13、电力系统高级谐波分析

电力系统高级谐波分析

1. 引言

在当今社会，信号分析在诸多领域都有着至关重要的作用。传感器和换能器能够将物理、生物或化学变化转化为电信号，通常以电压信号表示。信号发生器的波形可以通过分析其组成部分进行重建。而信号分析则是将信号捕获、记录并转换为电信号，以便进行研究、分析和应用。

1.1 信号分析的重要性

全球都十分关注公用事业向消费者供应的电能质量，这通常与交流电压的瞬态变化和失真有关。现代电子设备的复杂性使得它们容易受到铁损、辐射或传导噪声的影响，因此确定波形的谐波含量对于工程师来说至关重要，这意味着要进行数学分析，以区分信号中的关键成分和噪声、失真或干扰。

信号分析不仅在电力系统中有着重要应用，还涉及通信、计算、成像、航空航天、电力电子、大型结构、道路交通、铁路、航空、海运和内陆水路等众多工程领域。在日常生活中，个人电脑、手机的多种功能、DVD 驱动器和电视功能等都容易受到供电线路失真和环境辐射的影响。此外，信号分析还可用于评估振动和噪声、工业和商业设备中的谐波电压和电流、电气共振频率相关现象、语音和声音的机械检查、医疗应用以及土木和机械结构中信号特征的模式识别等。

1.2 信号分析技术的发展

信号分析领域的技术发展始于个人计算机、数据记录器、频谱分析仪和通用测量设备（UMDs）等。这些设备可以通过现成的数据采集板轻松适应所需的数字和模拟分析。数字设施允许使用傅里叶级数和小波变换对电压和电流波形的数据进行分析，以确定每个谐波分量的幅度、频率和相位。频谱结果可以记录在存储器或打印机中，以便进行进一步的处理、分析、评估和决策。

2. 谐波分析

谐波分析的目的是确定每个