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如今随着我国社会的发展与生产力的提高,电力工业也越来越现代化,电力系统中的谐波源如雨后春笋般多起来,给众多电网用户的用电安全、经济运行造成危害,甚至导致了十分严重的后果,从而电网谐波问题的研究也越来越成为我们国家和外国的学者们研究的重点方向,对电力系统中的谐波问题进行研究,并采取相应的抑制措施,是一项非常紧迫的任务。 电力系统的谐波源很多,而其主要的谐波源则是某些换流设备,即某些以电力电子开关为主的换流设备。关于谐波研究的方向也很多,而对电力电子装置所产生的谐波的研究是其中很重要的一个方面。这些研究对于评估某电力电子装置对电网产生的威胁,以及保证电网的稳定安全运行都是非常重要的。 本文首先介绍了用于电力系统信号分析的三种常见的分析方法,快速傅立叶变换,小波变换多分辨分析和分形分析,然后从理论上对带阻感负载的桥式整流电路进行谐波分析,包括单相和三相的桥式全控、半控和不控整流电路,推导其在忽略换相过程和直流侧电流脉动时交流侧电流中基波和各次谐波有效值的表达式。在此基础上,进一步分析了三相全控桥式整流电路在分别考虑换相过程和直流侧电流脉动时的谐波含量。 紧接着以MATLAB/Simulink软件作为仿真平台,分别搭建了单相和三相桥式可控整流电路的仿真模型,分析了在不同延迟触发角时,交流侧电流中的谐波含量,并将仿真分析数据与理论计算数据进行对比,在误差可控范围内,验证了理论分析的正确性,然后介绍了电力电子设备谐波电流常用检测方法和理论。 最后设计了一套基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测系统,讨论并确定了硬件电路参数的选取,同时采用适应性和优化性能较好的ip-iq算法作为谐波电流的检测算法,并根据该算法进行硬件设计和软件程序的编写。该系统能够精确稳定的检测和处理并计算谐波信号,具有较高的工程实用价值。