امروزه با گسترش استفاده از المانهای غیر خطی در سیستم قدرت، موجبات تولید هارمونیک فراهم شده است. عنصر غیر خطی عنصري است كه جريان آن متناسب با ولتاژ اعمالي نميباشدو افزايش چند درصدي ولتاژ ممكن است باعث شود كه جريان دو برابر شده و نيز موج جريان شكل ديگري به خود بگيرد. در عمل تقریباً غیر ممکن است که بتوان دستگاهی را یافت که شکل موج ولتاژ و جریان کاملاً سینوسی داشته باشد.
مطالعه در زمینه هارمونیک از آن لحاظ اهمیت دارد که این پدیده یکی از مهمترین پارامترها در تبیین کیفیت توان است. این پدیده مضراتی همچون افزایش تلفات و حرارت در سیستم، اشتغال ظرفیت ترانسها، خطا در رلهها، بروز پدیده رزونانس و ...، میشود. مهمترین منابع تولید هارمونیک عبارتند از كورههاي قوس الكتريكي، یکسو کنندهها و مبدلهاي الكترونيك قدرت، SVC و ...، که البته میتوان با فیلتر گذاری مناسب تولید هارمونیک را در محدوده مجاز تعیین شده قرار داد .
دو استاندارد معروف IEEE 519 و IEC 61000-3-6 در بحث هارمونیک های سیستم های قدرت وجود دارد. هردو این استانداردها هدف یکسانی دارند که آن عبارتست از محدود کردن هارمونیک در سیستم قدرت، اما برای رسیدن به این هدف راهکارهای مختلفی را ارائه میدهند. استانداردهاي IEC مقدار مجاز تزريق هارمونيك وسيله برقي را مشخص مي كند و استانداردهاي IEEE مقدار مجاز آلودگي هارمونيكي در نقطه اتصال سيستم توزيع با مصرف كننده را مشخص مي كند.
میتوان پدیده هارمونیک را با استفاده از روشهای پخش بار هارمونیک در سیستمهای قدرت مورد مطالعه قرار داد. این مطالعات به منظور برنامه ریزی، بهره برداری و نحوه تبادل توان هارمونیک بین شرکتهای برق ضروری است.
روشهای متعارف مطالعه برای پخش بار بدون در نظر گرفتن هارمونیک بر این پایهاند که منابع تولید سیستم ژنراتورها و منابع مصرف نیز بارهایند. اما در پخش بار هارمونیک این نکته نیز باید در نظر گرفته میشود که بارها خود میتوانند منابع تولید انرژی هارمونیک باشند. البته لازم به ذکر است که منابع تولید انرژی هارمونیک در شبکه، نهایتاً ژنراتورهایند اما اعوجاج به صورت تولید در باسها غیر خطی نمایان میشود.
تقسیم بندیهای متعددی برای دسته بندی روشهای پخش بار هارمونیک وجود دارد از جمله تقسیم بندی با توجه به حوزه مورد مطالعه و یا تقسیم بندی بر اساس تکراری یا غیر تکراری بودن روش، اما می توان پخش بار هارمونیک را به دو دسته زیر تقسیم بندی کرد
1- روشهای کلاسیک: نیوتن رافسون تغییر یافته و مجزای سریع
2- روشهای مدرن: الگوریتمهای موچهها، ژنیتیک، فازی و ...،
در صنعت به منظور پخش بار هارمونیک از نرم افزارهایی همچون: دیگسایلنت، ایتپ، نیپلان و ...، استفاده می شود.
با سلام و درود فراوان