تحلیل هارمونیک چیست و چونه کار میکند

تجزیه و تحلیل هارمونیک فرآیند تجزیه و تحلیل ریاضی یک سیگنال به منظور شناسایی اجزای سینوسی منفرد تشکیل دهنده آن سیگنال است. در زمینه سیستم های قدرت، تحلیل هارمونیک نوعی مطالعه سیستم قدرت است که برای شناسایی اعوجاج شکل موج های ولتاژ و جریان ناشی از وجود سیگنال های غیر سینوسی استفاده می شود. به زبان ساده، هارمونیک ها اعوجاج شکل موج سینوسی یک سیگنال خط AC هستند. از نظر فنی، آنها مضرب صحیح فرکانس اصلی (50 هرتز در شبکه ملی انگلستان) هستند که در شکل موج وجود دارند. تحلیل هارمونیک یکی از الگو های مهم در تحلیل تکنیکال هست. شکل موج می تواند توسط خود سیستم یا توسط دستگاه های غیر خطی متصل به آن تحریف شود. برای مثال، در دستگاه‌های الکترونیکی، شارژرهای باتری، روشنایی LED و تجهیزات رایانه‌ای، شکل موج اغلب هنگام عبور از یکسو کننده‌ها و سایر دستگاه‌های تبدیل برق تغییر می‌کند. وجود هارمونیک ها می تواند باعث کاهش راندمان سیستم های قدرت و ایجاد مشکلاتی در سطوح ولتاژ و ضریب توان شود. با گذشت زمان، هارمونیک ها همچنین می توانند از طریق گرم شدن بیش از حد، کاهش راندمان و خرابی زودرس به تجهیزات شبکه آسیب وارد کنند. در نتیجه، درک تولید هارمونیک ها و اقداماتی که می توان برای کاهش اثرات مخرب آنها انجام داد، مهم است.

تحلیل هارمونیک چگونه کار میکند

هدف از تحلیل هارمونیک سیستم قدرت تعیین منبع و میزان اعوجاج هارمونیک در سیستم قدرت است تا بتوان اقدامات اصلاحی را برای کاهش اثرات اعوجاج انجام داد. تجزیه و تحلیل معمولاً شامل انجام اندازه‌گیری‌ها در چندین نقطه در سیستم قدرت و سپس استفاده از تکنیک‌های ریاضی برای شناسایی و تعیین کمیت حضور هارمونیک‌ها و تأثیر آنها بر عملکرد آن است. این روش از تجزیه سری فوریه و نظریه سیستم خطی زمان ثابت (LTI) برای تحلیل برهمکنش‌های بین اجزای فرکانس مختلف در سیستم قدرت الکتریکی استفاده می‌کند. سه جزء اصلی در تحلیل هارمونیک سیستم قدرت وجود دارد که در پایین به ان اشاره میکنیم:
•    تحلیل دامنه فرکانس برای محاسبه بزرگی و زاویه فاز اجزای هارمونیک در یک سیستم الکتریکی استفاده می شود.
•    تجزیه و تحلیل حوزه زمان بر پاسخ های گذرا در سیستم در طول یک دوره زمانی متمرکز است.
•    تجزیه و تحلیل تابع انتقال نحوه تعامل سیگنال ها با اجزای سیستم را بررسی می کند.

الگوی پروانه در تحلیل هارمونیک

الگوی پروانه نیز پایان روند را مشخص کرده و شکل نزولی صعودی را نشان میدهد. در الگوی تحلیل هارمونیک پروانه نقطه d به عنوان نقطه تغییر روند شناخته میشود و از این رو تریدر ها در این نقطه معاملات خود را باز میکنند. این الگو نیز مانند سایر الگو های هارمونیک قوانین و نسبت های فیبوناچی خاص خود را دارد که در ادامه به انها میپردازیم.
•    گام xa اولین گام الگوی پروانه هست
•    در گام  ab قیمت باید تا 78.6 درصد گام xa اصلاح کند
•    گام  bc در نسبت 38.2 درصد یا 88.6 درصد اصلاح گام ab قرار دارد
•    اگر bc  در 38.2 درصد پایان یابد در این صورت cd باید تا 161.8 درصد گسترش پیدا کند، در صورتی که هم bc در 88.6 درصد پایان یافته باشد، نقطه d در 261.8 درصد قرار میگیرد
•    در مورد گام xd به خاطر اصلاح بیشتری که در ab شکل میگیرد، نقطه d باید در 127 درصد یا 161.8 درصد گسترشی گام xa قرار بگیرد
نتیجه
تجزیه و تحلیل هارمونیک سیستم قدرت در درجه اول برای نظارت بر کیفیت توان، بهینه سازی طراحی سیستم و تشخیص عیب استفاده می شود. همچنین می‌توان از آن برای شناسایی منابع تداخل، تجزیه و تحلیل تأثیر کاهش‌ها و تورم‌های ولتاژ بر عملکرد مدار، و بررسی تأثیرات اتصالات ضعیف در یک شبکه برق استفاده کرد. با استفاده از تجزیه و تحلیل هارمونیک، مهندسان و مدیران پروژه می توانند علل مشکلات کیفیت توان را شناسایی کرده و استراتژی های عملی برای غلبه بر آنها ایجاد کنند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل هارمونیک در سیستم های حفاظت از زمین برای کمک به بهبود قابلیت اطمینان سیستم استفاده می شود. به طور کلی، تجزیه و تحلیل هارمونیک سیستم قدرت به مهندسان کمک می کند تا عملکرد قابل اعتماد و کارآمد را در طیف گسترده ای از تجهیزات الکتریکی حفظ کنند و اطمینان حاصل کنند که سیستم های آنها می توانند نیازهای وارد شده به آنها را انجام دهند و در عین حال از مشکلات پرهزینه جلوگیری کنند. اگر ولتاژهای هارمونیک محاسبه شده در طول تجزیه و تحلیل بیش از حد باشد، کاهش هارمونیک توصیه می شود. یک راه حل سفارشی معمولاً برای کاهش مقادیر هارمونیک به سطح ولتاژ قابل قبولی که برای استفاده ایمن تلقی می شود مورد نیاز است.