諧波存在時的改進電能計量方法及應(yīng)用

劉海平

摘 要：近年來，我國居民用戶以及企業(yè)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(tǒng)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(tǒng)的運行裝置帶來極大的破壞，其中包括損壞設(shè)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(jié)果的準(zhǔn)確性，改進電能計量技術(shù)刻不容緩。對此，技術(shù)人員需要了解諧波的頻率參數(shù)，包括頻率偏差、頻率幅值以及頻率相位等，并結(jié)合電能表的計量原理，從而掌握電能計量的改進技術(shù)。

關(guān)鍵詞：諧波;電能計量;改進措施;應(yīng)用前景

一、諧波存在時對電能計量的缺陷

1.1損害設(shè)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(nèi)容。諧波被應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，對各種設(shè)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(yán)重，這樣會增加電力行業(yè)成本的輸入，減少他們的收益，而且還會導(dǎo)致電能的供應(yīng)十分不穩(wěn)定，不利于工業(yè)的發(fā)展，也給整個社會造成一定的損失。

1.2導(dǎo)致電路事故的發(fā)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(nèi)容，因此在電力部門或者是與電力相關(guān)的部分都應(yīng)該重視其帶來的影響，只有這樣才能夠盡量對電力內(nèi)容進行管理和監(jiān)督作用，能夠有效的幫助電力事業(yè)的不斷發(fā)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(dāng)諧波存在于基波電流以及基波電壓中的時候，電能表的轉(zhuǎn)盤阻抗會發(fā)生一定的變化，而這一變化，導(dǎo)致了電壓磁通、電流磁通都會隨之而發(fā)生變化，因此導(dǎo)致功率發(fā)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(dǎo)致電能的計量出現(xiàn)誤差，會出現(xiàn)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(fā)生，不符合社會公平公正的發(fā)展的要求，不利于社會的穩(wěn)定，也不利于工業(yè)以及其他行業(yè)的發(fā)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(yīng)用于電力系統(tǒng)中的危害，保證電力行業(yè)有充足的電能供應(yīng)到消耗電能的各個部門，保證整個社會能夠平穩(wěn)的、快速的發(fā)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(dāng)做基礎(chǔ)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(guān)非線性用戶來說的，他們形成諧波，還把里面一部分的相關(guān)諧波倒流進電網(wǎng)，這個時候用基波電能除去倒流進電網(wǎng)里面諧波電能才屬于電能表統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。雖然電網(wǎng)被從非線性用戶處發(fā)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(wǎng)。很明顯，這種電能的計量方式是不科學(xué)的，現(xiàn)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(zhuǎn)換電能計數(shù)，對線性客戶來講，無功效的諧波轉(zhuǎn)換能量未納入到電量中，對非線性客戶來講，基波轉(zhuǎn)換能量被納入到電量中，而由基波能量轉(zhuǎn)變來的諧波轉(zhuǎn)換能量卻被又被算入，這種辦法也不是很適當(dāng)。

二、諧波存在時的改進電能計量方法的應(yīng)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(yè)的收益，不利于我國的電力部門的發(fā)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(shù)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(fā)生因為諧波電能而被多算電量，造成不必要的經(jīng)濟上的損失，同時也不會發(fā)生因為諧波電能為負數(shù)而在計算中使用戶少交電費的情況，不會讓電力企業(yè)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(chǎn)生，對于建設(shè)“綠色電網(wǎng)”起到了重要的作用。

三、電能計量新技術(shù)的應(yīng)用前景

就目前而言，諧波會影響電能表的計量準(zhǔn)確性，給國內(nèi)電能計量工作造成一定的影響，從而給電力企業(yè)造成較大經(jīng)濟損失。如果不能解決諧波問題，就會制約國內(nèi)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。數(shù)字乘法器是一項新型的電能計量設(shè)備，計量人員可以依靠數(shù)字乘法器來得出電量的總功率，并根據(jù)電能計量公式對諧波的功率進行計算。當(dāng)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(tài)，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(dāng)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(tài)，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(shù)據(jù)結(jié)果就是電能的總量值。利用數(shù)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(xiàn)電量多算的情況。同時，利用數(shù)字乘法器對電能消耗量進行計算，能避免發(fā)生諧波電能為負數(shù)值的情況，并能夠準(zhǔn)確地統(tǒng)計出用戶的用電量。因此，電能計量新技術(shù)能夠鼓勵居民用戶安裝諧波處理設(shè)備，對綠色電網(wǎng)的開展工作具有重要意義。

結(jié)語

諧波易出現(xiàn)在電網(wǎng)建設(shè)和運轉(zhuǎn)過程中，形成諧波的源頭小同，就會給電力部門和業(yè)主帶來不同的經(jīng)濟虧損，繼而影響電力部門的發(fā)展，阻擋電力部門與業(yè)主建立尚好的關(guān)系。因此，相關(guān)人員要小斷改進和創(chuàng)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

[1]王竣平，楊建軍.諧波存在時的改進電能計量方法及應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015.

[2]陳媛媛.諧波存在時的改進電能計量方法及應(yīng)用[J].工程技術(shù)：引文版，2016.

[3]陳燕麗.淺析諧波存在時的改進電能計量方法及應(yīng)用[J].大科技，2013.