电力系统谐波对电能计量的影响.docx

电力系统谐波对电能计量的影响摘要：在实际供电过程中，供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。电力系统中的谐波会影响计量装置的准确计量性，同时会给电网企业和电力用户带来经济方面的诸多影响。本文旨在于分析谐波对电能计量造成的影响。1、绪论随着目前电力用户中非线性负荷日益增多，系统中谐波电压和电流的成分也不断增加。谐波不仅对供电系统造成污染，对电力设备构成危害，影响电力系统运行的稳定性与可靠性。此外，谐波的产生还会造成供电企业线损增加，电网企业非经营性成本增加。因此有必要研究在谐波影响下的电能计量方式，以确保电能计量的准确性，保障电网企业的经营效益。2、谐波的产生在电力系统中，谐波产生的原因是用电负荷的非线性特性，即用电设备上所加电压与所产生的电流不成线性关系。这些非线性负荷会向电网反馈谐波，导致电力系统的电能质量变坏。电力系统中的谐波源主要包括三类：（1）电磁饱和型设备：各种铁芯设备（如电抗器等），其铁磁饱和特性为非线性。（2）电子开关型：主要包括各种换流装置（如整流、逆变器）及晶闸管可控开关设备等，这些设备在冶金、矿山、电气化铁路等企业中被广泛使用。（3）电弧型：各种炼钢设备，电焊机等，如在电弧炉中由于三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不均匀，从而引起三相负荷不平衡，最终产生谐波电流。3、谐波对电子式电能表计量的影响分析电子式电能表的频率特性曲线相对平坦，因此可近似认为没有衰减，这表明电子式电能表具有较宽的频率效应。当电网中电压与电流信号中，只有一个发生畸变，而另一个信号仍为正弦波时，根据正弦函数正交性可得，电子式电能表误差变化很小。当电网电压与电流均发生畸变时，因为电子式电能表频带宽，所以仍能准确地计量谐波功率。目前广泛应用的电子式电能表是以总畸变波形作为基础来进行电能计量，并未将基波与谐波区分开。对于线性负荷来说，电能表所计量的电能为基波电能与谐波电能的总和。尽管谐波对线性用户无用甚至有害，但其仍然会被计入电能，所以线性用户会被多计量电能量。而对于非线性负荷来说，其会产生谐波，并且会将一部分谐波反馈入系统，此时电能表所计量的电能是基波电能与反馈入系统的谐波电能之差。非线性用户作为谐波源会污染电网，但是其电能却被少计量，所以这种计量方式是很不合理的。目前采用的改进措施有加前置低通滤波器，滤去除基波外的谐波，只计量基波电能。对于线性用户，无用的谐波电能没有被计入电量；而对于非线性用户，只计量了基波电能，而由基波电能转化成的谐波电能并没有被计量，因此这种措施的改进效果也不是很理想。4、结论产生谐波源的非线性用户的电能量总是被少计，会直接影响到供电企业的经济效益。若采用专用的谐波电能表进行计量的话，则有助于供电公司减少经济损失，提高经济效益。同时，对非线性用户采用谐波电能表进行计量有助于采取经济杠杆，通过经济的手段促使谐波用户采用谐波治理装置，减少谐波的产生，有利于电力公司建设“绿色电网”，减少由于谐波引起的计量纠纷，更好地建设和谐社会。目前，国内尚没制定关于计量谐波电能的相关标准，而作为贸易结算的电能计费数据，必须以相关标准为依托。因此，我们认为尽快建立谐波计量的标准应当是当前谐波计量的重要内容之一。建立谐波计量的相关标准，首先需要对实际中的非线性用户进行充分的了解，并能定量地测量其谐波数据。其次，需要考虑到现有的计量标准和非线性用户的实际情况，谐波计量标准的建立应以目前的计量标准为基础，首先需要提供与传统计量方式一致的总电能数据，其次需要提供非线性用户的基波电能、谐波电能量等数据，这些数据还有助于电力公司开展灵活多样的收费措施。新型计量谐波源负载的电能表，可以解决供电企业对谐波源负载的实际电能的计量问题，逐渐消除电力系统的谐波问题对于系统安全、经济、稳定运行所构成的潜在威胁。随着国家对电力系统谐波问题的逐步重视以及深入管理，使得谐波收费的可能性大大增加，计量法中并没有规定限制谐波收费的相应条款，用电管理也要求用户满足谐波治理的相关指标后，方能并网用电。因此，对电能谐波实行惩罚性的收费是合理的。通过征收对谐波的惩罚性收费，不仅可以降低供电企业的经济损失，保护线性负荷用户的电能质量与经济利益，而且还能促进谐波源用户实施对谐波的改造治理。虽然目前国内尚无谐波功率的标准溯源，但对谐波电压、电流标准可溯源，可以利用电压、电流标准，实现对谐波功率测量标准的有效性进行验证。因此，通过谐波电能表计量收费将为期不远。Reference1薛蕙，杨仁刚.改进的瞬时功率和谐波电流检测理.电力系统及其自动化学报,2002,14（2）：8～112张俊敏，宣扬.基于瞬时无功功率理论谐波检测的新方法.电力情报，2002：4～63同向前，薛钧义.考虑谐波污染时用户电量的计量.电力系统自动化，2002,26（22）：53～55-全文完-