较宽，这样以来便会出现频道受限。波形畸变是通讯系统由发送设备信道和接收组成后，传输信道发生信号通路线路发生的问题，信号受限制，传输媒介不同，有线信道和无线信道的情况不同，在产生传输过程中，波形发生了一定变化。
二、电源波形畸变产生的原因
波形畸变的出现主要还是因为非线性设备引起的，因为经过非线性设备的电流和加在一起上的电压不能够很好的形成正比例关系，造成波形畸变产生。对于吸收的畸变电流一般分为两种，一种是基波，一种是一系列的谐波分量。谐波电流值实际上与基波电压值阻抗并没有什么关联，其中谐波源多数都是恒流源。谐波的存在是因为各种电器设备以及电压调节设备等产生的非线性负荷。同时，电器的单向整流供电设施在产生大量谐波电流之外，还会在一定程度上对三相交流供电系统产生不平衡负荷和后续电流（见图1）。这是因为这种负荷使得电力系统的电压或者电流发生畸变。电力设备和用电设备通讯线路发生干扰。
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图1、信号流程图
电流波形基波电流等效值与总电流有效值，电流可以看出电流畸变是相当严重的，如果整流器一个周期波数有变化，在理想情况下含有的次数就会有变化。谐波存在整流器中的交流，同时侧电源电压波形并没有完全的发生畸变，因为平衡的原因使得谐波以外的其他谐波产生了畸变，装置会发生一定变化，整流器逆变器产生的谐波或者是电弧电气铁道等负载的基波问题都会因为负载而发生数值上的变化。
谐波并不是平白无故产生的，其产生会有一定的谐波源。谐波源也就是让谐波产生的一些非线性用电设备。一般是变压器和电抗器铁芯设备谐波电流有明显的特点。一般情况下，变压器中的谐波电流配电变谐波问题相对比较严重一点，大量的三级三倍谐波电流存在于变压器之中。
对于电能质量的提升是供电系统必须要重视的和解决的问题，想要实现电能质量的提高，那么就要把谐波控制好，把谐波治理好，把谐波中含有率和总谐波畸变率控制在规定的范围之内，同时，畸变波形的畸变指标主要是指谐波含有率和总谐波畸变率（见图2）。对于某一次谐波分量的多少进行总结便是我们所说的谐波含有率，基波变率便是看基波波形偏离正弦波的程度。谐波是周期性电气量的正弦波，同时分量频率是激波频率的整数倍，也是基波频率的整数倍。
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图2、畸变波形
三、电力系统谐波治理的主要措施
（一）预防控制措施
电力系统出现谐波会导致一些不正常现象，出现谐波引起设备附加耗能降低或者提高，对电容组影响较大，加速绝缘老化，对通信系统造成干扰。采取控制措施就是为了抑制或者缓解谐波产生的压力。在电力系统中，做好预防性措施是必不可少的，但是预防性措施是需要相应的设备进行支持，比如变压器以及电容器等一些供电设备。要想最大限度的降低谐波带来的危害，那么就要增加整流器脉动数来对电力谐波进行有效限制。预防性措施有利于谐波减少污染。从硬件方面考虑，治理的方式有利于电力系统提高技术上的优势。
（二）电力谐波治理的补偿性措施
在供电系统条件下，用电负荷出现非正数的周期性电流波动，谐波干扰了电力系统的运行，电力系统受到谐波干扰之后，暂态波形呈现不规则变化，导致用电系统处于不稳定状态。在传统电力系统中，电力电子元件需要克服谐波的问题。
对谐波进行治理是电力系统发展的重点任务，采用的补偿性措施，主要是使应用滤波器改变窥见参数，重构电容器的安装位置避免谐振发生。无源电力滤波器应用在大量的工程中，采用若干组单调滤波器（见图3）或者一组高通滤波器配合使用方案（见图4），在滤波器参数确定以后，滤波参数的最终确定，需要结合滤波效果与无功补偿功率进行修正。过去使用是广泛的抑制手段，按照谐波次数专门制造存在的缺点就是滤波特性受参数影响较大，极易发生其他路的串并联谐振，消除的方法是采用滤波无功补偿进行控制。例如谐波电流增大，滤波器负担加重，造成过载损害，设备有效材料消耗可以采用技术措施进行掌控。和无源滤波技术相比，有源滤波技术相对比较新，而且有源滤波技术很多的优点。其可以对电网元件实现适时补偿增加，而且其滤波效果相对也比较好。有源滤波装置是一种高阻抗电流源，当有源滤波装置被接入系统一般情况下是不会产生影响的，其比较适合规模化生产。有源滤波器和无源滤波器的优势不同在很多使用中采用混合使用的方式。
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图3、单调谐波器 图4、高通滤波器
结语
波形畸变是电力系统中也是一种常见问题之一，对于波形畸变其产生主要还是因为电力系统中非线性设备造成的，当电压不成正比的时候，那么这个时候流过非线性设备的电流和加载器上的电压便会是一种错误的关系，便会造成波形畸变产生。对谐波有清晰的认知能够有利于更好的明确电力系统存在的现实问题，有利于在电力系统治理协调过程中能够有一定的依据。在新的智能电网建设中，谐波治理是一项重点内容，需要在现实操作中，根据电网的实际情况采取一定的方式，采用滤波装置和无功补偿技术来共同实现谐波抑制的良好效果。
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