关于电力系统谐波与电能计量的探究

[摘 要]电力系统的安全运行关系到发电厂、电力供应部门、以及用户的正常用电。对于电能的准确计量，则关系到发电、供电以及用电三方的经济利益。目前我国电力系统不断地增加电力电子装置的使用产生了大量谐波，而谐波在形成的过程中，对电能的计量产生了巨大的影响，可能会造成电能计量的失真，导致三方出现经济损失。因此，本文主要针对电力系统中谐波对电能计量的影响进行简单的分析和探究，确保减少对电能计量造成的经济损失。

[关键词]电力系统；谐波；电能计量；重要性；原理

中图分类号：TQ868 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0398-01

我国电力系统中，因为大量的使用电力电子装置，导致产生了大量的谐波，从而对电能计量产生了巨大的影响。而电能计量的不准确会给发电厂、供应商以及使用者带来巨大的经济损失，同时会导致电能的浪费，这是对资源的浪费，因此，相关学者和有关部门，针对谐波对电能计量的影响进行详细的研究，通过研究发现，目前还没有比较科学的控制谐波对电能计量影响的办法。本文就是针对谐波对电能计量的影响进行研究，希望能够为有效控制谐波提供一点微薄之力。

一、电能计量的重要性

目前我国电力系统以及电网系统逐步的向智能方向发展。而电能计量的工作，不仅能够解决电力系统智能化的发展遇到的阻碍，还能够准确的计量电能的消耗的使用量，这对于电力系统的维护与运转具有重要的意义和作用。同时，电能计量也是确保发电、供电以及用电三方的利益不受到损失的重要的方式和技术手段。因此，电能计量在电力系统运行中，起到的作用是不可替代的，也是我国对电能消耗进行统计的一种方式，对于我国电能资源的控制和管理，具有积极的作用和重要的意义。

二、电能表的结构与计量原理

（一）智能电能表

智能电能表主要是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，据有电能量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。是目前我国电力系统中，以及建筑中，比较常用的电能表。而智能电能表目前主要有两种类型，分别为单相表和三相表。单相表，一般是对家庭用电消耗电能计量的方式，是以220V电压为计量标准，而三相表，主要适用于工业企业的用电，以380V电压为标准，计量电能消耗的电能表。同时，由于智能电能表本身的设备和功能的原因，缴费的方式也可以进行选择，不同的缴费方式，电表的类型也不同。一般可以分为本地表和远程表。如果用户使用的是IC卡缴费，这样的电能表是在用本地表。如果用户要去供电局缴费，并且智能电能表没有安装在用户家庭范围之内，就是远程表。

（二）数字式电能表

数字式电能表是前几年大量使用的一种电能计量的器具。其结构主要是以数字乘法器为工作的核心，而数字式电能表的工作原理，主要以数字功率表为基础，利用乘法器，实现对电能的测量的，而且因为使用的模拟乘法器和数字乘法器的不同，电能的计量也会产生一定的细微的差别，而且使用的是微处理核为核心的电能计量方式。

三、电力系统谐波与电能计量的探究

（一）谐波对智能电能表的影响

谐波的产生会对电能计量产生一定的影响，通过对智能电能表的结构分析以及计量原理的了解，可以清楚的知道谐波对智能电能表产生的影响。首先，智能电能表与数字式电能表相比，具有更大的优势，因为智能电能表本身的组成构造，能过准确的计算出电能消耗的情况，避免了计量点能出现误差的情况，而且即使有误差，也是在合理的范围之内的。但是谐波的出现，对智能电能表产生了重大的影响。因为智能电能表的是按照正弦50Hz范围波动的，也就是说，正弦波动的失真情况只要在一定范围内，就是允许的。但是谐波的产生，干扰了智能电能波的基波，让智能电能表的正弦波动超出了一定的范围，这样就会导致计量的失真，进一步导致了乘法器出现故障，产生计算错误的情况。但是由于智能电能表不是纯基波构成的正弦波，所以，在一定程度上，一定会受到谐波的干扰，造成一定的电能计量误差。

（二）谐波条件下的电能计量合理性的影响

谐波的产生对电能计量产生了巨大的影响。因此，想要了解谐波条件下，电能计量的和理性地影响，首先要了解谐波的条件下的电能计量的方式，分别为，第一，利用基波和谐波的综合功率，作为电能计量的标准。第二，利用基波功率作为电能表电能计量的方式，第三种就是基波和谐波分别计量的一种电能计量方式。

因为电能计量的选择方式的不同，导致谐波对电能计量的合理性产生了一定的影响。第一，谐波的产生导致了显性和非线性负荷消耗的电能，损失了一部分的电能。第二，谐波对非线性负荷引起的谐波电能净损耗，是因为电网注入的谐波在电网用户中产生了一定的电能的损耗，第三，谐波功率方向的化，对电能计量产生了一定的损耗的影响。而且无论电压和电流的波动是否发生了变化，只要谐波功率和方向发生变化，就会带来一定的电能的损耗和消耗，给用户造成一定的经济损失。也就是说，无论电压是否为正弦波，只要谐波产生了变化，就会带来一定的电能的消耗。

因此，通过对谐波条件下，对电能计量和理性的影响的分析可以知道，谐波对电能计量产生影响，主要有三个方面。第一，当电压为正弦波的时候，而且负荷为线性的时候，因为电路中只有基波电流和电压，这个时候的电压和电流是没有畸变的情况发生的，因此，负荷只需要消耗基波的功率既可以了。这样不会产生额外的消耗。对电能的计量不会产生影响。第二，则是电压为正弦波的时候，此时的负荷为非线性的，因为电压中只有基波信号的存在，所以导致电流中既有基波存在，又有谐波的存在，而形成的正交互式的电流，会对系统中的谐波产生一定的影响。导致电能计量出现了偏差。第三，则是电压为非正弦波，而且负荷也是非线性的，这样在线路中会存在高次的谐波存在的情况，同时导致了基波和谐波功率的消耗，导致整个电能计量出现偏差。

四、结语

电力系统想要科学化的运转，首先要确保电能计量的准确性。因为电能计量的不准确，会导致电力系统和用户产生一定的经济纠纷。而本文针对谐波对电能计量产生的影响进行进行探究和研究，发现了对电力系统带来的一定的影响。而且研究的方向主要是谐波对传统电能表以及数字式电能表的影响，并且在谐波的影响下，选择的电能的计量的方式。通过详细的研究，可以清楚的了解到对电能计量的影响，从而找到科学合理的解决办法和控制办法。

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