谐波对电网电能计量系统影响的研究

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1、第35卷第6期四川I电力技术V01．35．No．62012年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec．，2012谐波对电网电能计量系统影响的研究黄冰心，龚国兴，赵莉华(1．南安市电力有限责任公司，福建南安362300；2．四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：非线性负载在电网中引起电流和电压波形畸变，产生谐波电压和谐波电流。电网中谐波的存在对传统的电能计量系统产生影响，使计量不准确和不公平。就谐波对电网电能计量系统的影响进行了分析研究，并提出了谐波情况下提高电能计量精度的措施。关键词：谐波；电能计量；影响Abstract：Nonlinearloa

2、dcausesthedistortionofcurrentandvoltagewaveforminpowergrid，andgeneratestheharmonicvolt—ageandharmoniccurrent．Thepresenceofharmonicsinpowergridwillinfluencetheaccuracyoftraditionalelectricenergymetering．Itsinfluencesontheelectricenergymeteringsystemareanalyzedandstudied．Themeasuresforimprovingtheac

3、cu-racyofelectricenergymeteringareproposed．Keywords：harmonics；electricalenergymetering；influence中图分类号：TM933文献标志码：A文章编号：1003—6954(2012)06—0032—04式(1)和(2)中，、，0为电压和电流的直流分量；0引言为基波及各次谐波电压和电流的幅值。根据有功功率的定义可知，负载消耗的有功功随着大量非线性负载在电力系统中的应用，对率(平均功率)的计算公式为电网造成了污染，使电网电压和电流波形发生畸变，1Pu(t)i(t)dt(3)产生谐波。谐波电压和谐波电流的存在将

4、影响电网将式(1)和式(2)代人式(3)中，可计算非正弦及电力负荷的正常运行，同时也对电网的电能计量系统产生影响。谐波会在电网中产生附加的谐波功电路的有功功率。当不同频率的正弦电压和电流相乘其乘积的积分为0，当同频率的正弦电压和电流率，而不同结构形式的电能计量表由于其工作原理相乘其乘积不为0，表明只有频率相同的电压和电不同，对谐波功率的计量不同，从而造成谐波情况下流才能产生有功损耗，所以非正弦电路中有功功率电能计量系统的计量不准确和不公平。计算公式可表示为在对电网中谐波存在时产生的附加功率的分析研P=GoIo+1，1cos+，2c0s2究基础上，讨论了谐波对电网电能计量系统的影响，并+⋯+

5、Uk厶cos+⋯(4)提出了谐波隋况下提高电能计量精度的具体措施。r，，式(4)中，Uk：为各次电压有效值；Ik=为各次1非线性负载情况下电网功率的计算厶二电流有效值；=咖一咖为各次谐波电压和电流相位差。1．1非正弦电路中有功功率的计算从上面分析可知，对于非正弦周期性电路，有功当电压和电流为非正弦周期函数时，可用傅立功率等于恒定分量产生的功率、基波功率和各次谐叶级数分解，分别表示为波功率之和。()=Uo+∑sin(kto1t+)(1)1．2非线性负载消耗的有功功率计算⋯k=l一般来说，由电力部门提供的电网电压为正弦，()=Io+∑Ikmsin(kto1t+)(2)k=l当接人电网的负载为非

6、线性时，将使电流波形畸变，·32·第35卷第6期四川电力技术V01．35。No．62012年12月SiehuanElectricPowerTechnologyDee．，2012为非正弦。这里假定电网电压没有畸变，即电网为式(8)中，尉(t)dt为电源内阻和线路电阻上』没有谐波的正弦基波电源，其对线性及非线性负载1供电，下面分析讨论含有非线性负载电路有功功率的消耗的基波功率；专u(￡)i。(t)dt为非线性负载消J计算。图1为具有非线性负载的电路模型，模型中把负载看作为电流源，负载中有线性负载和非线性负耗的基波功率；尺(t)dt为电源内阻和线路电』载，则负载电流既有基波分量又含有谐波分量，模

7、型1阻上消耗的谐波功率；专(t)i(￡)dt为非线性负中用基波电流源和谐波电流源表示。图1中(t)为』标准电压源，R为电源内阻与线路电阻之和，。(t)为载消耗的谐波功率。负载电压，i(t)为负载电流，i(t)为基波电流，i(t)为由于电源没有输出谐波功率，根据功率平衡关谐波电流，(t)=i1(t)+i^(f)。系，回路消耗的总谐波功率应为零，则有1^()i^()dt+』(t)dz=0(9)J』从式(9)可知，由于谐波的存