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| 編輯推薦： |
1.作者是IEEE终身会士，在谐波分析方面具有丰富经验，其设计的很多工业用大型滤波无源滤波器，已经成功运行超过18年。
2.全面地介绍了谐波的产生、影响和控制，包括谐波抑制新技术、间谐波和电压闪变等内容。
3.书中众多实际研究场景、案例以及实际系统的仿真可以加强读者的理解，并且每个章节都用相关图例进行了说明。
4.各章节之间有很强的关联性，按照认知逻辑、层层递进介绍谐波相关知识，便于读者理解和掌握。
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| 內容簡介： |
电力系统谐波是一个经久不衰的研究课题，本书力求呈现谐波方面的前沿技术和进展。随着电力系统中非线性负载数量的不断增长，许多电力系统专业人士致力于谐波分析、抑制和实际应用。《电力系统谐波》主要介绍了电力系统谐波的起因、谐波对电力系统的影响、电力系统谐波抑制方法、谐波测量及评估方法、IEEE及IEC相关标准限值及谐波谐振。本书的显著特点是提供了很多说明性的实例研究和插图，能帮助读者快速有效理解所述内容。
《电力系统谐波》适合高等院校电力专业师生阅读，并可以供电力研究、设计、生产、运行等专业技术人员参考，也可以作为电力系统谐波的自学教材。
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| 關於作者： |
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J.C.Das是美国佐治亚州斯内尔维尔市电力系统研究公司的负责人和顾问，也是IEEE终身会士，IET（英国）会士和IEI（印度）终身会士，并在国内外撰写或合作撰写了大约65篇技术论文。他为客户发布了200余份电力系统研究报告，用于解决和分析公用事业和工业电力系统中的问题。他撰写了3本书，其中包括 Wiley-IEEE出版社出版的Arc Flash Hazard Analysis and Mitigation。J.C.Das拥有美国佐治亚州和俄克拉荷马州的注册专业工程师、英国特许工程师、欧盟的欧洲工程师认证，同时还是CIGRE、欧洲工程师联合会以及其他技术协会和组织的成员。
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| 目錄：
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目录
译者序
原书序
原书前言
作者简介
第1章 电力系统谐波1
1.1非线性负载1
1.2非线性负载的增加2
1.3谐波的影响3
1.4畸变的波形3
1.4.1谐波和电能质量4
1.5谐波和序列分量5
1.5.1电力系统部件的序列阻抗6
1.6谐波指数6
1.6.1谐波因数6
1.6.2常用谐波指数方程6
1.6.3电话影响因数7
1.7功率因数、畸变因数和总功率因数8
1.8功率理论9
1.8.1单相正弦电路9
1.8.2单相非正弦电路9
1.8.3三相系统11
1.8.4非正弦和不平衡三相系统13
1.8.5瞬时功率理论17
1.9谐波的放大和衰减18
参考文献19
第2章 傅里叶分析21
2.1周期函数21
2.2正交函数22
2.3傅里叶级数和系数22
2.4奇对称24
2.5偶对称24
2.6半波对称25
2.7谐波谱28
2.8傅里叶级数的复数形式29
2.9傅里叶变换30
2.9.1一些常用函数的傅里叶变换32
2.10狄利克雷条件36
2.11函数的功率谱38
2.12卷积39
2.12.1时域卷积39
2.12.2频域卷积39
2.12.3卷积导数定理40
2.12.4帕塞瓦尔定理41
2.13采样波形：离散傅里叶变换41
2.13.1泄漏44
2.13.2栅栏效应45
2.14快速傅里叶变换46
2.14.1信号流图49
参考文献50
第3章 谐波产生151
3.1变压器中的谐波52
3.1.1双绕组变压器线性模型52
3.1.2B-H曲线和励磁电流峰值54
3.1.3变压器结构和绕组联结的影响54
3.1.4心式变压器谐波控制55
3.2变压器的运行57
3.2.1变压器的直流铁心饱和57
3.2.2和应浪涌电流58
