电流平均值谐波检测法MATLAB仿真
2. 影响各种电气设备的正常工作。对电机除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压;增大了变压器的铜损和铁损，使变压器局部严重过热，噪声增大;对无功补偿电容器组引起谐振或谐波电流的放大，从而引起电容器过负荷或过电压而损坏;对电力电缆也会造成电缆的过负荷或过电压击穿。这方面国内外有过深刻的教训，发生过许多无功补偿电容器损坏的事故。
3. 对继电保护和自动装置产生干扰和造成误动或据动。尤其是衰减时间较长的暂态过程，如变压器励磁涌流中的谐波分量，更容易引起继电保护的误动作。我国曾发生过电气化铁道造成的负荷电流畸变和不对称，使某电厂20万kw机组的保护跳闸及某系统中的220kV线路保护跳闸，造成大面积停电的严重事故。
4. 影响仪表和电能的计量。电力测量仪表通常是按工频正弦波形设计的，当有谐波时将会产生测量误差。
5. 对邻近的通信线路造成干扰，轻者产生噪声降低通信质量;重者导致丢失信息，使通信系统无法工作。
.
1.1.3 谐波研究意义
由上一节的内容，谐波的危害十分严重，因此开展谐波研究具有非常现实的意义。
谐波研究的意义，还在于其对电力电子技术自身发展的影响。电力电子技术是未来科学技术发展的重要支柱。有人预言，电力电子连同运动控制将和计算机技术一起成为21世纪最重要的两大技术I’]。然而电力电子装置所产生的谐波污染己成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍，它迫使电力电子领域的研究人员必须对谐波问题进行更为有效的研究。有效地抑制谐波，可以推动电力电子技术的发展。反过来，电力电子技术的进步，也会促进谐技抑制技术的提高。
谐波研究的意义，更可以上升到从治理环境污染、维护绿色环境的角度来认识。对电力系统这个环境来说，无谐波就是“绿色”的主要标志之一
。在电力电子技术领域，要求实施“绿色电力电子”的呼声也日益高
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涨。目前，对地球环境的保护己成为全人类的共识。对电力系统谐波污染的治理也己成为电工科学技术界所必须解决的问题。
有关谐波问题的研究可以分为以下四个方面： 1.与谐波有关的功立定义和功率理论的研究； 2.谐波分析以及谐波影响和危害的分析； 3.谐波的补偿和抑制；
4.与谐波有关的测量问题和限制谐波标准的研究。
其中，谐波补偿和抑制技术是研究的重点，而有源滤波技术是谐波抑制的主要研究方向之一，也是本文要重点研究的内容。随着有源滤波技术的发展，必将逐步消除谐波污染，最终实现电网“绿色化”。
1.2 谐波抑制技术现状
解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题，基本思路有两条： 一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波;另一条是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控制为1，这只适用于电力电子装置为主要谐波源的情况。
本文主要讨论装设谐波补偿装置来解决谐波污染的方法。传统方法是采用交流电抗器和电容器等组成的无源滤波器，这种方法在工程实践中己经非常成熟。而有源滤波器的使用正在成为谐波抑制技术发展的一个重要趋势。
1.2.1 无源滤波器及其应用
无源滤波器是由电力电容器、电抗器和电阻适当组合而成的滤波装置，又称为LC滤波器。它利用电路的谐振原理来达到滤波目的，运行中和谐波源并联，除起滤波作用外还兼顾无功补偿和调压的需要。可分为单调谐滤波器、双调谐滤波器和高通滤波器等。实际应用中一般由一组或数组单调谐滤波器组成，有时也与一组高通滤波器配合使用。
1.2.1.1 单调谐滤波器 单调谐滤波器利用R、L、C电路串联谐振原理构成，如图1.1所示。滤波器对n次谐波的阻抗为：
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式中
一一额定工频角频率。 由于谐振谐波次数为n，则
在谐振点处，有
，由于
较小，n次谐波主要由
分流，
