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基于TLS-ESPRIT的谐波检测与电力系统谐波抑制

摘要

电是一种使用效率高、方便快捷、清洁没有污染的能源，随着人类社会的进

步，电能的运用也越来越广泛，伴随着的还有许多问题。本文的重点内容是运用

总体最小二乘法旋转矢量不变技术进行谐波检测，基于对算法的研究仿真，把谐

波检测这一概念与算法相结合，并且用MATLAB进行数值仿真。由于谐波的随

机性，非线性，非平稳性和其他因素，很难）隹确确定谐波。所以谐波检测问题一

直困扰众多学者。

本文主要利用TLS-ESPRIT算法进行信号的分量和信息估算，设定了信号子

空间的划分和信号来源个数估算的步骤，并完成了谐波提取;分别在无噪声和有

噪声的环境下对其进行了仿真和分析，在有噪声下的谐波检测分析中，能够更实

际的了解TLS算法进行谐波检测的真实性，通过有噪声的仿真得出：在20dB噪

声下的谐波检测中，对于频率的检测相对来说比较）隹确，对于幅值和相角的检测

还不是很稳定；在10dB噪声下的谐波检测中，幅值、频率、相角的检测都不是

很稳定，由此可见，通过总体最小二乘法--旋转矢量不变技术谐波检测可以适用

于较小噪声下的测量，对于比较大的噪声，容易出现不稳定的效果。还需要继续

改善这种方法的检测。本文验证了TLS-ESPRIT算法进行谐波检测的有效性，可

以得出谐波的频率、相位，幅值，衰减比，为以后的谐波检测事业提供帮助。

该论文有图5幅，表10个，参考文献30篇。

关键词:总体最小二进位乘法旋转向量不变化技术TLS-ESPRIT算法谐波

自动检测

目录

摘要.I

目录III

1绪论1

2电力系统谐波检测分析3

2.1谐波的基本理论5

2.2谐波广生的原因和危害__________________________7

2.3谐波的检测算法__________________9

1

3利用总体最小二乘法旋转矢量法谐波检测12

3.1问题描述____________12

3.2TLS-ESPRIT算法___________12

3.3基于TLS-ESPRIT算法的谐波检测方法14

3.4分量参数值15

3.5谐波估计和提取_______________15

4利用TLS-ESPRIT法的谐波检测仿真分析20

4.1无噪声下的谐波检测20

4.2有噪声下的谐波检测21

5总结与展望26

参考文献27

1绪论

由于经济的飞速发展和各种能源的传播，导致了有功能源，谐波污染，电力

波动，三相不平等以及其他主要的能源问题，操作问题变得越来越件重。现代工

业的发展直接受到一定的阻碍。随着功耗的增加，造波污染已经变得更加严重，

产重影响了电气质量并影响了各种电器的正常运行。理想情况下，电流波形和波

形是完全兼容的正弦波（陈慧敏，刘志强，2025）o但是，由于系统中使用的各

种负载，波形变为非正弦波，因此存在一些缺陷。任何产品都需要质量，而电仍

然是相同的。在许多情况下，当能量质量出现问题时，整合已有研究收获可以推

导出新见解会产生谐波或由谐波产生，这些问题是从能源网格中产生的。因此,

非常有必要检测和分析间谐波。谐波检测是研究谐波问题的关键因素。为了避免

谐波损坏并确保电网安全运行，有必要实时准确记录电网中的谐波含量，并准确

了解电网的实际谐波性质（林晓阳，马瑞雪，2023）o

目前有很多谐波研究，但是如何