鄭 澤，陳彩微，陳小曼

(1.浙江東方職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)工學(xué)院，浙江 溫州 325600；2.溫州大學(xué) 商學(xué)院，浙江 溫州 325600)

0 引言

諧波是一種頻率高于基波的電信號，可以由電力電子設(shè)備，電弧爐，照明負(fù)載等產(chǎn)生。當(dāng)這些諧波信號進入電網(wǎng)時，它們會造成電能損耗和設(shè)備故障，甚至?xí)﹄娋W(wǎng)穩(wěn)定性和電力質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了減少諧波對電力系統(tǒng)的不良影響，許多國家都出臺了相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，要求電力設(shè)備的諧波排放應(yīng)該符合一定的限制要求。原因在于電力諧波的存在會導(dǎo)致電壓和電流發(fā)生變化，將會產(chǎn)生許多不可控的災(zāi)害，影響設(shè)備的使用安全。首先，諧波會導(dǎo)致電力系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備元件運行效率的持續(xù)下降，從而使變壓器、電機等電損壞；其次，諧波會誘發(fā)電氣設(shè)備的異常工作狀態(tài)，使電機設(shè)備在旋轉(zhuǎn)磁場作用下表現(xiàn)出共振行為；此外，諧波還有可能增大電氣儀表的測量誤差，這也是導(dǎo)致整流型繼電器出現(xiàn)錯誤動作的主要原因[1]。特殊情況下，諧波還會通過傳導(dǎo)耦合或是電磁感應(yīng)的方式對電網(wǎng)終端設(shè)備造成影響，從而使其失去穩(wěn)定供電的能力。更為嚴(yán)重的是，并聯(lián)型電容器作為主要的無功補償設(shè)備，在諧波影響下會出現(xiàn)電容阻抗大幅減小、電感阻抗大幅增加的情況，這就增大了串、并聯(lián)諧振行為的發(fā)生概率。當(dāng)諧振行為達到一定強度水平后，電容器加速老化，嚴(yán)重情況下甚至有可能出現(xiàn)過熱燒毀[2]。因此，有效抑制諧波，使其呈現(xiàn)出穩(wěn)定的周期性變化規(guī)律，才能夠保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

實驗室也是進行新技術(shù)研發(fā)和測試的重要地方，因此實驗室用電諧波深度控制的研究備受關(guān)注。實驗室用電諧波深度控制的研究還涉及以下幾個方面。首先，由于實驗室內(nèi)有許多電子設(shè)備和電源，這些設(shè)備之間會相互干擾，產(chǎn)生諧波信號，造成抑制效應(yīng)，這會對實驗結(jié)果和測試的可靠性產(chǎn)生不良影響。其次，諧波波形的波動特性非常復(fù)雜，不同頻率的諧波波形的幅度和相位的變化規(guī)律不同，這使得實驗室用電諧波深度控制變得更加困難。然后，實驗室用電諧波深度控制需要高精度的控制方法，可以確保所控制的電力設(shè)備排放的諧波深度在一定范圍內(nèi)。實驗室是進行科學(xué)實驗的場所，一些高精度實驗對于供應(yīng)電源穩(wěn)定性的要求相對較高，為更好完成這些實驗，對電量諧波進行有效控制成為了一項亟待解決的應(yīng)用難題。基于電場耦合法的諧波檢測與控制方法主要是根據(jù)電場耦合原理，測得大量的電壓諧波信號，又聯(lián)合Hanning窗算法與快速傅里葉變換思想，對所得信號進行處理，并推導(dǎo)電量諧波的數(shù)值穩(wěn)定區(qū)間，以此實現(xiàn)諧波的穩(wěn)定控制[3]?；诟袘?yīng)電能供電技術(shù)的諧波控制方法根據(jù)譜投影梯度算法原則重構(gòu)原始諧波信號，通過插值修正處理的方式計算電量頻譜發(fā)生異常的可能性，在確保避開所有可能區(qū)間的情況下，定義電量諧波的數(shù)值穩(wěn)定區(qū)間，以此實現(xiàn)諧波的穩(wěn)定控制[4]。然而上述兩種方法難以確定實驗室用電諧波參數(shù)取值范圍，只能對電流諧波、電壓諧波進行局部穩(wěn)定，導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。為解決上述問題，提出基于譜序列變換的實驗室用電諧波深度控制方法。

