میلاد دلالی

در سال های اخیر، به دلیل استفاده روزافزون از بارهای غیرخطی و هارمونیک زا از یکسو و حضور گسترده‌تر منابع تولید پراکنده دارای مبدل (مانند ژنراتورهای القائی دوسو تغذیه) از سوی دیگر، میزان قابل توجهی هارمونیک و میان‌هارمونیک به شبکه توزیع تزریق می‌گردد. علاوه بر این، در اثر عواملی مانند عدم تطابق تولید و بار ممکن است فرکانس شبکه از مقدار نامی انحراف پیدا کند. در چنین شرایطی اگر از روش‌های مرسوم (مانند تبدیل فوریه مجزا) برای تحلیل طیف استفاده گردد، خطای محاسباتی به‌دلیل نشتی طیف ایجاد شده در این روش‌ها بسیار بالا خواهد بود. در استاندارد IEC 61000-4-7 برای غلبه بر پدیده نشتی طیف و کاستن از مشکلات آن بر روی اندازه‌گیری مولفه‌های هارمونیکی و میان‌هارمونیکی، ایده گروه‌بندی خطوط طیفی پیشنهاد شده‌است.  در این پایان‌نامه برای جلوگیری از ایجاد  نشتی طیف، دو روش ترکیبی مطابق با گروه‌بندی استاندارد ارائه شده‌است. در یکی از روش‌ها از ترکیب فیلتر کالمن برای تحلیل گروه اول هارمونیکی در استاندارد و تبدیل فوریه مجزا با پنجره تطبیقی برای تحلیل مابقی طیف (روش KF) استفاده شده‌است. اما در روش دوم تمامی گروه‌های هارمونیکی تعریف‌شده در استاندارد با استفاده از فیلتر کالمن مورد محاسبه قرار گرفته‌اند (روش GKF). از طرف دیگر به‌دلیل امکان استفاده از روش GKF در حین بهره‌برداری، این روش بر روش KF برتری دارد. تنها مشکل این روش، حجم محاسباتی بالای آن بوده که با طراحی یک آشکارساز مبتنی بر تبدیل بسته موجک تغییرات موجود در شکل‌موج شناسائی، و به‌این ترتیب این مشکل نیز تا حد زیادی برطرف شده‌است. با استفاده از شکل موج‌های مشخص و شبیه‌سازی‌های شبکه‌ای در دو شبکه نمونه 4 و 34 شینه نشان داده شده که این دو روش نسبت به انحراف فرکانس اصلی مقاوم بوده و میزان نشتی طیف در آن‌ها بسیار کمتر از روش‌هائی مانند تبدیل فوریه مجزا و انتگرال‌گیری در حوزه زمان می‌باشد. بنابراین بر خلاف روش‌های تبدیل فوریه و انتگرال‌گیری، می‌توان با استفاده از این دو روش توان‌های هارمونیکی شینه‌ها را محاسبه و به نحوه آلودگی آن‌ها پی‌برد. در بین ضرایب انحراف هارمونیکی در استاندارد، فقط ضریب THDG تمامی طیف فرکانسی را لحاظ نموده‌، اما نحوه محاسبات این ضریب نیز به‌گونه‌ای بوده که در صورت وجود مولفه‌های میان‌هارمونیکی در اطراف مولفه اصلی، دچار خطا می‌گردد. بنابراین با اصلاح نحوه محاسبات در این ضریب، دو ضریب جدید انحراف هارمونیکی به‌نام‌های THDGS و ITHDG نیز معرفی شده‌ و با اعمال شکل‌موج‌های میان‌هارمونیکی مختلف، برتری نتایج آن‌ها نسبت به ضریب THDG نشان داده‌شده‌است.