王洪冬
江苏省计量科学研究院 江苏南京 210023
摘要：谐波环境下的电能表误差影响量分析是提高电能表检测误差精度研究的需要，特别是近些年来智能电网技术快速发展，在电能计量中，智能电能表作为关键的器具之一，直接决定了智能电网的建设水平，得到了愈发广泛的应用。本文对谐波环境下电能计量误差的分析方案进行了探讨，提出了谐波环境下实现智能电能表计量误差影响量研究。
关键词：谐波；智能；电能表；计量误差；影响量
前言：电力行业的发展中，面临着复杂的电力设备工作环境和磁场、外界谐波的影响，要加强对电能表计量精确度的掌握，提高电能表的检测精度。考虑到不同环境中计量电能表的各项参数误差影响量实验分析，根据谐波影响，要在电能表的检测精度方面加大研究和实践探索，完善谐波环境下电能计量误差的分析方案，明确谐波环境下实现智能电能表计量误差影响量。
一、谐波环境下电能计量误差的分析方案
电能计量误差分析中，硬件结构设计环节主要覆盖了以下几个构成部分，包括计算机载波模块、诊断模块、总控中心、标准电能表、谐波发生器、被测电能表等，利用程控精密电源，将正常工作的电压提供给各个模块，再利用配备电流谐波发生器的作用，形成各种谐波，根据实验需求，用户可以对谐波类型进行设定，设置不同类型的谐波，输出N次谐波[1]。利用载波通信模块，在实验装置中实现载波通信功能，总控中心获取计算机发送的控制命令之后，谐波发生器产生谐波，电能表检定装置在该谐波作用下检定电能表误差。实验过程中，电能表表位间载波信号之间存在串扰的问题，实验中利用载波通信的方式，可以将该问题有效改善[2]。
.png)
图1 智能电能表
二、谐波环境下实现智能电能表计量误差影响量研究
（一）载波通信技术
载波通信技术应用下滤波器电路设计，是在载波模块中设置载波通信电路，在检定电能表时，载波通信利用两根电压线完成读表操作，例如在三相电能表的读表操作过程中，一相一相的进行数据信息通信，利用载波通信模块的功能，能够将电能表表位间载波信号串扰问题消除，特别是谐波环境下，电力载波给实验过程造成的影响能够有效避免，创建起合适的测试环境，用于谐波测试实验，形成无干扰的测试系统环境。在实际的载波通信模块应用过程中，载波衰减程度是根据载波衰减比例的不同而不断变化的，载波衰减比例的变化各有不同，载波衰减程度也存在着差异性。构建衰减器数学计算模型，可以发现固定衰减值，衰减器的设计具有良好的衰减功能，还能够形成电路负载的功能，利用该模块，用户能够达到抗干扰的目标，将该模块作为抗干扰器。滤波器电路设计的原理就是在衰减期数学模型的基础之上进行的，计算衰减器数学模型，得出衰减倍速的计算结果，通过对用户实验需求的分析，设置相关参数，调整不同衰减倍数，形成滤波的不同程度[3]。
（二）仿真结果分析
谐波环境下智能电能表计量误差影响量的分析研究试验，目标是要对谐波环境下和无谐波环境下电能表计量误差的影响量情况进行验证，在此目的的基础之上，还要通过谐波环境下智能电能表计量误差影响量分析的试验，对载波通信模块下和不存在载波通信模块时载波信号的隔离情况进行验证。该实验的进行过程中使用到了总控中心、计算机载波通信模块、诊断模块、谐波发生器、被测电能表、标准电能表、奇偶次谐波匹配模块等硬件设备。利用三相电能表作为标准电能表，将载波操控器设置在载波箱内，利用示波器宽带和相应的采样率,在实验时总控中心对谐波发生器产生谐波进行了控制，谐波发生器发出的信号分别被标准电能表和被测电能表接收，对二者的谐波变化展开分别的观察。
利用仿真软件、仿真模型，分析不同谐波指标情况下仿真模型情况，在实际的仿真分析中，将不同的仿真波形输出，谐波发生器形成了不同次的谐波，谐波加入之前和谐波加入之后分别进行试验，结果发现谐波产生的影响体现在了多个方面，包括电表功率、电压、电流、电量等，均会受到谐波加入的影响。电能表最后计算出的脉冲就是电压和电流的乘积，也就是功率，谐波情况下和非谐波情况下的脉冲输出，利用标准功率反映出来，无谐波和加入谐波实验结果对比分析，体现出了谐波对电能表功率的明显影响量[4]。
（三）载波通信验证
实验过程中在测试平台上放置智能电能表，根据现场和实验室的需求设置测试平台，根据实际情况来调整规格、型号、大小等，放置位置也是要根据实际情况设定，是不固定的位置状态。载波信号转换工具是测试工具，实验过程中在三相电能表检定装置中设置示波器，利用软件控制功能，向电能表的载波模块发送载波信号，将示波器中的载波信号提取出来，在另一个表位电能表载波模块同样位置插置示波器，对载波信号的存在情况进行观察，对比载波信号。该试验发现，在波形仿真中，电能表实验的精确度大大提高，载波通信模块能够将杂波信息削弱，实验结果更加准确、可靠，载波通信方式能够形成串绕作用，使电能表临表位之间的载波信号受干扰，将其他杂波信息消除，试验处于纯净环境中，能够将实验误差消除，提高测量准确性，实现研究工作的创新探索目标，降低测量误差的风险，谐波环境下实现智能电能表计量误差影响量的准确分析[5]。
结论：综上所述，谐波环境下的智能电能表计量误差影响量分析，要结合不同的谐波发生器设置，在谐波环境下测试电能表功能，检测中明确谐波环境中误差较大这一客观事实，结合不同级别谐波产生的不同层次影响，明确电能表的误差分析。随着该技术方案的不断推广，未来对电能表谐波影响量的研究仍旧要不断进行加强技术研究，提高技术水平。
参考文献：
[1]王学伟,陈景霞,等.智能电能表的全系统模型及其动态误差分析[J].中国电机工程学报,2018,38(21):6214-6222+6483.
[2]张永旺,朱孟,等.畸变波形动态测试信号模型及电能表动态误差分析[J].电测与仪表,2018,55(12):92-99.
[3]陈景霞,王学伟,等.智能电能表有功电能动态测量的SDPA算法[J].工程科学学报,2018,40(12):1533-1539
[4]罗群,刘春雨,等.计及谐波信号和温度变化的智能电能表计量误差分析方法[J].中国测试,2019,45(07):117-121+139.
[5]余蔚昆.智能电能表的应用研究[J].无线互联科技,2019,16(13):136-137.