諧波存在時的改進電能計量方法及應用

劉海平

摘 要：近年來，我國居民用戶以及企業單位的用電需求不斷增加，給電力部門的計量工作增加較大的難度。由于在電力系統的運行中，通常需要將諧波用于供電工作中。但隨著諧波的使用量不斷增多，對電力系統的運行裝置帶來極大的破壞，其中包括損壞設備、損壞電路、造成計量誤差以及破壞電能表的使用性能，并影響到電力部門的電能計量工作。要想提高計量結果的準確性，改進電能計量技術刻不容緩。對此，技術人員需要了解諧波的頻率參數，包括頻率偏差、頻率幅值以及頻率相位等，并結合電能表的計量原理，從而掌握電能計量的改進技術。

關鍵詞：諧波;電能計量;改進措施;應用前景

一、諧波存在時對電能計量的缺陷

1.1損害設備

因為電能在整個社會中扮演的角色越來越重要，因此在很大程度上需要不斷的重視這部分的內容。諧波被應用到電力系統中，對各種設備、線路都會造成一定的危害，使它們損壞的越來越快、越來越嚴重，這樣會增加電力行業成本的輸入，減少他們的收益，而且還會導致電能的供應十分不穩定，不利于工業的發展，也給整個社會造成一定的損失。

1.2導致電路事故的發生

諧波的使用變得越來越廣泛了，因為在實際也越來越重視這部分的內容，因此在電力部門或者是與電力相關的部分都應該重視其帶來的影響，只有這樣才能夠盡量對電力內容進行管理和監督作用，能夠有效的幫助電力事業的不斷發展與壯大。

1.3對電能計量造成一定的誤差

諧波存在會對電能的計量造成一定的誤差。當諧波存在于基波電流以及基波電壓中的時候，電能表的轉盤阻抗會發生一定的變化，而這一變化，導致了電壓磁通、電流磁通都會隨之而發生變化，因此導致功率發生了改變，功率對于電能的計量有著十分重大的意義，所以說，諧波的存在會對電能的計量造成一定的誤差。

諧波的存在導致電能的計量出現誤差，會出現電能使用者多交或者是少交電費的情況，而這樣的情況的發生，不符合社會公平公正的發展的要求，不利于社會的穩定，也不利于工業以及其他行業的發展，給社會造成一定的損失。

所以說，諧波的存在會對電能的計量造成很大的影響，要及時進行諧波存在時的改進電能計量方法的工作，盡可能的減少諧波被廣泛應用于電力系統中的危害，保證電力行業有充足的電能供應到消耗電能的各個部門，保證整個社會能夠平穩的、快速的發展。

1.4諧波情況下對電子式電能表的影響

電子式電能表將畸變波形的總量當做基礎來對電能進行計算，針對不同用戶可以分為兩種情況。第一種情況針對線性用戶而言，基波電能和諧波電能的總量是它計量的電能，而諧波（harmonic）對線性用戶有害，但是諧波所帶來的電能也會被計入到總電能中，這樣就會使得電能被多計量了。另外一種情況屬于針對有關非線性用戶來說的，他們形成諧波，還把里面一部分的相關諧波倒流進電網，這個時候用基波電能除去倒流進電網里面諧波電能才屬于電能表統計的數據。雖然電網被從非線性用戶處發出的諧波所污染，但是電能卻被少計了，這種狀況變相鼓勵用戶將諧波注入電網。很明顯，這種電能的計量方式是不科學的，現在存有改良的辦法（如增加高頻去除過濾儀器以消除基波之外的諧波）僅對基波轉換電能計數，對線性客戶來講，無功效的諧波轉換能量未納入到電量中，對非線性客戶來講，基波轉換能量被納入到電量中，而由基波能量轉變來的諧波轉換能量卻被又被算入，這種辦法也不是很適當。

二、諧波存在時的改進電能計量方法的應用

目前，諧波存在時的電能的計量方法存在著一定的誤差，這些誤差的存在在一定程度上減少了電力行業的收益，不利于我國的電力部門的發展。為了減少諧波存在時的電能的計量的誤差，我們可以利用數字乘法器來得到總功率，然后通過計算來得出諧波的總功率，如果基波功率（fundamentalpower）和諧波功率方向一致，也就是說負荷為線性負荷時，只有基波的電能對其起作用，因此我們只需要對基波的電能進行計算。反之，如果基波功率（fundamentalpower）和諧波功率方向相反，說明負荷為非線性負荷，那么此時基波的電能和諧波的電能都要計算進去，我們可以取它們的絕對值之和，得出的即是總量了。采用這種方法來計算電能，可以避免發生因為諧波電能而被多算電量，造成不必要的經濟上的損失，同時也不會發生因為諧波電能為負數而在計算中使用戶少交電費的情況，不會讓電力企業蒙受不必要的損失，運用這種計量方法能起到鼓勵用戶采用諧波處理裝置的作用，有效減少了諧波的產生，對于建設“綠色電網”起到了重要的作用。

三、電能計量新技術的應用前景

就目前而言，諧波會影響電能表的計量準確性，給國內電能計量工作造成一定的影響，從而給電力企業造成較大經濟損失。如果不能解決諧波問題，就會制約國內電力產業的發展。數字乘法器是一項新型的電能計量設備，計量人員可以依靠數字乘法器來得出電量的總功率，并根據電能計量公式對諧波的功率進行計算。當基波功率的輸送方向與諧波功率的輸送方向相同時，就表明負荷正處于線性負荷的狀態，此時計量人員不需要對諧波的功率進行計算，只需計算出基波電能值，而基波電能值就是電能的總量值;當基波功率的輸送方向與諧波功率的輸送方向相反時，就表明負荷正處于非線性負荷的狀態，此時計量人員就需要分別計算出基波電能值以及諧波電能值，并取基波電能的絕對值與諧波電能的絕對值之和，得出的數據結果就是電能的總量值。利用數字乘法器對電能消耗量進行計算，能避免受到諧波電能的干擾，這就不會出現電量多算的情況。同時，利用數字乘法器對電能消耗量進行計算，能避免發生諧波電能為負數值的情況，并能夠準確地統計出用戶的用電量。因此，電能計量新技術能夠鼓勵居民用戶安裝諧波處理設備，對綠色電網的開展工作具有重要意義。

結語

諧波易出現在電網建設和運轉過程中，形成諧波的源頭小同，就會給電力部門和業主帶來不同的經濟虧損，繼而影響電力部門的發展，阻擋電力部門與業主建立尚好的關系。因此，相關人員要小斷改進和創新諧波存在時的電能計量方法，將諧波帶來的小良影響最小化。

參考文獻

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