3.3三相变压器的三角形绕组60
3.3.1三相变压器的相移60
3.3.2负序分量的相移61
3.3.3饱和引起的畸变64
3.3.4地磁感应电流65
3.4旋转电机绕组中的谐波66
3.4.1绕组电动势67
3.4.2分布因子68
3.4.3电枢反应68
3.5感应电动机的齿槽和爬行69
3.5.1谐波感应转矩70
3.5.2谐波同步转矩70
3.5.3电机中的齿纹波72
3.6同步发电机73
3.6.1电压波形73
3.6.2 3次谐波电压和电流74
3.7电流互感器的饱和75
3.8铁磁谐振76
3.8.1串联铁磁谐振77
3.8.2并联铁磁谐振79
3.9电力电容器80
3.10输电线路81
参考文献81
第4章 谐波产生282
4.1静态功率变换器82
4.2单相桥式电路82
4.2.1相位调控83
4.3换流器的无功功率要求86
4.4三相桥式电路88
4.4.1用相位乘法消除谐波91
4.4.2源阻抗的影响91
4.5输出（直流）侧的谐波94
4.6逆变器工作96
4.7二极管桥式变换器99
4.7.1三相半控桥式变换器99
4.8开关电源101
4.9家用电器102
4.10电弧炉103
4.10.1感应加热104
4.11周波变换器105
4.12晶闸管控制电抗器108
4.13脉冲宽度调制110
4.13.1单脉冲宽度调制112
4.13.2多脉冲宽度调制112
4.13.3正弦脉冲宽度调制113
4.14电压源换流器114
4.14.1 三电平换流器115
4.15风力发电116
4.15.1直接耦合感应发电机117
4.15.2通过全功率换流器连接到电网的感应发电机118
4.15.3双馈感应发电机118
4.15.4风电场中的谐波118
4.16荧光灯122
4.17可调速驱动器123
4.17.1电压反馈逆变器124
4.17.2电流源逆变器124
4.17.3负载换相逆变器124
4.17.4周波变换器124
4.18脉冲突发调制126
4.19斩波电路和电牵引127
4.20转差频率恢复系统128
4.21功率半导体器件130
参考文献131
第5章 间谐波和闪变133
5.1间谐波133
5.1.1次同步间谐波（次谐波）133
5.2间谐波的来源133
5.2.1不完善的系统条件133
5.2.2可调速驱动器的间谐波135
5.2.3高压直流输电系统136
5.2.4周波变换器138
5.3电弧炉139
5.3.1感应炉141
5.4间谐波的影响142
5.5减少间谐波144
5.6闪变144
5.6.1可见光的限制144
5.6.2规划和兼容等级145
5.6.3电弧负载引起的闪变146
5.7闪变测试148
5.8闪变的控制149
5.8.1使用STATCOM控制闪变150
5.9闪变和间谐波的追踪方法151
5.9.1有功功率指数法151
5.9.2阻抗分析法152
5.9.3无功负载电流分量法152
5.10扭转分析154
5.10.1稳态激振154
5.10.2机械系统的激振155
5.10.3分析157
5.11次同步谐振158
5.11.1输电线路的串联补偿158
5.11.2高压直流输电系统次同步谐振159
5.11.3次同步谐振驱动系统161
参考文献164
第6章 源端谐波抑制167
6.1相位倍增167
6.2变量拓扑结构169
6.3商业负载的谐波消除170
6.4 PWM 可调速驱动器的输入电抗器 173
6.5有源滤波器173
6.5.1并联连接174
6.5.2串联连接174
6.5.3有源滤波器的组合178
6.5.4有源滤波器配置178
6.5.5有源滤波器控制178
6.5.6瞬时无功功率补偿179
6.5.7频域中的校正182
6.6有功电流波整形182
6.7有源和无源滤波器的混合连接184
6.8阻抗源逆变器186
6.9矩阵变流器190
6.10多电平逆变器192
6.10.1飞跨电容（电容钳位）逆变器194
6.10.2采用H桥变流器的多电平逆变器194
6.10.3 THMI逆变器195
6.11谐波控制的开关算法197
6.12多项式合成理论198
6.12.1特定应用199
参考文献202
第7章 谐波的估计和测量204
7.1无纹波波形205
7.1.1谐波估计的几何结构206
7.1.2使用IEEE 519公式估计谐波估计207
7.2含纹波的波形212