1 基于譜序列變換的用電諧波分析

1.1 譜序列變換原則

譜序列變換就是按照信號譜規(guī)律，對電量諧波進行整合處理，要求處理后諧波信號在每一波動周期內(nèi)的波峰與波谷值都具有高度統(tǒng)一性[5-6]。所謂變換可以理解為依照統(tǒng)一性原則所進行的變動處理，對于波峰值、波谷值較大的諧波區(qū)域而言，可以通過適當(dāng)延長頻率周期的方式，使超出額定范圍的參數(shù)指標(biāo)回歸正常值范圍，從而使得諧波譜的穩(wěn)定性得到較好保障；對于波峰值、波谷值相對較為接近的區(qū)域而言，由于其頻率周期初始賦值相對較小，若再進行縮小處理，有可能造成諧波參量出現(xiàn)相互覆蓋的情況，故而可以通過適當(dāng)抽取諧波參量的方式，來拉長一個諧波信號的單位傳輸周期，從而實現(xiàn)對信號波動幅度的有效控制。對于波峰值、波谷值的求解滿足如下表達式：

(1)

設(shè)β表示電量諧波振動系數(shù)，χ1表示峰值振蕩向量，q1表示峰值振蕩周期，χ2表示谷值振蕩向量，q2表示谷值振蕩周期，聯(lián)立公式(1)，推導(dǎo)電量諧波的譜序列變換表達式為：

(2)

公式(2)所得數(shù)值等于“1”的情況下，表示峰、谷值頻率完全相等，譜序列變換原則能夠準(zhǔn)確描述出用電諧波的變化規(guī)律，但實際運算過程中，很難出現(xiàn)理想情況，因此只要計算結(jié)果與自然數(shù)“1”較為接近，就認(rèn)為用電諧波變化規(guī)律符合譜序列變換原則。

1.2 諧波參數(shù)估算

諧波參數(shù)估算就是在譜序列變換原則的基礎(chǔ)上，根據(jù)電量諧波曲線的走向形式，對未來可能出現(xiàn)的指標(biāo)參量進行預(yù)測。通常情況下，估算結(jié)果的準(zhǔn)確性將直接影響實驗室主機對于用電諧波的控制效果，因此準(zhǔn)確估算諧波參數(shù)，是利用譜序列變換原則分析用電諧波的必要環(huán)節(jié)[7-8]。譜序列變換原則規(guī)定諧波就是具有周期性變化特征的信號參量，在單位信號周期內(nèi)，其波動行為能力雖然有限，但由于相鄰波段能夠完整拼接在一起，所以諧波參數(shù)具有良好的延續(xù)性。估算用電諧波參數(shù)，首先需要求解譜序列變換原則表達式的導(dǎo)數(shù)結(jié)果，計算式如下。

首先需要求解譜序列變換表達式的導(dǎo)數(shù)結(jié)果，計算式如下：

(3)

由于實驗室用電諧波向量的取值不具有明確方向性，所以在求解譜序列變換表達式的導(dǎo)數(shù)結(jié)果時，應(yīng)在(-∞，+∞)區(qū)間內(nèi)進行運算。在實際應(yīng)用過程中，電度表只能測得正向傳輸情況下的電壓與電流數(shù)值，所以公式(2)、公式(3)的最終計算結(jié)果還必須滿足如下表達式。

E，E′∈[1，+∞)

(4)

電度標(biāo)示數(shù)為“零”，表示實驗室電力網(wǎng)絡(luò)中不存在電量傳輸行為，即當(dāng)前情況下，用電諧波不具備傳輸能力，所以譜序列變換原則表達式及其導(dǎo)數(shù)表達式的最小取值結(jié)果只能等于“1”；當(dāng)譜序列變換表達式求解結(jié)果趨近于正無窮時，用電諧波在一個行為周期內(nèi)的傳輸能力較強，當(dāng)前情況下，波導(dǎo)向量、傳輸波動系數(shù)的實時取值有可能不匹配，因此為實現(xiàn)對諧波參數(shù)的準(zhǔn)確估算這一目標(biāo)，需要控制所涉及參數(shù)向量的取值，使得譜序列變換表達式的實際計算結(jié)果盡量保持在中位區(qū)間之內(nèi)。

(5)

