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电能作为广泛使用的能源，其应用程度是一个国家发展水平和综合国力的主要标
志之一。在满足工业生产、社会和人民生活对电能需求量的同时，提高对电能质量的
要求是一个国家工业生产发达、科技水平提高、社会文明程度进步的表现，是信息时
代和信息社会发展的必然结果，是增强用电效率、节能降损、改善电气环境提高国民
经济的总体效益以及工业生产可持续发展的技术保证。电能质量的优劣已经成为电力
系统运行与管理水平高低的重要标志，检测、控制和改善电能质量也是保证电力系统
自身可持续发展的必要条件[1]。
一直以来，供电线路的电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等参数的检
测是掌握供电线路和设备运行状态的基础，有些参数还是保证功率补偿有效性和合理
性的决策依据。随着电力电子技术的发展，电力系统负载的复杂程度增加了，整流器、
变频器以及电弧炉等各种非线性负载在工农业生产和输用电设备中得到了广泛的应
用，电力线上传输的已经不再是纯净的 50Hz 交流电了，而变成包含着谐波和各种干
扰的复杂的供电系统，这些负载的非线性、冲击性和不平衡性使得电网的供电质量日
趋恶化，造成诸多的稳态、暂态电能质量问题，如浪涌干扰，高压尖峰干扰，电压跌
落和骤变，电压的谐波影响，电压波动，三相不平衡等，引起了许多新的问题，如电
网中存在的大量谐波电压和谐波电流会导致电机转子过热，导致系统元件产生附加谐
波损耗，降低用电设备的使用效率，缩短使用寿命；瞬变干扰引起计算机和单片机系
统的死机，还可能引起自动装置、继电保护装置误动作和工业生产电子控制装置失灵，
使重要的生产过程中断；功率因数降低导致损耗增加等等[2]
。所有的这些问题将会造
成巨大的经济损失和生产事故，产生严重的安全隐患。
随着电能质量标准的制定和实施，电能质量的监督管理及法规体系将逐步建立。
这必将大大促使设备和制造厂商提高其生产设备与电力系统的兼容性，促使电力系统
用户在试用高性能设备、提高产品生产率的同时，严格限制自身对电力系统和其他设
备的电磁干扰；进一步促进供电部门加强电能质量技术监督与电力系统的运行管理，
推动电能质量先进测控技术的研发和应用；保证配电系统安全经济运行和向用户提供
合格的电能和优质的服务。所以，深化了解和认识电能质量，高度重视电能质量下降
对供用电系统的危害与影响，以及对社会经济的作用和英雄，深入研究实现电能质量
全面检测、控制和管理，具有极其重要的社会意义和经济意义。
基于以上各种因素，为了电力系统的安全运行，电力终端用户的安全用电，以及
达到电力设备的要求，更为了降低损耗，提高用电效率，研究能够对电网各项参量（主
要是谐波参量）进行检测，同时实现电能质量各项指标的测量和结果显示的电力系统
综合测量装置，进行电网监测和电能治理成为近年来电力行业研究的新热点[3]。只有
充分的了解电网的运行状况，及时地监测电网中的各个指标，对其分析、统计后，才
能找到问题的根源，分析其严重程度，从而得出处理的方法，进一步解决这些问题。
1.2 谐波研究的发展及现状
“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在 18世纪和19 世纪已奠定了良好
的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍在广泛采用。
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