電網諧波的定義

電網諧波是指在電力系統中由于電力電子器件和非線性負載等引起的頻率是電網基波頻率(如50Hz)的倍數的諧波電壓和電流，這些諧波分量會產生一些潛在的問題和風險，例如損壞、干擾、不接地保護失靈等。由于電子負載和各種變流器的廣泛應用，電網諧波已成為電力系統的重要問題。

在電力系統中，電網諧波一般是以數字的方式進行描述。例如，第k個諧波(k=2,3,4,…)的頻率f2=f1×k，其中f1是電網基波的頻率，因此第二次諧波的頻率為2×50=100Hz。在實際應用中，一些低頻率的諧波也可以被視為電網諧波的一部分，例如電力電子器件的直流側和交流側的低頻諧波。為了減少電網諧波對電力系統的影響，需要采取一些技術手段進行諧波抑制和控制，例如使用諧波濾波器、改善系統的接地方式、降低非線性負載等方法。

電網諧波的特點

電網諧波的主要特點如下：

1. 頻率高：電網諧波的頻率是電網基波頻率的整數倍，一般在幾十到幾千赫茲之間。在實際應用中，一些低頻率的諧波也可以被視為電網諧波的一部分，例如直流側和交流側的低頻諧波。

2. 能量小：電網諧波的能量一般比電網基波的能量小得多，但是在一些特殊條件下，可能會產生較高的電壓和電流，例如在無功補償中。

3. 波形畸變：電網諧波會導致電壓、電流波形畸變，從而降低設備和系統的效率和穩定性。

4. 共存性強：電網諧波常常和基波共存于電力系統中，可以相互影響，因此在諧波分析和控制技術中要考慮到電網諧波和基波的相互作用。

5. 傳播特性不同：電網諧波在傳播過程中會引起衰減損失和時延擴散等問題，其傳播特性與電網基波有所不同。

總之，電網諧波在電力系統中具有高頻、小能量、波形畸變、共存性強等特點，容易對電氣設備和系統造成危害和影響。對于電網諧波產生的原因和情況，需要采取一些技術手段，例如使用諧波濾波器、改善系統的接地方式、降低非線性負載等方法來進行諧波抑制和控制。

電網諧波的工作原理

電網諧波產生的原理一般是由于電力設備和負載等存在非線性元件，例如電力電子器件的開關管、電容、電感等，這些元件會對基波電壓或電流進行削弱、形變和失真等操作，同時產生其他頻率的諧波電壓和電流。

電網諧波的工作原理通常可以分為下列過程:

1. 電力設備和負載中的非線性元件會導致電壓和電流出現諧波分量。這些諧波分量可以分解成不同的頻率分量，其中一些分量可能對電力設備和負載造成損害。

2. 損壞諧波分量的產生也是由于電力設備和負載的運行需要更大電源電流，在非線性元件上形成高峰值并快速變化的電流波形。這種電流波形則導致能量交換的過程中產生能量換算出的諧波電壓和電流分量。

3. 這些諧波分量會引起電網中的干擾和損壞，例如造成設備運行不穩定，導致過電壓過電流等故障。同時，諧波會對電網中的其他電力設備和負載進行干擾。

為了解決電網諧波對電力設備和負載造成的問題，需要采取一系列措施進行諧波抑制和控制，例如安裝諧波濾波器、優化系統的接地方式和降低非線性負載等方法，以確保電網諧波的安全和可靠。

電網諧波的治理方法

電網諧波是指基波頻率的整倍頻信號在電網中產生的一種有害電磁干擾，它會導致電力設備降低效率，甚至損壞設備。為了減少電網諧波的對設備的影響，以下是幾種典型的電網諧波治理方法：

1. 濾波器：應用電網濾波器是一種直接解決諧波問題的方法。濾波器是一種通過聲學、光學、電學等制造的設備，并且能夠阻止諧波通過它們的電路。

2. 反向回饋：在諧波干擾范圍內放在過補償器時，把補償器(如容性補償器、電抗補償器)的電流反饋到電網上來，從而產生的反相諧波可以抵消原諧波。

3. 諧波濾波器：它是一種有效控制諧波的優化電力電子轉換器，能夠削弱諧波的幅值，并改善其波形。諧波濾波器由大容量的電容和電抗組成，能夠消除諧波和電壓波動，并能夠保護電力設備免受諧波損害。

4. 諧波消除器：它是一種能夠消除諧波的主動電力濾波器，具有高效消除諧波干擾的能力。諧波消除器是通過組合各種電力傳輸裝置(如直流傳輸裝置、交流傳輸裝置等)實現諧波的消除。

5. 提高功率因數：提高電網的功率因數有助于降低諧波的幅值。為了改善功率因數，可以考慮添加電容器、電感器等諧波器件。

總結起來，電網諧波的治理方法主要有濾波器、反向回饋、諧波濾波器、諧波消除器和提高功率因數等措施，不同的電網諧波治理方法可以根據不同的諧波特點進行選擇。