如果公式(5)計算結(jié)果的波動性較大，則表示實驗室用電諧波在該傳輸周期內(nèi)的波動較為明顯。

2 實驗室用電諧波深度控制

根據(jù)譜序列變換原則，調(diào)節(jié)多電平逆變器結(jié)構(gòu)，再利用諧波特性分析與數(shù)字迭代計算結(jié)果，推導(dǎo)完整的數(shù)學(xué)模型，從而實現(xiàn)對實驗室用電諧波特征的提取。

2.1 多電平逆變器

逆變器是負(fù)責(zé)把直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的裝置，由濾波電路、邏輯控制元件、逆變橋裝置共同組成。直流電能長期存儲于蓄電瓶、電池等電容元件之中，故而其傳輸能力相對有限，在實驗室用電環(huán)境中，單純的直流電無法滿足供應(yīng)所有實驗元件的需求，所以為維持用電諧波的穩(wěn)定性，需借助逆變器設(shè)備實現(xiàn)對電能信號的轉(zhuǎn)換[9]。相較于其他類型的變電處理設(shè)備，逆變器元件對于諧波電量信號的適應(yīng)性更強，即便是在諧波信號傳輸深度不斷變化的情況下，該元件結(jié)構(gòu)也可以確保電信號波動行為在單位傳輸周期內(nèi)保持較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)狀態(tài)。為適應(yīng)譜序列變換原則，采用多電平逆變器對電能信號進行轉(zhuǎn)換處理，定頻定壓狀態(tài)下的電能信號經(jīng)過多電平逆變器元件的多次處理，轉(zhuǎn)換成調(diào)頻調(diào)壓狀態(tài)下的交流電信號，以供實驗設(shè)備元件的調(diào)取與利用。完整的多電平逆變器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 多電平逆變器結(jié)構(gòu)圖

U0端作為直流電能輸入端，其電壓水平等于U1、U2之和；U端作為交流電能輸出端，其電壓水平理論上應(yīng)與U0端數(shù)值相等，但由于電量諧波在傳輸過程中總會出現(xiàn)一定程度的損耗，所以U端的實際電壓數(shù)值小于U0端[10]。L1、L2是兩個完全相同的逆變裝置，可以感知實驗室用電網(wǎng)絡(luò)中的電量諧波傳輸情況，并可以在不影響電信號傳輸行為的同時，對S1端、S2端負(fù)載電壓數(shù)值進行調(diào)節(jié)。

2.2 諧波波動特征提取

按照譜序列變換原則來劃分，可將實驗室用電諧波分為DFT諧波、DSC諧波兩類，為實現(xiàn)對諧波信號的精準(zhǔn)控制，應(yīng)對兩類諧波的傳輸特性進行細(xì)致分析。

2.2.1 DFT諧波

DFT諧波是指基波頻率不變，但振波頻率始終來回波動的諧波信號。隨著實驗室用電量的增大，DFT諧波的出現(xiàn)次數(shù)也會不斷增大，當(dāng)每一振動周期內(nèi)都存在至少一個完整的DFT諧波振動波形，因此實驗室用電諧波也是DFT諧波主導(dǎo)的波動傳輸信號[11-12]。一個振動周期內(nèi)，DFT諧波的存在數(shù)量越多，就表示電量信號的傳輸波動性越強，即便是在基波頻率不變的情況下，該類型電信號的諧波傳輸行為也很難保持長期穩(wěn)定狀態(tài)。對于DFT諧波振動特征提取結(jié)果見公式(6)。

(6)

其中：ΔT表示實驗室用電諧波的單位振動周期，其取值結(jié)果受到輸入電壓數(shù)值水平的影響，U表示交流電壓數(shù)值，I表示電流數(shù)值，φ表示傳輸波動性系數(shù)，γ表示諧波振動向量。由于DFT諧波在傳輸過程中具有明顯的對稱性，所以單位振動周期內(nèi)，只存在一個完整DFT諧波振動波形的可能性相對較小。

2.2.2 DSC諧波

DSC諧波是指基波頻率來回波動，但振波頻率保持不變的諧波信號。相較于DFT諧波，DSC諧波的存在具有普遍性，如果連續(xù)兩個振動周期內(nèi)，都不存在DFT諧波，那么實驗室用電諧波就成為了由DSC諧波主導(dǎo)的波動傳輸信號。一個振動周期內(nèi)，DSC諧波的存在數(shù)量必須是2的倍數(shù)。簡單來說，就是如果一個實驗室用電周期內(nèi)存在DSC諧波，那么該波動信號中DSC諧波的最小取值結(jié)果為4[13-14]。設(shè)U′表示存在DSC諧波時基于譜序列變換原則所測得的交流電壓數(shù)值，I′表示當(dāng)前測量情況下的電流數(shù)值，φ′表示當(dāng)前情況下的諧波傳輸深度，γ′表示與DSC諧波匹配的振動向量。在上述物理量的支持下，DSC諧波特征提取結(jié)果為：

