一般而言，理想电力系统应具有单一频率、单一波形、若干电压等级的电能属性。当电压、电流为同样波形、同频、同相位时为电能传输的最高效率模式。这同样也是电力产品生产、输送、转换力求保证的最佳电能形式。虽然，在以往的电力系统中正弦波形被畸变的现象就已存在，但由于其功率相对不大，因而危害并不明显。但是，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置得到广泛应用的同时也给电力系统带来了严重的污染；而现代工商业的用电设备也对电能质量提出了更高的要求。因此，如何正确检测谐波，进而抑制电网谐波，提高电能质量已成为当今电工学科研究的热点问题之一。 2 电力系统谐波的检测

电力系统谐波检测问题是目前电工学科急需解决的难题之一。现有谐波检测方法按照原理可分为模拟滤波器法、基于传统功率定义检测法、基于瞬时无功功率理论的检测法、基于傅里叶变换的检测方法、基于神经网络的检测法、基于自适应对消原理的检测法、基于小波分析的检测法。

2.1 常用谐波检测方法

2.1.1模拟滤波器法

模拟滤波器有两种，一是通过滤波器滤除基波电流分量，得到谐波电流分量；二是用带通滤波器得出基波分量，再与被检测电流相减后得到谐波电流分量，其原理和电路结构简单，造价低，能滤除一些固有频率的谐波；缺点是：误差大，实时性差，电网频率变化时尤其明显；对电路元件参数十分敏感，参数变化时检测效果明显变差。

2.1.2基于无功功率的方法

1984年日本学者赤木泰文等人提出了基于瞬时无功功率的理论，并在此基础上提出了两种谐波电流的检测方法：p-g法和ip-iq法，它是目前有源滤波器(Active Power Filter简称APF)中应用最广的检测谐波电流方法，对于谐波和无功补偿装置的研究和开发起了极大的推动作用。这两种方法都能准确地测量对称的三相三线制电路的谐波值。

近几年，国内外许多学者对瞬时无功功率理论进行了研究和发展，并提出广义瞬时无功功率理论，在此基础上提出基于广义瞬时无功功率理论的谐波检测方法，已初步应用与工程实践。基于广义瞬时无功功率理论与瞬时无功功率理论一样，在解决谐波总量实时检测方面比较方便，而对各次谐波检测则达不到要求。 2.1.3基于傅里叶变换的方法

1822年法国数学家傅里叶(J.Fourier)首次提出并证明了将周期函数展开为正弦级数的原理，从而奠定了傅里叶级数(Fourier Progression，FP)与傅里叶变换(Fourier Transformation，FT)的理论基础。二者后来被统称为傅里叶分析(Fourier Analysis。FA)。1965年美国Cooly和Tukey两人提出快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)之后，FA才真正从理论走向实践，成为大家爱不释手的一种数学工具。FFT是当今谐波检测中应用最广泛的一种谐波检测方法，相关的研究文献不计其数。目前，在电力系统稳态谐波检测中大多数采用快速傅里叶变换及其改进算法。

2.1.4基于智能控制的方法

近年来，随着智能控制的不断成熟，智能控制方法在谐波的检测和分析方面取得了长足的进步。智能控制的方法比如神经网络方法、遗传算法、模糊控制算法等方法在提高计算能力、对任意连续函数的逼近能力、学习理论及动态网络的稳定性分析等方面都取得了丰硕的理论成果，在许多领域还得到实际应用，如模式识别与图像处理、控制与优化、预测与管理、通信等。

其中神经网络应用于电力系统谐波检测尚属起步阶段，它主要有三方面的应用：(1)谐波源辨识；(2)电力系统谐波预测；(3)谐波检测。将神经网络应用于谐波检测，主要涉及网络构建、样本的确定和算法的选择。

2.2傅里叶变换法的原理和应用

如上所述，现在使用的谐波检测方法种类很多。比较而言，随着计算机硬件、软件技术和软件功能、能力的不断提升，对于傅里叶变换法来说，大量的计算已经不是太大的问题，所以我们有可能抛弃复杂的算法，使用计算机软硬件结合系统来实现过去认为不适用的想法和做法。比如，随着虚拟仪器技术的发展我们可以使用虚拟仪器软件编写程序来完成所需要的功能，同时使用软件包所提供的函数可以较为容易的实现过去认为非常复杂的函数功能和计算步骤。

基于傅里叶变换的谐波测量是当今应用最多也是最广泛的一种方法。它由离散傅里叶变换过渡到快速傅里叶变换的基本原理构成，这种方法根据采集到的1个周期的电流值或电压值进行计算，得到该电流所包含的谐波次数以及各次谐波的幅值和相位系数，将拟抵消的谐波分量通过傅里叶变换器得出所需的误差信号，再将该误差进行Fourier反变换，即可得补偿信号。

2.2.1谐波的傅里叶级数表示法

傅里叶变换方法的核心是使用傅里叶级数对信号进行分析和处理，以期望得到信号的时间-频率特性图。一般来说，任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数，如下式所示：

2.2.2电压和电流的畸变因数

电压畸变因数VDF也称为电压总谐波畸变率THDV，定义为：

类似地，电流畸变因数CDF，也称为电流谐波畸变率THDI，定义为：

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