2.2.1 电力系统元件存在的非线性问题

电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波

;变压器产生的谐波;直流输电产生

的谐波

;输电线路(特别是超高压输电线路)对谐波的放大作用。此外，还有变电站并联电容器

补偿装置等因素对谐波的影响。其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。

2.2.2 非线性负荷

在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电
弧炉

(包括交流电弧炉和直流电弧炉)是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延

和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中，荧光灯的伏安特性是严重非线性的，也会引
起严重的谐波电流，其中

3 次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波

电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。

2.2.3 电力系统故障

电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误
操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的
启动等都将造成各种电能质量问题。



3 电能质量分析方法

3.1 时域仿真法

时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其最主要的用途是利用各种时域仿真程
序 对 电 能 质 量 问 题 中 的 各 种 暂 态 现 象 进 行 研 究 。 目 前 较 通 用 的 时 域 仿 真 程 序 有
EMTP、EMTDC、NETOMAC 等系统暂态仿真程序和 SPICE、PSPICE、SABER 等电力电子仿
真程序。

采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围，因此必须事先
知道暂态过程的频率覆盖范围。此外，在模仿开关的开合过程时，还会引起数值振荡。

3.2 频域分析法

频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能
质量中谐波问题的分析。

频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮
流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用，因此可精
确描述其动态特性。缺点是计算量大，求解过程复杂。

3.3 基于变换的方法

在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有

Fourier 变换、神经网络、二次变换、