(7)

如果一個實驗室用電周期內(nèi)，同時存在DFT諧波與DSC諧波，且兩者之間并不存在明顯干擾關(guān)系，那么在控制諧波傳輸深度時，可對兩類諧波特性進行分別定義，再按照譜序列變換原則，描述剩余波段內(nèi)諧波信號的傳輸情況；若DFT諧波、DSC諧波之間存在相互干擾關(guān)系，就表示一個用電周期內(nèi)，諧波信號的作用行為較為復(fù)雜，在控制諧波傳輸深度時，只能選擇幾個特征諧波點參量作為實際研究對象，以此提取諧波波動特性[15-16]。

2.3 諧波深度控制

對于實驗室用電諧波的深度控制，還需在控制器架構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，分別求解死區(qū)補償向量與控制參數(shù)，并根據(jù)最終計算結(jié)果，以此實現(xiàn)用電諧波的深度控制。

為了更好適應(yīng)用電諧波的傳輸特性，在控制其波動行為時，還需按照控制器架構(gòu)的連接形式，分析諧波信號在每一波動周期內(nèi)的傳輸特征[17-18]。從廣義角度來看，DFT諧波、DSC諧波都屬于常見的諧波信號，在傳輸過程中，為使這些信號樣本的相角補償能力保持一致，信號處理器、信號放大器、信號聚合器必須同時進入工作狀態(tài)，一方面統(tǒng)一諧波信號的傳輸波頻，另一方面根據(jù)電壓、電流等電量指標(biāo)的數(shù)值水平，判斷諧波信號的延時與增益情況，以便于控制器設(shè)備能夠?qū)Σ▌酉蛄窟M行有效控制[19-20]。此外，校正單元作為控制器架構(gòu)中唯一具有雙向協(xié)調(diào)能力的設(shè)備元件，可以精準(zhǔn)感知諧波信號的當(dāng)前波動特性，由于DFT諧波、DSC諧波在同一傳輸周期內(nèi)具有不同的波動特性，所以校正單元在實施協(xié)調(diào)處理之前，首先會對信號樣本種類進行區(qū)分。對于校正單元而言，廣義諧波信號、相角補償機制同時帶來了延時與增益控制效果，而這些作用行為則是保證控制器架構(gòu)在諧波波長調(diào)節(jié)方面處理效果的主要原因。具體的控制器架構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 控制器架構(gòu)框圖

如果DFT諧波、DSC諧波的傳輸波長相等，那么規(guī)定當(dāng)前用電諧波信號的相角水平相同，校正單元可直接對這些信號參量進行處理。

由死區(qū)引起的諧波信號與誤差電壓及感應(yīng)電流的傳輸方向有關(guān)。當(dāng)誤差電壓水平較低時，感應(yīng)電流由高電量端向著低電量端傳輸，死區(qū)輸出諧波分量所能達到的傳輸深度較淺[21-22]。而死區(qū)輸出諧波分量的數(shù)值水平極難計算，因此為有效控制實驗室用電諧波的傳輸深度，應(yīng)在開始計算之前，統(tǒng)計死區(qū)補償向量的數(shù)值情況，結(jié)果如下：

(8)

(9)

為保證對于實驗室用電諧波深度的控制效果，還要求控制參數(shù)的取值必須屬于(0，1]的數(shù)值區(qū)間。

實驗室用電諧波深度控制模型是遵循譜序列變換原則所建立的數(shù)學(xué)計算表達式，能夠清晰描述出實驗室用電諧波在單位波動周期內(nèi)的波形規(guī)律，可以為諧波信號的精準(zhǔn)控制提供參考依據(jù)。在確保數(shù)字迭代條件保持恒定的情況下，對于實驗室用電諧波深度控制模型的求解應(yīng)注意如下兩方面問題。

