浅谈谐波对电能计量影响和对策

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1、浅谈谐波对电能计量影响和对策摘要：当下，人们对电能质量要求越来越高，电力用户除了把电压和频率作为主要的关注对象，也更加注重供电系统的谐波。所以，研究谐波问题势在必行，本文分析了电力谐波对电能计量的影响以及相应的研究方法，并对计量准确性的提升提出了一些方法。关键词：谐波电能计量中图分类号：TM930文献标识码：A文章编号：1672-3791(2013)06(b)-0097-011谐波与电能计量的联系谐波指的是一种周期性的正弦能量，其幅值比基波小，频率是50Hz基波的整数倍。谐波功率通常是由非线性设备引起的，主要有两种，一是有功功率，

2、二是无功功率，本文只讨论前者。谐波的有功功率来自用户消耗，方向和基波功率相反。因此，在输配电设备正常工作中，谐波有功功率常会引起故障产生，使其不能进行正常输电发电。1.1谐波与电能计量的准确度各设备产生谐波时，谐波会产生不利于电能计量的因素，所以，电能表在计量基波谐波时通常会出现一定的偏差。当谐波功率发生作用时，电能表测试显示的数值E'二C1E1+,上式中，El表示的是基波，Eh代表h次的谐波电能值,其符号可负可正，要根据实际潮流的具体方向做决定；C1、Ch依次代表电能表所反映与基波和h次谐波电能成比例的系数。在电力系统中，电子式

3、电能表和感应式电能表是最常用的。其中，感应式电能表多用于工频波动较小的区域，如果电流与电压一样，都是正弦波，其性能才能得到充分的发挥。在平时运行中，由于多种原因影响，电流和电压波形难免会发生偏离的情况，从而导致正弦有所改变，转盘和电压线圈的阻抗都会随之发生相应的变化，从而带动电压工作磁通及相对应的电流磁通也产生变化，最终造成转矩和平均功率成不了反比，以致于出现一些不必要的误差，给计量结果带来偏差。测量用互感器在现实生活中较为常见，不管是对电压的测量，还是对电流的测量，都要用到测量用互感器，通过其将所测结果进行转换，变成弱电信号，传

4、输至电能表，由此可见，如何对测量用互感器进行选择万分重要，其好坏直接关系着测量结果。还有一种情况，即畸变信号从测量用互感器流过时，如果互感器具备了非线性，则对不同的谐波成分进行转换的比例也各不相同，从而导致被测信号产生相应的变化。在这种情况下，计量的精确度会大幅度降低，出现很大偏差。1.2谐波与电能计量的合理性当前，大致有三种常用的电能计量方法：一，电能全计量方式，即电能表准确地反映实际功率，就是基波谐波的综合功率，这也是国内的一种电能计量方式；二，基波电能方式，即电能表只反映基波功率，不计谐波功率；三，谐波电能方式，即电能表对基

5、波功率和谐波功率分别进行计量。以上三种计量方式中，第一种方式在我国比较普及，这导致在谐波作用下，电能计量的合理性与准确性不相协调。例如，在非线性系统中，受到损害的往往是线性用户，不但被谐波功率干扰，还得支付所消耗电能的费用；与其不同，作为谐波的制造者，非线性用户对部分基波电能进行吸收，并将其转换成谐波输入电网，这部分的费用重担却由线性用户来承担。存在着很大的缺陷，也必定会阻碍电网的安全运行，减少其经济收益。2提升计量准确性及合理性的途径2.1提升计量的精确度(1)电能表只能准确对基波功率做出反映，而完全不反应谐波功率，应选择基波电

6、能表。对于此计量方式，首先要考虑对出现的谐波进行滤除。滤除谐波，方法有二：对硬件，可利用高阶低通式滤波器对正在进入电能表的高次谐波进行拦截，选择合理的截止频率，以便获得比较理想的滤波特性，从而对谐波进行滤除，并将基波保留，使电能表只反映出基波电能；对软件，可采用谐波算法对谐波进行提出,并保留基波。对基波电能表而言，前一种方法运用的较多，此法计量合理，实施起来也较为容易。对线性用户来说，虽然他们在谐波作用下，受了很大损失，但在计算电量费用时，主要是依据基波电量进行的，这就能够减少一些不必要的损失。但是其中也存在不足之处，非线性用户虽

7、然承担了基波电能的现金费用，但谐波造成的影响还包括其他许多方面，是远远弥补不了的。基波电表在我国还在研制。以EDMI2000系列的全电子基波电能表为例，它由澳大利亚的EDMI公司出品，只对50Hz的基波电能进行计量,对谐波在电能计量中产生的负面影响能够予以消除，从而加强计量的公平性，使供电企业获得最大经济效益；上海磁悬浮龙阳变电站和浦东变电站首先安装了基波电能表，不但能够测量奇次谐波电压和谐波电流，还能测量谐波总量。ABB公司的10N8300电能表，能够对基波电量做出准确测量，同时还提供了3次和5次谐波电量，用来对磁悬浮变电站的滤

8、波效果进行监测考核。（2）分别计量基波功率和谐波功率，并对功率潮流方向进行区分。开发新智能电表，此类电表以单片机为核心,采用频谱分析的算法，另外，快速傅立叶算法（FFT）应用最为广泛，加权插值FFT算法等，从理论上讲，均可准确计量电能。盖方法的计费