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摘要：电力计量系统是电力系统的重要组成部分，电力计量系统中常会出现计量误差。当计量误差发生时，会给电力企业带来巨大的损失，浪费大量的能源。因此，有必要对谐波背景下电能计量系统的计量误差进行分析解读，以解决谐波危害引起的一系列问题。
关键词：谐波；电能计量；计量误差
1谐波的概念
谐波(Harmonicwave)是指周期性非正弦交流的傅立叶级数分解和各种频率分量的分解，其中大于基波频率奇数整数倍的各次分量，也称为高次谐波。当前，我国电力系统普遍认为，任何不同于工频(50Hz)的成分都可称为谐波。我国国家标准《GB/T24337-2009电能质量公用电网谐波》和国际电工委员会(IEC)、美国电气电子工程师协会(IEEE)等其他国家标准组织学术组织都对电力系统谐波含量制定了标准。
2 电力谐波影响电能计量的具体表现分析
2.1 电力谐波影响到电能计量的数据准确性
2.1.1 电子式电能表受到的影响
电子式电能表电能在实际使用中计量准确性是存在偏差的，这是因为电能表对不同测量型号波形的响应是不同的。由于正函数的正交性，电流信号或功率电压受影响发生畸变后，会影响电子式电能表的计量准确性。电能计量误差比较小的情况，可以忽略不计。电子式电能表在实际应用时，将会测量电网的电流与电压，这就使二者流入电子式电能表的时候，要依靠互感器转化才行。
2.1.2 感应式电能表受到的影响
电能表在正常运行时会产生特定性的频率，这些频率就是研究电力谐波对电能计量数据准确性产生影响的重要依据。在研究分析电力谐波对感应式电能表的影响时，可以通过查看电能表频率响应曲线进行分析。通常情况下，当电流电压的频率范围比较差是，与工频的距离比较近并且为正弦波时，感应式电能表能够给出较为精确的计量数据。如果感应式电能表在正常运行时，电压波形如果不符合电流波形以及正弦波变化的特点，就会使电能计量数据不够精确。
2.2 电能计量数据合理性受到的影响
电能计量通过把各次电力谐波以及电力系统基波的电能相加实现的，而各次电力谐波电能的电力负荷的不统一，会让电力负荷有明显不同，并且各次电力谐波的产生方向也不一样。我国电力企业为了有效避免用户终端线性负荷受到电力谐波的影响，都会尽量让用户使用基波电流。基波电流对于电力系统来说，还可以使电网线损降低。但是就目前的情来看，基波电流在用户终端之中并没有得到广泛的推广和应用，终端电力负荷均具有非线性。谐波电流将流向电网系统，这样就会在一定程度上加大电力谐波对电网系统的污染，从而使得电能计量合理性受到将为严重的影响。电网之中的线性负荷电流状态与电压状态和电网电源处的状态是一致的。如果都为正弦波状态，电力用户终端的基波电流消耗量就会增加。但是如果电网电源受到各种因素的影响发生畸变，内阻比较小。这样一来，在线性负荷方面，基波电流和电力谐波有功功率就会增大消耗，从而使得电能表计量数据同电网的实际有功功率之间出现偏差，以致影响到电能计量合理性。
3处理电力计量中电力谐波影响的有效措施
3.1 技术措施
一方面，应该在现有的技术条件下，对电能计量方式进行改进，尽可能实现波电能与谐波电能的分别计量，消除谐波所带来的不良影响；另一方面，应该对计量装置进行优化和改进，提升计量结果的准确性和可靠性。例如，可以结合分频技术，针对电子式电能表进行相应的改进和优化处理，强化其对于谐波的辨识能力，使得其可以在电能计量中，准确分辨谐波带能和基波电能，甚至对谐波电能的大小以及传递方向进行计量，减少乃至消除谐波对于电能计量准确性的干扰和影响。
3.2 互感器改进
3.2.1 电压互感器改进
