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光伏发电站谐波及间谐波有关概想详解

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  • 颁布功夫:2014/11/15 22:21:09
  • 作者:AnyWay中国

  谐波间谐波谐波群间谐波群谐波中心子群间谐波中心子群等谐波有关概想 ,, , ,,时时困扰着电能质量测试工程师 ,, , ,,本文凭据国度能源局颁布的NB/T32006-2013光伏发电站电能质量检测技术规程有关划定 ,, , ,,通过嘎凤叶频谱对上述谐波有关概想进行直观的描述 ,, , ,,并给出有关推算公式。。。。。。。

  事实上 ,, , ,,凭据嘎凤叶变换的有关描述 ,, , ,,对于周期信号而言 ,, , ,,只存在直流分量、基波及频率为信号频率整数倍的谐波 ,, , ,,底子不存在间谐波 ,, , ,,也就不存在间谐波群、间谐波子群等概想 ,, , ,,而没有间谐波、谐波群和谐波中心子群等概想也就没有存在的价值。。。。。。。

  那么 ,, , ,,间谐波又是怎么回事呢?????

  请看下述函数:

蕴含谐波与间谐波的一个函数表白式

  显然 ,, , ,,该函数暗示的信号的周期为200ms ,, , ,,其基波频率为5Hz ,, , ,,基波有效值为4 ,, , ,,该函数还蕴含频率为50Hz ,, , ,,有效值为220的10次谐波。。。。。。。

  即 ,, , ,,该函数表白的信号的频谱描述为:

  基波频率为5Hz ,, , ,,基波有效值为4 ,, , ,,蕴含频率为50Hz的10次谐波 ,, , ,,50Hz谐波有效值为220。。。。。。。

  从周期信号嘎凤叶变换的角度看 ,, , ,,上述结论毫无争议。。。。。。。

  但是 ,, , ,,当我们知路 ,, , ,,上述函数描述的是电网的电压信号时 ,, , ,,我们很难接受电网的基波频率为5Hz ,, , ,,而50Hz是其10次谐波的说法。。。。。。。

  由于 ,, , ,,电网的基波频率为50Hz ,, , ,,已是约定俗成!

  谐波是指频率为基波频率整数倍的分量 ,, , ,,5Hz分量的频率是50Hz基波频率的幼数倍(分数倍) ,, , ,,我们称其为分数谐波或间谐波。。。。。。。

  因而 ,, , ,,该函数表白的信号的频谱描述变为:

  基波频率为50Hz ,, , ,,基波有效值为220 ,, , ,,蕴含频率为5Hz的间谐波 ,, , ,,5Hz间谐波有效值为4。。。。。。。

  上述例子中 ,, , ,,从分歧角度看问题:

  基波摇身一造成了间谐波 ,, , ,,而谐波成了基波!

  间谐波和谐波的概想 ,, , ,,是梦想与现实的差距导致的我们对一个事物选取的分歧描述方式。。。。。。。然而 ,, , ,,在现实丈量中 ,, , ,,光有谐波和间谐波的概想还远远不够!

  现实电网信号不是梦想的周期信号 ,, , ,,即就是较为严格的周期信号 ,, , ,,丈量前间谐波频率为未知量。。。。。。。

  上述原因导致嘎凤叶功夫窗很可能不蹬宗信号的周期(最低频率间谐波的周期)的整数倍 ,, , ,,也就是很可能不是整周期截断 ,, , ,,而非整周期截断 ,, , ,,必然带来频谱泄露 ,, , ,,频谱泄漏后 ,, , ,,频谱大将出现虚伪的谱线。。。。。。。这种情况下 ,, , ,,单根谱线不能反映真实情况。。。。。。。

  因而 ,, , ,,我们将一组间谐波的方和根致反反映某个频段的间谐波情况 ,, , ,,将谐波及谐波两侧一组间谐波的方和根致反反映某个频段的谐波情况 ,, , ,,因而 ,, , ,,又引入了间谐波群谐波群的概想 ,, , ,,思考到频率泄露对分歧间谐波的分歧影响 ,, , ,,去除谐波群或间谐波群一些特定的间谐波 ,, , ,,引出了间谐波中心子群谐波中心子群的概想。。。。。。。

