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2~150kHz超级谐波的研究是一个快速发展的新领域,特别是用于可再生能源的电网逆变器和开关电源的影响。这类谐波大量引入现代低压电网,引发了不少电能质量新问题。目前国际上已有多个工作组在从事这方面研究。文章主要根据近期国外文献资料,扼要介绍超级谐波的产生、影响、主要特点以及目前研究动态。
0引言
关于较高频率(指工频40次或50次以上)谐波问题,最早见于文献[1-2],于2002年列为这两个IEC国际标准的资料性附录。文献[1]将50次以上的谐波电压和间谐波电压一并纳入“无用电压”(unwantedvoltage)范畴。文献[2]则专门谈了50次至9kHz谐波频率的测量问题。应注意,IEC将低频和高频的分界点定为9kHz,因此所谓“较高频率谐波”指的是约2kHz(对应欧洲通用的40次谐波)至9kHz的谐波,仍属低频传导干扰范围。由于在电网中纹波控制接收机响应水平低至0.3%标称电压,为了避免被干扰,文献[1]的附录B中建议50次以上,9kHz以下单次谐波限值为=0.2%;对于这个范围内任何200Hz带宽的谐波,设其中心频率为,则建议限值为:
式中:U1为基波电压有效值;Uf为频率为f的电压分量有效值;F为频带的中心频率(高于50次谐波的频带)。
文献[1]附录B中指出,已有超过上述水平引起干扰的一些实例,但目前对这些频率成分在电网中的影响,知之甚少,还不足以确定公认的兼容水平。
从2000年以来,对于“较高频率”谐波,在国际电工委员会(IEC)、欧洲电工技术标准化委员会(CENELEC)、国际大电网会议(CIGRE)、国际供电会议(CIRED)以及IEEE等国际组织中均开展研究,并根据干扰源(例如换流器、开关电源)和敏感设备(例如电力线载波通信)的频谱覆盖范围,将频率拓展为2kHz~150kHz,并定义为“超级谐波”(supraharmonics)。
对于超级谐波,我国尚未开展相关的研究,但某些影响已有察觉。本文主要根据近期国外文献资料,简要介绍超级谐波的产生、影响、主要特点以及目前研究的动态,供相关专业人员参考,以期在国内开展这方面的研究。
1超级谐波的产生
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另外,公用电网一般还用于信号传输,文献[3]中考虑了3种类型信号系统:
1)电力公司的脉动控制系统,频率范围为100Hz~3kHz(一般低于500Hz),正常情况下在5%N以内,有谐振时可达9%N。
2)电力公司的电力载波,频率范围为3kHz~95kHz,允许信号水平为5%N,这些信号在电网中传输时会很快衰减(大于40dB)。
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