在改进电压互感器的时候，首先可以从内部结构来优化，因为内部结构中铁芯是产生电能计量误差的重要因素，所以在安装铁芯的时候要注意材质的选择，最好选用高导磁率的材质，然后铁芯的磁密要均匀而且尽量要降低磁密，铁芯的长度也要适度地减短。另外，可以通过减少绕组的匝数和改进绕组的耦合状态来降低电能计量的误差。其次是要减少二次回路的电流。比如选择专用的电线路和计量线路，在电能表和互感器之间应用专用路线。比如经常要检查和维修导线和元件的接头，减去不必要的接触电阻。另外，还可以采用多绕组的电压互感器，或者采用补偿性仪器来补偿在二次回路中产生的误差。
3.2.2 电流互感器改进
电流互感器产生电能计量的误差，主要是因为励磁磁动势造成的，所以在改进电流互感器来减少误差的过程中，可以采用补偿法来补偿励磁磁动势。补偿法有无源补偿法和有源补偿法。无源补偿法是在二次侧设置固定电容，不过这种方法对于提高电能计量的精确度比较缓慢，所以还可以采用有源补偿法进行自动跟踪补偿。
3.3 电能表改进
电子式电能表的缺陷是其计量计算方法，所以在改进的时候主要针对计量方法进行方案的优化。在原先的计算方法上，因为谐波的存在，线性用户多计量了电能，而非线性用户少计量了电能，这对于线性用户来说自然是非常不公平的，所以在优化计算方案的时候，首先要采取惩戒措施对那些谐波源用户进行惩罚，补偿给受他们谐波影响的其他用户和供电网络系统。在计量方案方面，可以以基波电能计量为基础，然后把谐波电能作为奖惩的依据，也就是说以基波电能产生的费用作为基础费用，然后再对那些产生谐波的用户收取补偿费，不仅降低了对其他用户的影响，而且也督促这些产生谐波的用户自觉处理谐波，减少谐波带来的误差影响。
3.4 管理措施
一是强化系统准入管理，如果非线性负荷进入电网中，必须重点关注，严格对待，落实谐波的低含量，确保其不会超出国家规定的标准范围；二是构建完善的谐波管理体系和谐波管理队伍，重视宣传工作，使得电力企业和电力用户都能够参与到谐波的治理中，对谐波源进行有效控制，减少电网污染；三是应该做好电网分析和测量，对谐波源的位置和产生原因进行明确，为谐波的治理奠定良好的基础。加强对于现存电网还有主要谐波源方面检测的力度，而且要以他当做重点，对于和谐波源具有一定关联的变电站应采用必要质量检测设备来实施即时的监测；使监测体系得到完善，对于监测系统所得到的信息数据实施及时的了解，而且作出相关有效科学的对策，进而可以及时的对电网污染情况进行处理；对于严重的谐波源，需要做好跟踪管理，对相关数据进行收集，如果发现用户设备产生的谐波超出了相关规范的允许值，则应该要求用户进行整改；四是应该完善报装审批工作，针对新入网用户进行负荷特性的分析和审查，如果是非线性负荷，则需要做好测量工作，在超标的情况下不允许其并网运行。
3.5 科学合理确立起电能的计量方案
对于不一样谐波对象，需要采其不一样电能的计量措施。
第一，对谐波源的用户，他的计量点设计方面应当和谐波源有一定距离，有的要与谐波源远离；第二，对产出谐波比较重用户以及电厂，他的计量点设计方面应当尽量以较小谐波当做端口，进而使谐波对于计量装设备影响得到下降；第三，该关口的计量表，需要选取多功能的电能表，其有着高精准度、高稳定性以及高可靠性等特征。
4结束语
综上所述，电力谐波不可避免的会在电力设备和用电设备中产生，其在很大程度上影响了电力的计量。因此，为了避免电力谐波对电力计量造成的干扰，提高电力计量的准确性，需要采取有效的应对措施，将电力计量中电力谐波的影响降到最低。
参考文献
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