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摘要：谐波在电力系统中是客观存在的，不可能完全消除，而电力谐波的存在会对电能计量产生一定的负面影响，导致计量结果不准确，进而影响电力企业以及电力用户的切身利益。本文分析了谐波对电能计量的影响，并提出了有效的应对措施，希望能够为电力谐波的治理提供一些参考。
关键词：谐波；电能计量；影响
电能作为电力系统收费的依据，其计量的科学性和精准性直接关系着电力企业和电力用户的实际利益。因此，电力计量一直以来就得到了广泛而深入的研究。目前，电能计量装置的设计和应用主要是以线性负荷和正弦电压电流为基础条件展开的，但随着近些年经济的快速发展，电力负荷的迅猛增长，各种交直流换流装置、电弧炉等非线性负荷的应用，导致电流、电压发生畸变现象，即电流、电压有谐波存在，自然会对基于正弦功率理论的电能计量装置的测量精准性造成影响，产生诸多误差，直接影响到了线性用户和电力企业的利益。因此，对谐波背景下的电能计量进行研究具有重要的实际意义和经济价值，文章主要从谐波对电能计量产生的各种误差着手，针对性地提出谐波影响下电能计量误差的解决措施，为电能计量技术的进一步完善和发展提供助力。
一、电力谐波对电能计量影响
1、谐波对电力计量装置的影响分析。
（1）谐波对电子式电能表计量影响。目前各种电能表在供电系统内得到广泛应用，其中电子式电能表是我国供电系统内最常使用的一种电能表，同时还推出了新型的电子式多功能电子表。电子式电能表在实际应用中主要是通过模式式分割乘法器完成对于电能计算，在供电系统谐波数量不断增加的过程中，电子式电能表在实际应用中所需要接受的频率范围也更加宽，电力计量出现误差的可能性也在增加，同时电力计量误差大小正在伴随着谐波频率的增加而增加。在对于电子式电能表产生误差原因分析后发现，电子式电能表在实际应用中之所以出现误差的主要原因是由于频带较宽，电能表需要对于频带内的全部电能进行计量，大量的电力计量中就容易出现误差。但是在对于基波功率及谐波功率研究中，不能够将两种功率同等对待，这样容易增加电力计量误差。与此同时，电子式电能表在实际设计过程中，并没有将供电系统所生产的高频度谐波考虑在内，因此电子式电能表在对于电力计量中所使用的方式为非线性负载功率，这样就对于供电系统内高频度谐波所消耗的功率忽略计量，在增加供电线路损耗的情况下，电力企业还少收取了用户的电费数额，影响了电力企业经济效益。
（2）谐波对数字式电能表计量影响。数字式电能表是在原有的电子是电能表基础上演变而来的，在实际运行中使用数字乘法器作为基础，在转换器的辅助下，将用户所使用的电流及电压进行相乘。数字式电能表在实际应用中能够显著提高电力计量精准性。一般情况下，数字式电能表在对于电力计量中所使用的是周期处理模式，如果在对于电流信号机电压信号处理过程中受到影响，造成所处理后的信号数据与实际情况之间存在较大的差异，信号频率出现泄露，这样就容易出现栏杆效益，造成数字式电能表内所记录的电能存在误差。谐波在对于数字式电能表造成影响时，正常情况下都是通过FFT计算进行检测，这种算法在实际应用中能够有效降低谐波对于数字式电能表所造成的影响。
2、谐波对电力计量方式的影响。
主要表现在：第一，非正弦供电的线性荷载情况下的电力计量，其最终所得到的统计数值，将会包括基波电能与谐波电能两部分的能量，因而在一定程度上导致了电力用户电费的无故增加；第二，电网中由于非线性负荷所产生的谐波电流，将会最终回流到企业电网当中，从而导致用电用户的电力计量数值偏小，并使企业正常生产运营过程中的经济效益，遭受到了一定的损害。最后，在非线性负荷，电源畸变的共同作用下，电力用户吸收与回流共同发生，从而导致电力计量的准确性持续降低。
二、在谐波背景下减少对电能计量影响的措施
1、提高谐波监测与治理