1)所選諧波點必須能夠描述出諧波行為的波動性特征；

2)所選節(jié)點對象應(yīng)處于諧波行為的上升周期之內(nèi)，且同一諧波周期內(nèi)，不得對特征參量進行重復(fù)取值。由于數(shù)字迭代關(guān)系的成立，要求所應(yīng)用諧波信號必須來自同一個波動周期，所以為保持實驗室用電諧波深度控制模型與數(shù)字迭代關(guān)系表達式之間的對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)在該波動周期內(nèi)進行再次取樣。滿足譜序列變換原則的實驗室用電諧波深度控制模型表達式為：

(10)

3 實例分析

為了檢驗基于譜序列變換的實驗室用電諧波深度控制方法、基于電場耦合法的諧波檢測與控制方法、基于感應(yīng)電能供電技術(shù)的諧波控制方法的實用差異性，設(shè)計如下對比實驗，根據(jù)電流諧波、電壓諧波的實驗數(shù)值情況，分析所應(yīng)用方法的有效性。

3.1 實驗步驟

本次實驗的具體實驗流程如下：

1)搭建實驗環(huán)境，按需閉合相關(guān)控制開關(guān)，確保實驗元件的穩(wěn)定運行；

2)將基于譜序列變換的實驗室用電諧波深度控制方法作為實驗組，利用該方法控制實驗電路，記錄在既定實驗時間內(nèi)，實驗組電流諧波、電壓諧波的具體數(shù)值情況；

3)閉合控制開關(guān)，使實驗元件恢復(fù)至初始狀態(tài)；

4)將基于電場耦合法的諧波檢測與控制方法作為對照1組，利用該方法控制實驗電路，記錄在既定實驗時間內(nèi)，電流諧波、電壓諧波的具體數(shù)值；

5)再次閉合控制開關(guān)，使實驗元件恢復(fù)至初始狀態(tài)；

6)以基于感應(yīng)電能供電技術(shù)的諧波控制方法作為對照2組，重復(fù)上述實驗步驟，記錄電流諧波、電壓諧波的實驗數(shù)值；

7)統(tǒng)計實驗組、對照組實驗結(jié)果，分析本次實驗的具體結(jié)論。

3.2 設(shè)備與參數(shù)

搭建如圖3所示的實驗電路，利用電流表、電壓表測量實驗過程中的電量諧波數(shù)值，其中電流表所測結(jié)果為各支路電流數(shù)值之和，電壓表所測結(jié)果為電動機兩端的負(fù)載電壓數(shù)值。

圖3 實驗電路

本次實驗所選設(shè)備元件的具體型號如表1所示。

表1 實驗設(shè)備

為保證實驗結(jié)果的公平性，除所采用方法不同外，實驗組、對照組其他實驗條件完全保持一致。

3.3 實驗結(jié)果

圖4反映了實驗組、對照組電流諧波與電壓諧波的數(shù)值變化情況。

圖4 電流諧波

分析圖4可知，至第6 min，實驗組電流諧波開始進入穩(wěn)定的波動變化狀態(tài)，整個實驗過程中，其波動區(qū)間為6.8～12.4 A；對照1組電流諧波則始終不斷增大，并無明顯波動變化規(guī)律；對照2組電流諧波出現(xiàn)無規(guī)律變化狀態(tài)。說明與對照1組和對照2組相比，實驗組電流變化更為規(guī)律和穩(wěn)定，說明本文方法的控制效果更好。

分析圖5可知，在3～30 min的實驗時間內(nèi)，實驗組電壓諧波一直保持來回波動的數(shù)值變化狀態(tài)，其波動區(qū)間為112～118 V；在9～12 min的實驗時間內(nèi)，對照1組電壓諧波數(shù)值保持穩(wěn)定，但其持續(xù)時長明顯小于實驗組；在21～30 min的實驗時間內(nèi)，對照2組電壓諧波數(shù)值保持穩(wěn)定，其持續(xù)時長也遠(yuǎn)小于實驗組。

圖5 電壓諧波

在此基礎(chǔ)上，對比了實驗組、對照1組、對照2組控制下的電流諧波與電壓諧波畸變率。其中諧波電壓畸變率主要用于衡量諧波電壓畸變的大小，評估諧波干擾的程度；諧波電流畸變率能夠反映電流中存在的諧波程度，評估諧波污染的度，也是評價諧波控制效果的重要指標(biāo)之一。

