李志民
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摘要：在时代与社会高速发展中电力行业发挥着重要作用，同时也促使电能的需求量日益增加，给电力行业带来更多挑战。广大电力企业对电力的计量过程，与供电方和用电方有直接的利益关系，其中电力谐波对电力计量的准确性非常重要。该文对电力计量中电力谐波的影响和措施做了详细的阐述，目的是为电力企业的工作人员提供参考。
关键词：电力计量；电力谐波；影响；处理措施
引言
随着我国经济水平的不断提升，电网建设规模也在不断扩大，同时接入的非线性用户也在不断增多，从而产生了大量的电力谐波。电力谐波的产生不仅会对电能的计量产生较大的影响，而且还会造成计量泄漏的现象，从而对电力的安全带来了较大的威胁。谐波是一个周期性电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。由于频率是基波频率的整数倍数，我们也常称谐波为高次谐波，对谐波次数的定义为以谐波频率和基波频率之比表达的整数。习惯上，规定电力系统工频为基波频。因此，本文对相关的内容进行了探讨。
1电力谐波产生原因
就电力系统中电力谐波而言，通常可采用下述三个方面对其来源进行归类：其一，发电电源质量问题。目前，我国电力企业发电机的制作多是建立在三相绕组的基础上，绝对对称几乎不可能实现，发电机铁芯的均匀性与一致性也无法得到可靠保障，如此一来就在一定程度上影响了发电机的质量，进而影响电源质量，运行期间会有谐波产生；其二，输配电系统问题。输配电系统中，产生谐波的主要来源为电力变压器。因各类影响因素的存在，在设计变压器的过程中，通常都会以饱和阶段来选择工作磁密，以此将容量过大引发的浪费避免。尽管这样设计方式能够确保变压器使用的经济性，但工作中变压器会产生谐波电流；其三，用电设备问题。自用电设备产生的谐波，多源自于多次谐波的组成。一方面为含有铁磁或电弧的非线性设备，如交流电弧炉等；另一方面为含有半导体的非线性元件。
2电力谐波对于电能计量影响的分析
2.1谐波对互感器的影响
在当前电力系统中，无论是产生电能、传输电能还是变化电能，互感器都是不可缺少的设备，特别是在计量系统中，其精准度完全与计量的安全稳定、准确可靠密不可分。当系统中出现谐波污染时，会对互感器装置中造成磁滞或涡流现象，对互感器工作状态产生不利。而大部分电容式互感器幅频特性和角频特性都较差，无法保证对谐波环境下测量的准确性。电子式互感器具有宽广的频带范围和良好的线性特性，但是当谐波电压、电流相位差接近90°时，会对计量产生较大影响。总而言之，谐波污染会对电能计量的准确性产生不利的影响。
2.2对电子式电表的影响
电子式电表有很多优势，尤其是与其他电表比较，其精确度会更高，误差也会更小。但是误差小不是一成不变的，在有些情况下误差会提高，那就是电子式电表以基波计量为标准进行设计时，这种情况的误差甚至会超过其他类型的电表。大部分电网人员利用乘法器和A/D测试结构，使用这种技术可以很好地区分输出显示数据，通常把50Hz看做是重要的借鉴数据。在电子式电表的检定原则里，允许电压电流产生一定的误差，不过谐波的干扰还是会导致误差超过整个波形计量的极限值，最终出现失真现象，导致乘法器计算的结果不准确。
3电力计量中对电力谐波的处理措施
3.1合理地运用电力谐波
当下，在电力谐波作用中，有3种电力计量的划分方式。
（1）计量人员可以对电力系统中的谐波做过滤工作，必要时也可忽略不计，将计量电表抗干扰能力提高，只对基波功率进行测量，属于纯基波的计量方式。（2）做好有效提升电表功率反应能力的工作，推动电表准确显示出实际使用的电量，使电量统计变得更加便捷。这种计量方式很好地将基波功率和谐波功率做了整合，之后共同计算，提高了准确率。（3）对电能的实际计量统计时，计量人员要认真分辨基波功率与谐波功率，这样能够使基波功率与谐波功率的计量变得准确。
3.2加强计量方式管理
一是全能计量方式。全能计量方式的运用对电能表提出了较高的要求，要求电能表能够准确无误的反应出基波电能和所有的谐波电能，只有这样，才能降低谐波对电能计量的影响，提高计量结果的准确性。准确情况下，线性用户电能表的读数为W1+∑Wh，非线性用户电能表读数为W1-∑Wh。实际上，线性用户感应式电能表的计量结果为W1+∑KhWh，相比准确的读数，这是含有一定的误差的，这是因为计量过程中有少量的谐波存在，此时如果选用电子式电能表，误差较小，趋近于0，可以忽略不计。二是基波电能计量方式。基波电能计量方式是一种能够准确表达基波有功功率和有功电能的计量方式，采用该尽量方式对电能进行计量时是不包含谐波有功功率的。也就是说，当采用基波电能计量方式进行计量时，无论是线性用户还是非线性用户，电能表只反映W1。由此可见，在计量过程中，两种电能表都不能准确计量有功电能。要想选用此计量方式，则必须选择专门的基波有功电能表。抑制电源谐波-有源滤波方式。有源滤波采用开关交换的方式，运用PWM转换器，抑制谐波的效果非常显著，能够在一定程度上提高功率因数。
3.3不断强化技术改进
带加权系数的谐波有功电能计量方式是一种新型的改进电能表计量方式的计量收费方式，该方式不但能将由于谐波而受影响的线性用户补偿，同时也能对发出谐波电能的非线性用户进行合理处罚，可在经济手段的运用下将电网谐波污染削弱的目的达成。同时，改计量方式也可准确、公平的计量，在具有较为严重的谐波污染的电网系统中十分适用。此外，由于个别电能表生产厂商不具备带有测量谐波电能的电能表的生产能力，因此应建立在先进计量原理的基础上，对传统电能计量表进行改进。谐波电能表还可在原有多功能电能表改进之后，与电子技术相结合，借助软件功能进行更先进电子电能表的开发，有效监测、管理谐波，可支持同步采样、误差补偿算法，最终将电能计量受谐波的影响妥善处理。
3.4减少谐波源用户向系统注入的谐波量
系统中的非谐波用户数量十分多，并且基本使用的是相对于感应式电能表而言受谐波影响更小的电子式电能表，故而此类情况下谐波并不会对电能表计量电能造成太大影响。电网谐波源及附近非谐波源用户，可在能够对谐波电能、基波电能同时测定的新型电能表计量电能的使用下，可大幅度缩减谐波对电能计量的影响。电能计量中必须遵循“公平、公正、公开”原则，要想妥善处理非线性客户计量公平性问题，挽回因谐波影响而造成的供电部门电能损失，针对谐波污染较大的电网而言，需要分别计量基波、谐波。国内现下通常都是采取带阻滤波器法和傅里叶变换发进行电网计量电能的电子式谐波电能表生产。
结语
总之，随着我国电网建设规模的不断扩大，电网中电力设备产生的电力谐波问题并不容易避免，也是一个不可完全消除的因素，会对电能计量带来较大的不良影响。因此，针对该种背景，供用电双方均应该提起对电力谐波抑制的重视，不断加强相关技术的研究和共管，以尽最大可能降低电力谐波给电能计量造成的不良影响。
参考文献
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