Ток или напряжение, имеющие частоту, которая является кратным основной частоте, на которой планируется работать системе электроснабжения, т. е. 50 Гц, называются гармониками. Гармонический ток вырабатывается нелинейными нагрузками и вызывает гармонику падения напряжения, которое передается через системы распределительной сети. Это зависит от гармонического сопротивления схемы. Интергармоники — это гармоники в токах или напряжениях, имеющие частоту, но не кратные частоте источника [1].
Традиционно распределительная сеть электроэнергетической системы должна решать проблему гармоник, поскольку пользователи распределительной системы, как правило, планируются для линейного питания. При использовании различных скоростных приводов и преобразователей силовой электроники, необходимых в промышленности, в электрические распределительные сети вводятся гармонические токи определенного порядка. Существуют важные методы, которые широко используются для снижения гармонических токов в источнике питания. Гармоники можно описать следующим уравнением:
где f n представляет n-ю гармонику, а f 1 представляет основную частоту системы.
Следующие уравнения представлены для синусоидального тока и напряжения, которые зависят от времени, как объяснено:
где ω = 2πf — угловая скорость периодической формы волны, а ω — фазовый угол между напряжениями и формой волны тока.
Если ток опережает напряжение, знак фазового угла ω положительный, а если ток отстает от напряжения, он отрицательный. Для периодической синусоидальной формы волны упрощенное выражение Фурье будет иметь вид потоков:
Преобразование Фурье ряда изображено в уравнении (4), V0 — это форма волны элемента постоянного тока. V1, V2, V3… Vn — это максимальное значение. Они называются периодической формой волны гармоник системы. Частота гармоник является результатом целого кратного основной частоты источника, например, основная частота 50 Гц, 3-я гармоника будет 150 Гц, а 5-я гармоника будет 250 Гц [2,3].