【关注】电网谐波问题的新发展——谈超级谐波-北极星售电网

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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

当今，电力电子技术仍在快速发展，其应用范围几乎渗透到各个领域。该技术发展的重要标志之一是晶闸管的开关速度大幅度提高，例如逆变器（DC/AC变换器）的开关频率已从早期的几十赫兹、几千赫兹提高到几十千赫兹甚至几百千赫兹。随着可再生能源的大力开发，特别是大量太阳能光伏逆变器（即PV逆变器）的投入，以及各种开关电源的应用，使电网（主要在低压电网）中2kHz～150kHz范围内超级谐波迅速增加，其有害影响的案例也在不断上升。

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）。

原标题：【电能质量讲座之四】林海雪：No.4 电网谐波问题的新发展——谈超级谐波

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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