7.2.1用图解法估计含有纹波的谐波213
7.2.2分析计算218
7.2.3直流电抗器的作用219
7.3谐波的相角221
7.4谐波的测量227
7.4.1监测持续时间227
7.4.2 IEC标准61004-7 227
7.4.3间谐波的测量228
7.5测量设备229
7.5.1测量仪器的规格229
7.5.2测量结果的呈现229
7.6谐波测量传感器231
7.7表征测量数据232
7.8概率理论233
7.8.1直方图与概率密度函数236
7.8.2概率分布函数237
7.8.3回归方法：最小二乘估计237
7.9随机相角谐波矢量求和239
7.10中心极限定理241
7.11卡尔曼滤波241
参考文献243
第8章 谐波的影响245
8.1旋转电机245
8.1.1感应电动机245
8.1.2转矩降额246
8.1.3脉动磁场和动态应力247
8.2负序电流对同步发电机的影响248
8.3绝缘应力249
8.3.1共模电压250
8.3.2轴承电流和轴电压251
8.3.3电缆类型和长度的影响251
8.4变压器255
8.4.1变压器损耗255
8.4.2提供非线性负载的变压器的降额256
8.4.3绕组涡流的谐波损耗因数258
8.4.4其他杂散损耗的谐波损耗因数259
8.4.5干式变压器的计算259
8.4.6液浸变压器的计算261
8.4.7变压器的UL K因数263
8.4.8变压器浪涌电流264
8.5电缆265
8.6电容器266
8.7电压凹陷267
8.8电磁干扰267
8.8.1 FCC规范271
8.9中性点过载271
8.10保护继电器和保护仪表272
8.10.1现代多功能微处理器继电器274
8.10.2计量和仪表274
8.11断路器和熔丝274
8.12电话干扰系数275
8.12.1噪声计加权276
参考文献278
第9章 谐波谐振280
9.1双端口网络280
9.1.1高通和低通电路281
9.1.2半功率频率282
9.2串并联RLC电路谐振283
9.2.1串联RLC电路283
9.2.2并联RLC电路286
9.3实际LC谐振槽路290
9.4电抗曲线292
9.5福斯特网络294
9.6谐波谐振295
9.7配电系统中的谐波谐振298
9.8谐振问题的不确定性301
9.9单调谐滤波器引起的谐振302
9.10改善功率因数的开关电容器303
9.10.1附近的谐波负载304
9.11二次谐振304
9.12配电馈线中的多重谐振307
9.13变压器绕组的部分绕组谐振309
9.14复合谐振311
9.15输电线路谐振313
9.16零序谐振313
9.17谐波谐振影响因素313
参考文献314
第10章 标准中的谐波畸变限值315
10.1谐波限值标准 315
10.1.1 IEC标准316
10.1.2 IEEE519 316
10.2 IEEE519中的谐波电流和电压限值316
10.3公共连接点（PCC）318
10.4应用IEEE519谐波畸变限值 319
10.5谐波时变特性320
10.6 IEC谐波电流发射限值 323
10.7电压质量325
10.7.1 IEEE519电压畸变限值325
10.7.2 IEC电压畸变限值325
10.7.3间谐波的限值326
10.8换相槽口328
10.9实际电力系统应用限制 331
参考文献332
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| 內容試閱：
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电力系统谐波是一个经久不衰的研究课题，本书力求呈现谐波方面的前沿技术和进展。随着电力系统中非线性负载数量的不断增加，许多电力系统专业人士致力于研究谐波分析、抑制和实际应用。
《电力系统谐波》全面地介绍了谐波的产生、影响和控制，包括谐波抑制新技术、间谐波和电压闪变等内容。本书可作为谐波方面的参考书和应用指南。
初学者需要对谐波形成一个清晰的基础认知，高水平的读者可通过仿真探索提高兴趣，建议读者以严谨批判的眼光阅读《电力系统谐波》。书中众多实际研究场景、案例和图表力争客观易懂，因为很多高校甚至在研究生教育阶段中都未开设谐波课程。作者在编写本书时认为读者已具有本科层次的知识，各章节的重要内容具有很强的关联性。《电力系统谐波》可作为本科生和研究生的教科书，亦可作为继续教育的教材和辅助资料。
