摘要：由于智能化设施的迅速发展，在日常的生活里智能化设施中的相关电力设备形成了极多的谐波，从而让电力体系承受了巨大的负担，致使电能的品质大幅降低。在实际生产中严格管理好非线性负荷，减少谐波对电能计量产生的误差，使得用户和企业都可以从中受益。
关键词：谐波；电能计量；影响
1电能表的计量原理
1.1 感应式电能表结构及工作原理
电能表由电磁元件（包括电压元件和电流元件），转动元件，制动元件，计度元件，轴承等构成。
（1）驱动装置由电压电磁铁、电流电磁铁和装于轴上的铝质圆盘构成。用来产生驱动力矩，驱动力矩正比于被测电路消耗的功率：
（2）转动元件由铝质转盘和竖转轴用合金压铸在一起组成。
（3）制动装置由永久磁铁与圆型铝盘构成，大小正比于铝盘的转速：当转动力矩与制动力矩相等的时候铝盘将以匀速转动，此转速N正比于电路的功率：
（4）计数装置是一个十进制的机械式计数器，用来记录铝盘转数。C称为电能表常数。铝盘转数乘以常数C就是被测电路消耗的电能。
1.2 电子式电能表工作原理
电子式电能表的结构主要包括：输入部分、乘法器、积分部分、输出部分。电子式电能表工作原理是通过电压采样和电流采样，将电压信号和电流信号送入乘法器得到功率，然后通过积分电路，也就是进行V/F压频变换，得到对应的频率，通过对频率信号计数得到被测电路消耗的电能值送至输出。
2 谐波对电力计量准确性的影响
电力系统谐波影响了电力计量的准确性，这些影响是指存在谐波电流和电压的状况下，电能表是否可以将通过电能表的有供电能准确的计量，电能表计量出现的误差（e）是计量电能（Em）和被测电能（Et）之间的相对误差，用公式表示为：e=（Em-Et）/EtΧ100%
2.1 感应式电能表
感应式电能表最佳的工作性能表现在只有在电压和电流都是正弦波，并且在工频附近较窄的范围内的时候。一旦系统中的电流和电压波形产生畸变，偏离了正弦，那么就会导致感应式电能表不能准确计量。并且被测电压与电流的谐波频率越高，电能的负误差就会越大，难以对通过的电能准确测量。
2.2 电子式电能表
从理论上来说，对于不同的被测信号波形，电子式电能表会产生不同的响应，从而产生不同的误差。当电压或者电流的其中之一发生畸变时，电子式电能表就会出现些微的误差，但是误差较小可以忽略不计；当电流和电压的波形全都发生了畸变，与正弦偏离的时候，电子式电能表的误差则在它的精度范围之内。
在对电能量进行测量的时候，也要对电网电流和电压进行测量，然后用互感器将其转换成弱电信号以后，再输入电能表。所以测量结果是否准确直接受用互感器的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果用互感器在测量中存在非线性的特征，那么当畸变信号通过互感器的时候，各次谐波的成分的转换比例就会不一样，这就导致被测信号发生变形，不能进行准确测量。
3谐波对电力计量合理性的影响
电力系统谐波对电力计量合理性的影响表现在：首先，当系统的电源表现为正弦波的时候，线性负荷的电流和电压的信号也都表现为正弦波，只是消耗基波的有功功率；第二，当非线性负荷的电流产生畸变的时候，电压表现为正弦波，又因为只有同样频率的电流和电压的积分才不等于零，因此电路消耗的有功功率就只是同样频率的电流和电压的积分，这么此个电路也就仅损耗基波的平均功率；第三，当非线性负载的电流强度和电势差都产生异常时，在损耗基波的平均功率时，也损耗了谐波的平均功率；第四，当体系的电势差为正弦曲线时，线性负载的电流强度和电势差无产生异常，就单单损耗基波的有用功，可是非线性负载既向体系输入谐波的有用功，也吸取基波的有用功。
4 提高计量准确性和合理性的对策
电能计量表误差的研究，首先要建立好一个误差模型，并确定好参数和量化概念，全面分析谐波对电子式电能表和感应式电能表的影响。但限于技术原因，基波消耗的能量和谐波消耗的能量很难进行精度的计算。如果对谐波源用户重新分配电价，则供电公司就受到损失，而对非谐波源用户会造成损失。需精准的就电能展开计量，关键在于区别可用基波功率与无用谐波功率。
4.1提高计量准确性的对策
由于电能计量表只计量了基波功率，故首要问题就是要滤除谐波。滤除谐波可以采用硬件实现方式和软件实现方式，但主要使用的是硬件实现方式。硬件实现是选择合适的截止频率，在通过高阶低通滤波器阻止高次谐波进入电能表，达到消除谐波保留了基波。软件方式，一般使用傅里叶算法来消除谐波保留基波。过滤谐波方式，对于受到谐波影响的电力部门和线性用户来，避免了因谐波产生的额外功率。但对于非线性用户来，谐波产生的电能费用，使得电力系统因谐波的影响而遭受损失。下面讨论分别计量谐波和基波功率的方式，并区分正负功率。这种电表主要的部分为为单片机。通过傅立叶变化对频谱展开计算，能够精确对正弦波分量以及谐波功率进行计算。这种计量方式可以有效的找出谐波功率产生的用户，并实施相应的管理措施对其作出处罚，来减少电力部门的成本。但其使用较为困难，且成本高昂。
4.2提供计费合理的对策
为了做到电能收费的合理性，在对用户征收基波电能电费时，可以征收附加电费。尤其对于非线性用户，在电网中注入的谐波电能往往不尽相同，必须采取适当的机制，收取一定的惩罚性电费，设用户消耗的总电能为E，负载消耗的电能为E1，则电网中谐波电能损耗为Ek=E-E1，其中D1是基波电能电价，DH为非线性用户的惩罚性电价，线性用户DH=0。通过上述计量方式，可以定量和合理地计量非线性和线性用户的电能消耗，解决了谐波对电能计量产生的不合理性。
结语
计量方式于电流通过波动不明显的时候，精准程度较好，若整个体系遭受外界无用波的干扰严重，并且在程度远远超过了计量装置的的承受能力，那么这一计量举措的精准程度就会大打折扣，失真厉害。为了阻止此类状况的产生，将来计数表的发展趋向是将谐波与基波展开阻隔，并分别展开计数。本文通过对电气体系的谐波生成原因的剖析，只有分开计数负荷损耗的谐波电能与基波电能才是最适宜的计数办法。
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论文作者:托娅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
标签：谐波论文; 电能论文; 基波论文; 电能表论文; 电流论文; 电压论文; 功率论文; 《电力设备》2017年第2期论文;