而很少流入系统中。因此，只要将滤波器的谐振次数调整为所需要滤除的谐波次数，则该次谐波将大部分流入滤波器，从而起到滤除该次谐波的目的。
1.2.1.2 双调谐滤波器 双调谐滤波器的原理如图1.2所示。这种滤波器的两个谐振频率实际上相当于两个并联的单调谐滤波器，可同时吸收两种频率的谐波。与两个单调谐滤波器相比，减少了回路，基波损耗较小。正常运行时，串联电路的基波阻抗远大于并联电路的基波阻抗，因此串联电抗器Ll承受大部分冲击电压。这种滤波器结构比较复杂，调谐较困难，但在高压大容量滤波装置中采用有一定的经济优越性。
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1.2. 1. 3 高通滤波器 高通滤波器又称减幅滤波器。主要形式如图1.3所示。一阶减幅型由于基波功率损耗太大，一般不采用;二阶减幅型的基波损耗较小，且阻抗频率特性较好，结构也简单，故工程上用得最多;三节减幅型比二阶滤波器多一个电容C2，提高了对基波频率的阻抗，使基波损耗更小，但特性不如二阶减幅型的，用得也不多;C型滤波器的滤波特性介于二阶和三节之间，主要优点是由于Cd与L对基波串联调谐，电阻中基波损耗很小，缺点是它对工频偏差和元件参数变化较敏感。
总体上看，无源滤波器结构简单、运行可靠、维护方便、造价较低，因此得到了广泛的应用。但这种方法存在一些难以克服的缺点
：
1.谐振频率依赖于元件参数，因此只能对主要谐波进行滤波，LC参数的漂移将导致滤波特性改变，使滤波性能不稳定。
2.滤波特性依赖于电网参数，而电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行工况随时改变，造成滤波效果变差。
3.电网的参数与LC可能产生并联谐振使该次谐波分量放大，使电网供电质量下降。
4.电网中的谐波电压可能在LC网络中产生很大的谐波电流，使无源滤波器过载，甚至损坏设备。
为了克服无源滤波器的上述缺点，人们开始探索研制一种新型的滤波装置，这就是有源电力滤波器。
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1.2. 2 有源电力滤波器发展概况
有源电力滤波器也是一种电力电子装置，其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。有源电力滤波器具有如下特点：
1. 不仅可补偿各次谐波，还能补偿无功、抑制闪变。
2. 具有自适应能力，可跟踪补偿变化的谐波，具较快的响应速度。 3. 具有自调节能力，即使补偿对象的电流过大，也不会过载。 4. 能跟踪电网频率的变化，补偿特性不受电网频率变化的影响。 5. 受系统阻抗的影明小，可消除和系统阻抗发生谐振的危险。 6. 既可对单个谐波私无功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿。
由此可见，有源电力滤波器克服了传统LC无源滤波器谐波抑制和无功补偿方法的缺点，具有良好的调节性能，因而受到广泛的重视，并且己在日本等国得到广泛应月
。
有源电力滤波器的基本思想在上个世纪六七十年代就已经形成。80年代后，由于大中功率全控型半导体器件的成熟，脉宽调制(Pulse Width Modulation——PWM) 技术的发展，以及基于瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测方法的提出
，有源电力滤波器才得以迅速发展
。
日本在有源电力滤波器技术的应用方面最为成熟，其实用化的产品已经批量并系列化生产。日本富士电机从1991年起即开发有源电力滤波器产品投放市场。1994年9月日本通产省资源能源厅制定出“抑制高次谐波规程”。1996年富士电机又生产出适用于小容量(MINI)的有源电力滤波器供应市场受到各方的好评。1998年又开发了上述MINI的上位机，即新型有源电力滤波器FUJIACT200/400A系列。该系统所用电路和部件与通用变频器可以互换，单机容量从50kvA到最大400kVA
国内目前还主要停留在实验研究和理论研究阶段
。
，尚未见有成品化
的国产APF产品，实验研究水平较高的，如西安交通大学，己研制出30kVA
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