谐波的影响会远距离传播，而且其对电力系统组成部分的影响是动态和不断发展的。这些影响可以用现有的研究手段进行分析。
继电保护被称为艺术和科学，在作者看来谐波抑制技术亦是，这是因为其包含了太多的主观性。除了采用蒙特卡洛模拟这类高级研究工具之外，现有计算机技术需要不断地发展以平衡一系列相互冲突的需求。
《电力系统谐波》的读者在进行滤波器的实用设计时需要先理解谐波的特性、电力系统组成部分的建模和滤波器的特征。
《电力系统谐波》引用了CRC出版社出版的Power System Anaylsis：Short-Circuit Load Flow and Harmonics一书中的部分内容，在此，作者向该出版社的许可表达诚挚的谢意！
J.C.Das
《电力系统谐波》主要介绍电力系统谐波相关知识，包含电力系统中谐波的产生、衰减、测量和评估、IEEE和IEC标准规定的谐波限值、谐振、并联电容器组及系统建模等内容。
以下是每章内容的简介。
第1章，通过介绍谐波参数和功率理论阐述了电力系统谐波的背景知识。为了使读者更好地了解非线性系统，本章介绍了非正弦单相、三相系统及常用的H.Akagi和A.Nabe瞬时功率理论，这些理论可用于无源滤波器设计。
第2章为傅里叶分析，尽管有大量的数学公式，但这是应用窗函数对谐波进行测量和分析的基础。通过本章的范例，读者可更好地理解傅里叶变换。
第3、4章描述了谐波的产生原因，包括传统电力设备、铁磁谐振、电子开关设备、换流器、家用电器、周波变换器、脉冲宽度调制、电压源换流器、开关电源、风力发电、脉冲突发调制、斩波电路，以及牵引和转差频率恢复系统等产生的谐波。还介绍了变压器建模分析、发电机的3次谐波电压分析以及大量的EMTP仿真分析。电流互感器饱和产生的谐波在第3章中也进行了介绍。第4章详细阐述了实际应用中的谐波源以及可调速驱动器（ASD的拓扑结构和分析。尽管这两章也介绍了一些背景知识，但如果读者想更好地掌握这些内容，必须熟悉电力电子学的基础知识。
间谐波是一个新的研究领域，第5章为读者清楚地阐述了间谐波的产生及其影响。接下来介绍的是电弧负载、电弧炉、感应炉产生的闪变。应用图解法对大型驱动器中的谐波引起的扭转分析以及应用静止同步补偿器（STATCOM）对闪变的控制在目前文献中还未涉及。高压输电线路和级联驱动系统的次同步谐振串联补偿及其EMTP仿真结果，对这一领域的读者来说很有吸引力。
前几章讨论了谐波的产生，接下来第6章讨论从源端抑制谐波的几种策略，以减少谐波对电力系统的污染。这些策略包括有源滤波器、有源无源滤波器组合及其控制、有功电流波整形矩阵变流器、多电平逆变器、THMI逆变器、源端抑制谐波方法、新型矩阵、多电平变换器以及多项式合成理论。然后，应用这些理论和开关角控制的范例证明可将谐波畸变率降低到很低的水平。本章的部分内容需要读者对变换器及其开关有深刻的了解，而且，对大部分读者来说，里面涉及的数据分析比较难理解。为了帮助读者更好地理解这部分内容，作者提供了相关参考文献。
建立模型之前，第一步需要学习谐波的计算、评估和时间戳等知识。谐波的相角建模、测量设备、传感器及各种波形分析的相关知识会使读者产生兴趣，而概率理论、回归方法和卡尔曼滤波等更会进一步吸引读者，见第7章。作者将从一些基础知识入手引出这些先进理念。
第8章阐述了谐波对电气设备的危害性。实际上，这几乎涵盖了所有的电气设备及现象，如电动机、绝缘应力、驱动系统电缆上的行波现象、共模电压、轴承电流、保护继电器、断路器等。读者特别感兴趣的用于非线性负载的干式和液浸变压器的降额运行有时会被忽略，从而导致过载现象。
在此背景下，第9章讨论了各种形式的谐振。作者用图例展示了电抗曲线、Foster（福斯特）网络、复合谐振、二次谐振等通常会被其他文献遗漏的知识。
第10章介绍了IEEE和IEC规定的谐波畸变限值、间谐波限值以及开槽对谐波畸变的影响的计算。
综上，《电力系统谐波》内容很丰富，应该会吸引研究谐波的初学者及提高者，实际上，本书也可作为谐波的标准参考书。书中很多例子以及实际系统的仿真可以加强读者的理解，并且每个章节都用相关图例进行了说明。
Jean Mahseredjian博士
IEEE会士、蒙特利尔大学工学院电气工程教授
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