  分歧的嘎凤叶功夫窗 ,, , ,,将得到分歧的频谱 ,, , ,,谐波、间谐波、谐波群、间谐波群、谐波中心子群、间谐波中心子群的推算了局也将产生变动。。。。。。。为了统一衡量尺度 ,, , ,,推算上述谐波有关参量时 ,, , ,,NB/T32006-2013光伏发电站电能质量检测技术规程将嘎凤叶功夫窗固定为200ms。。。。。。。

  值妥贴心的是 ,, , ,,该规程划定测试带宽不幼于10MHz是没有路理的。。。。。。。

  第一、规程关注的最高谐波或间谐波频率为8900Hz。。。。。。。过高的带宽没有意思。。。。。。。

  第二、凭据目前技术 ,, , ,,电压、电流传感器的带宽很难达到10MHz。。。。。。。

  第三、规程划定的采样频率为20kHz ,, , ,,若选取实时采样技术 ,, , ,,带宽应限度在10kHz以内 ,, , ,,即便选取等效采样技术 ,, , ,,20kHz采样率也很难实现10MHz信号的复现。。。。。。。

  言归正传 ,, , ,,此刻 ,, , ,,我们用200ms的嘎凤叶功夫窗 ,, , ,,进过嘎凤叶变换 ,, , ,,得到了如下图所示的 ,, , ,,蕴含1781根谱线的频谱。。。。。。。

谐波、间谐波及高频分量频谱示意图

图1、谐波、间谐波及高频分量频谱示意图

  其中 ,, , ,,第一根谱线的频率为0Hz ,, , ,,代表直流分量的幅值 ,, , ,,某些场所也称直流分量为0次谐波。。。。。。。

  嘎凤叶功夫窗决定了频谱的频率分辨力为5Hz ,, , ,,因而 ,, , ,,相邻两根谱线之间的频率差为5Hz。。。。。。。

  加粗的谱线的频率为基波频率的整数倍 ,, , ,,代表各次谐波的幅值 ;;;;;

  较细的谱线的频率为基波频率的分数倍 ,, , ,,代表各间谐波的幅值 ,, , ,,某些文件称低于基波频率的间谐波为次谐波 ;;;;;

  以n次谐波谱线为中心 ,, , ,,左右各4根谱线及第五根谱线的1/2加上n次谐波的方和根为n次谐波群 ;;;;;

  n次谐波谱线及n+1次谐波谱线之间的所有间谐波的方和根代表n次间谐波群 ;;;;;

  以n次谐波谱线为中心 ,, , ,,左右各1根谱线加上n次谐波的方和根为n次谐波中心子群 ;;;;;

  间谐波群代表的间谐波组左右各去除一根谱线 ,, , ,,求方和根 ,, , ,,得到n次间谐波中心子群。。。。。。。

谐波群、间谐波群、谐波中心子群及间谐波中心子群频谱示意图

图2、谐波群、间谐波群、谐波中心子群及间谐波中心子群频谱示意图

  在光伏发电站中 ,, , ,,40次以上的谐波 ,, , ,,称为高频分量 ,, , ,,高频分量选取类似谐波群的方式进行描述 ,, , ,,与谐波群分歧之处在于:

  1、高频分量以从2.1kHz起头 ,, , ,,以200Hz为宽度进行频带分组 ,, , ,,最高频率的高频分量的中心频率为8.9kHz。。。。。。。

  2、推算高频分量时 ,, , ,,嘎凤叶功夫窗取100ms。。。。。。。

图3、光伏发电站高频分量频谱示意图

图3、光伏发电站高频分量频谱示意图

  【扩大阅读】WP4000变频功率分析仪——可丈量光伏发电站谐波、间谐波、谐波群、间谐波群、谐波中心子群、间谐波中心子群及2.1kHz~8.9kHz高频分量的谐波检测仪。。。。。。。



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