電流諧波與電壓諧波畸變率對比結(jié)果如表2和表3所示。

表2 電流諧波畸變率

表3 電壓諧波畸變率

分析表2中的數(shù)據(jù)可知，實驗組的電流諧波畸變率最大值為2.74%，平均值為2.21%，最小值為1.58%；對照1組的電流諧波畸變率最大值為18.62，平均值為15.58%，最小值為12.48%；對照2組的電流諧波畸變率最大值為12.85%，平均值為9.56%，最小值為8.47%；無論是從哪方面來看，實驗組的電流諧波畸變率均是最低的，說明該方法對于電流諧波的控制效果好。

分析表3中的數(shù)據(jù)可知，隨著實驗時間的不斷發(fā)展變化，實驗組、對照1組、對照2組控制下的電壓諧波畸變率均發(fā)生了顯著變化。其中，實驗組的電壓諧波畸變率最大值為3.65%，平均值為2.89%，最小值為2.24%；對照1組的電壓諧波畸變率最大值為15.99%，平均值為13.28%，最小值為11.14%；對照2組的電壓諧波畸變率最大值為26.84%，平均值為23.84%，最小值為19.88%；與對照1組、對照2組相比，實驗組控制下的電壓諧波畸變率是最低的，說明該方法對于電壓諧波的控制效果更好。

存在實驗室用電諧波的情況下，實驗室電力系統(tǒng)會由穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榉欠€(wěn)定狀態(tài)，而利用實驗組、對照1組、對照2組對于實驗室用電諧波深度進行控制后，會使電力系統(tǒng)由非穩(wěn)定狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而使電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運行，這一過程所用時間越短，控制效率越高，則實驗組、對照1組、對照2組的控制時間對比如表4所示。

表4 控制時間對比結(jié)果

分析表4中的數(shù)據(jù)可知，實驗組的實驗室用電諧波深度控制時間平均值為0.59 s，對照1組的實驗室用電諧波深度控制時間平均值為3.51 s，對照2組的實驗室用電諧波深度控制時間平均值為2.52 s，實驗組的實驗室用電諧波深度控制是最短的，說明該方法的能夠快速使實驗室電力系統(tǒng)由非穩(wěn)定狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而保證其正常穩(wěn)定運行。

綜上可知，基于電場耦合法的諧波檢測與控制方法、基于感應(yīng)電能供電技術(shù)的諧波控制方法應(yīng)用下，電壓諧波、電流諧波雖然能夠出現(xiàn)穩(wěn)定波動狀態(tài)，但其持續(xù)時間相對較短，不利于解決因諧波不穩(wěn)定而造成的電力損耗問題；基于譜序列變換的實驗室用電諧波深度控制方法可以長時間維持電壓諧波、電流諧波數(shù)值的穩(wěn)定波動狀態(tài)，且電壓與電流諧波畸變率始終處于較低的水平，能夠快速使實驗室電力系統(tǒng)恢復(fù)正常，可以較好解決因諧波不穩(wěn)定而造成的電力損耗問題，更符合有效控制實驗室用電行為的實際應(yīng)用需求。

4 結(jié)束語

文章在根據(jù)譜序列變換原則估算實驗室用電諧波參數(shù)取值范圍，提取實驗室用電諧波特征。設(shè)計諧波控制器架構(gòu)，通過計算死區(qū)補償向量與控制參數(shù)的方式，實現(xiàn)對用電諧波的深度控制。實驗測試結(jié)果表明，相較于基于電場耦合法的諧波檢測與控制方法、基于感應(yīng)電能供電技術(shù)的諧波控制方法，這種新型控制能夠使電壓諧波、電流諧波保持穩(wěn)定變化趨勢，不但解決了因電量諧波不穩(wěn)定而造成的電力損耗問題，還實現(xiàn)了對實驗室用電行為的有效控制，且電壓與電流諧波畸變率始終處于較低的水平，能夠快速使實驗室電力系統(tǒng)恢復(fù)正常。此外，基于譜序列變換的實驗室用電諧波深度控制方法的實施還可以減少對環(huán)境的污染，提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，在實現(xiàn)節(jié)能減排的同時保障實驗室用電設(shè)備的正常運行。因此，對于需要進行頻繁實驗的實驗室而言，使用電諧波深度控制方法是一種非常有效和值得推廣的控制技術(shù)，利用該技術(shù)可以有效地控制實驗室用電設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，并提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，對于實驗室用電諧波深度控制領(lǐng)域的進一步發(fā)展具有重要的參考意義。