谐波对电能计量影响的研究

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1、编号国家电网公司科学技术项目建议书项目名称：电力系统谐波对电能计量影响的研究申请单位：武汉大学起止时间：年月至年月项目负责人：通信地址：武汉大学电气工程学院邮政编码：430072联系电话：传真：申请日期：2005年7月简表项目名称电力系统谐波对电能计量的影响项目负责　人姓名单位性别年龄专业职称项　目分类技术攻关新技术开发新产品试制技术引进消化吸收应用理论基础研究软科学研究推广项目组人数其中高级职称中级职称研究生初级职称协作单位武汉大学电气工程学院协作形式申请金额(万元)研究起止年月年月至年月其中资助自　筹项目内容、意

2、义和预期成果摘要[项目内容]（1）研制配电网综合测量箱，记录配电网中各种不同特性负荷的电量参数；（2）研究现有电能表的结构和计量原理，建立其数学模型，分析其频响特性；（3）深入研究电力系统各类负荷以及所产生的谐波、特性以及谐波分析方法；（4）谐波对电能计量准确性影响的理论研究（系统电源畸变与无畸变、线性负荷与非线性负荷等不同状况及组合）；（5）谐波对电能计量合理性影响的理论研究；（6）谐波网损的计量特性研究；（7）利用MATALAB仿真实验对理论研究进行验证;（8）现场测试研究，并在实验室，利用实时数字仿真系统（RT

3、DS）模拟电力系统的谐波，检验谐波对电磁感应式电度表和电子式电度表计量的影响以及误差。[项目意义]电能计量是电力系统收费的依据，而电网中谐波的存在，使电能计量的准确性与合理性大受影响，直接影响发、供、用电三方的经济利益及交易的公平性。针对这一实际问题，本项目从谐波对电能计量准确性影响和谐波对电能计量合理性影响两方面出发，采用理论分析和仿真实验相结合的方法，研究谐波对电能计量的影响。该项研究不但直接涉及到电力系统和电力用户的经济效益，也将影响到电力系统中许多技术指标的计算，对于电力系统的安全、有效、合理运行以及电力市场

4、化有着重要意义。[预期成果]（1）配电网综合测量箱；（2）电力系统谐波对电能计量的影响理论研究成果（电磁感应式电度表和电子式电度表）；（3）现场测试报告，MATALAB仿真实验报告，实时数字仿真系统（RTDS）模拟电力系统谐波对电磁感应式电度表和电子式电度表计量误差的试验报告。（4）提出电力系统存在谐波的条件下改进电能计量方法的合理化措施及方法。一、本研究项目的科技依据（包括科技意义和应用前景，国内外研究概况、水平和发展趋势；应用理论基础研究项目应阐述学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录及出处；推广项

5、目说明成果成熟程度，适用范围，以及成果的知识产权等问题）[项目背景]随着电力系统非线性用电负荷的日益增多，电力系统中的谐波不断增加。电力系统谐波不仅对供电系统造成污染，对电力设备构成危害，而且对电能计量产生不良影响。电能表是电能计量的核心部件和基本量具，其计量准确度直接关系到电能计量的精度。由于谐波的存在使电能表产生误差，造成电能表读数与实际所用负荷数不符，影响电能的正确计量。其中，感应式电能表由于其计量原理的限制，对于谐波条件下的电能计量有较大的计量误差，而电子式电能表在谐波情况下也产生一定的计量误差。而且在谐波下

6、，两种电能表都存在计量准确性和合理性相互矛盾的问题。为此有必要系统深入地研究在谐波影响下的电能计量方式和原理，对目前电能计量中存在的问题提出合理的改进措施，以确保电能计量准确，保障电力系统用户的利益和营运企业的经营效益。[应用前景]电网中存在的日益增多的谐波污染大大影响着电力公司的成本和收入，今后电价的制定必须考虑谐波对电力的影响。针对大谐波用户进行谐波计费，从而迫使其减小谐波的排放，实现以经济手段治理电力谐波。因此，研究谐波对电能计量的影响，得出在谐波情况下，现有电能计量是否准确、合理的结论后，就能对减目前电能计量

7、中存在的问题提出合理的改进措施，进而切实保障发、供、用电三方的经济利益及交易的公平性，最终有利于电力系统的经济运行，具有很好的市场应用前景。[国内外研究概况]目前，国内外学者关于谐波对电能计量的影响进行了研究，也取得一些成果，但缺乏系统的深入的理论研究和试验研究。感应式电能表面世较早，研究其在谐波情况下电能计量影响的必要性已得到广泛的认同，相关的研究也取得一定的成果。但探讨谐波对感应式电能表影响的研究主要是基于实验，且实验也不够精确，少数学者从理论上推导出的感应式电能表的频率响应模型也不够精确。电子式电能表在近二十年

8、被逐步推广采用，对电子式电能表受谐波影响的研究尚不够深入也不够系统。由于不同的电子式电能表计量方式不同，即使在相同条件下，所获得的结论也不尽相同，究竟那种电能计量方法正确或目前电能计量方法都存在准确性和合理性问题，尚有待进一步进行研究。此外，谐波潮流在电网中流动，所引起的谐波网损特性，也需要进一步研究，弄清谐波网损的特性，为准确计量谐波网损奠定