对谐波监测与治理主要包括以下几个方面：（1）对电力系统运行过程中的谐波源进行有效的监测，并且在此基础上对与谐波源有关的变电站实施有效的检测，同时对质量装置进行全面监测；（2）对谐波源的接入进行有效的控制，并在此基础上行实施科学的规划；（3）若谐波频率影响到了用户用电质量，需要有效改善谐波源的接入方式；（4）非线性用户需要对谐波处理情况进行有效的监督。
2、避开谐波源用户
产生的谐波用户主要是高铁牵引站、大型陶瓷厂等用户，这些用户在电能计量方案的设计过程中，需要根据不同谐波对象来完成，主要包括以下几个方面：（1）谐波源用户应与计量点设计保持一定的距离，以此保证用户用电质量；（2）有些用户或者电厂受到谐波的影响较大，这就需要在进行计量点的设计时，端口在选择过程中应选择谐波较小的端口，以此避免计量装置受到谐波的不利影响；（3）在进行电能表在选择过程中需要采用多功能型，这在较大程度上提升电能表的可靠性与稳定性。
3、增加换流装置相数
电力系统在运行中谐波的主要来源来自换流装置，换流装置相数在不断增加的过程中，直流和交流会产生一定的谐波次数，能够在较大程度上控制低频项进行有效的控制，甚至在一些情况下能够对其实施有效的消除，最大程度上降低谐波电流值，对计量装置的影响会大大降低。
4、基波电能计量方法
对于一些电网线路以及电流用户来说，电子式电能表以及感应式电能表中的电压与电流在运行过程中的受到滤波不同程度的影响，此时基波电流变为了一种有功功率，这在较大程度上能够使电能表计量的准确性得到有效提升，不但能够提高电力系统的有效正常运行，而且对企业电力系统的有效发展奠定良好的基础。
5、提高测量精度
电网中谐波的产生主要是大量非线性负载的使用，非线性用户作为谐波源向电网注入谐波，对电力系统和线性用户构成危害，同时也影响了电能计量的精度。为了提高电能计量的精度，可采用以下两个方案：
（1）使电能表只准确反映基波功率，而完全不反映谐波功率。我们可以采用高阶低通滤波器滤除掉进入电能表的高次谐波，使电能表仅反映基波电能。对感应式电能表，可以利用如单频调谐滤波、高通滤波和双频滤波等交流滤波线路进行滤波；对电子式电能表，可以加装一些集成的低通滤波器。采用本方案，计费只按基波电量计费。对电力部门和线性负载用户来说，虽然受了谐波的影响，但在付费上却避免了因谐波功率而引起的额外损失；对非线性用户来说，虽然全部承担了基波电能的费用，但还远不能补偿电力系统因其产生的谐波而受到的损失。此方案在电能计量上合理，也较容易实施。
（2）分别计量基波和谐波功率，并区分功率潮流的方向。我们可以用宽频带功率电能表和工频基波电能表配合使用，这样不仅可测量出基波功率值，而且还可测量出谐波潮流的大小和方向。本方案，不仅可以准确的计量基波电能和谐波电能，而且由于测出了谐波潮流的方向，可以对非线性负载的用户按其所产生的谐波功率在经济上给与额外的惩罚（需细化的可操作的相关法律法规支持），以补偿电力部门和线性用户的损失。此方案计费合理，还使得非线性用户在经济上承担了对谐波这一公害的责任，但实施较困难，成本较高。
综合以上两方案，对一般用户，由于其反送或接受的谐波功率的量较少，可以采取方案一，以降低成本。对于一些大、中型非线性用户在要求客户进行谐波治理未果时，在取得一定操作性强的政策后，可以采取方案二，用惩罚性措施来保证电网的可靠运行及电力部门的利益。
三、结语
在电力系统中电能量计量是重要的一个环节，其计量结果是电力系统的用户端进行结算的依据，关系到供用双方的经济利益，因此电能计量设备对各项用电量的准确计量显得尤为重要。目前，随着光伏、风能等新能源的大量并网，以及大量非线性负荷引入网内，导致存在大量谐波。谐波的存在不但会影响到电能质量，还会对电能的计量装置产生较大影响。
参考文献
[1]潘超.基于谐波背景下的电能计量系统的计量误差分析[J].建材与装饰,2018(46).
[2]杨金涛.谐波背景下电能计量系统的计量误差分析[J].电力系统自动化,2019(13).