欧辉

摘 要：在经济社会的快速发展下，电力资源在人们的日常生活、工作中的应用范围逐渐扩大。但是使用电力设备进行电能供配电时，由于非线性负荷电力设备应用期间受到的外界干扰较大，电力系统会出现谐波情况，进而会影响电能计量工作的质量以及电力企业的经济收益，因此，电力企业需要充分认识到电力谐波对于电力计量工作造成的诸多影响，结合电能计量现状提出有效的解决办法。基于此，本文将对电力谐波的产生、影响等内容做出了详细分析，以便为更多电力企业电能计量工作的正常有序开展提供参考经验。

关键词：电力谐波；电能计量；影响

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0151-02

电力企业通过系统的电能资源营销、供应等工作，可以为用户提供满意的供电服务，之后再对用户的自用、商业等形式的用电量按照相应的计量标准、方式进行计量，即可获得经济收益。但是，电能计量期间电能容易受到多种因素干扰，导致计量结果不合理。如果未对这些问题作以解决与改善，会致使电力企业蒙受较高的经济损失。因此，电力企业需要在日常电力系统管理中，应提高对电力谐波的正确认识，从电力计量产生的影响出发，加强对电力系统运行质量和效果的监督管理。

1 电能计量受电力谐波的影响分析

1.1 电力谐波产生

电力系统在以往使用期间，也较常容易出现电力谐波，该种谐波的量值不大，来源于变压器，对电能计量不会造成严重影响。但是在科学技术发展下，当前的电力工程多朝着智能化方向发展，电力设备多为智能化的电力电子设备，此类设备的大量应用产生了较多类型的电力谐波。同时智能化电力系统运行期间使用的技术为电力电子技术，设备为整流二极管，之后将交流电进行转化，使之成为直流电进行调配、供给，转换形式为AC/DC（工频整流），电能形态多以该种转换形式来呈现[1]。电流转换期间使用的转换器为大电容器、桥式整流器滤波，例如变频调速器、电化学工业整流等，所以基于上述设备所选取的二极管基本都有一个较小的导通角，在正常使用时交流电的电压值较高，可为正弦波最高值，这就使得交流电波形在电压影响下出现波形畸变情况，基波低于三次谐波。如果电源电压假设为正弦波，对于功率需要使用基波来进行传输，整流器工作时的输出功率平均值主要是由进线电流基波、电流电压的均方根值相乘获得，将得到的结果再次与进线电流基波的均方根值进行相乘，结果通过P=U（sI）cosΦ1公式来表示，其中p=UsIs表示视在功率，PF=P/S（P指有功功率，S指视在功率）。结合上述公式的计算情况，PF=U（sI）cosΦ1/UsIs。如果进线电流基波在电压干扰下存在畸变情况，则公式比值较小，功率也会随之降低，产生电力谐波。

1.2 电力谐波影响

1.2.1 影响电力计量准确性

当电力系统的电压、电流有电力谐波存在时，电能表在干扰下会出现供应电能计量误差，导致电能计量结果存在问题。具体影响表现在：首先感应式电能表，该种电能表工作期间需要电流电压均为正弦波，才可以正常计量电能，一旦电压电流有异常变化，为非正弦波时电能表计量功能在影响下会出现下降，无法准确计量电能。检测电力谐波可知谐波频率较高时，计量误差也较高，而且为负误差，电力企业直接按照电能表测量的用电量计量电能使用费用，会出现巨大的经济损失[2]。其次电子式电能表，该电能表在使用期间会对不同的信号波形发出相对应的响应，所以在电力电子设备使用产生的多种谐波影响下，系统功能模块无法正常工作，会发生计量误差问题（电能表功能模块工作图参见图1）。如果为单一的电流或电压出现畸变产生谐波，电能表计量误差较小，对于最终计量结果造成的不良影响可以忽略不计，但是两者均发生畸变，则出现的计量误差非常大。进行电能使用量的具体测量时，需要直接对电流、电压参数进行测定，之后将电流电压借助于互感器进行弱电信号的转换，将获得的参数输入到电能表中即可[3]。分析测量结果可知该结果在互感器影响下会出现误差，尤其是具有非线性特点互感器造成的误差更大。互感器在转换电流时，如果通过的有畸变信号，那么产生的多种谐波的分配比例会出现较大不同，差异越大，被测信号的变形越明显，测量结果误差也越大。

1.2.2 影响电力计量合理性

实践中对电力计量的合理性影响表现在以下几个方面：首先电力系统以正弦波表示电源时，会影响电压、线性负荷电流，电压与电流随之表现为正弦波，此时基波有功功率被大量消耗。其次电流受到非线性电力设备影响出现非线性电流时，一旦发生电流畸变表现，以正弦波表示电压，并且此时电流以及电压处于同样频率下，积分非零，会以消耗积分的形式消耗功率。然后在非线性设备干扰下，导致电流电压均有畸变表现时，消耗的有功功率包括基波、谐波两个方面。最后电力的电压值经检测，确定为正弦波时，电流与电压通常不会有畸变情况发生，消耗的有功功率为基波功率，并且应用转换器转换电流期间，受到非线性负荷影响会吸收部分基波功率，所以有功功率的大量消耗，干扰电能计量合理性[4]。

2 降低电力谐波影响的措施分析

针对电力谐波的影响，首先在电能计量方式上面，可以采用纯基波计量方式，直接忽略谐波，测量基波功率即可；还可以区分基波、谐波功率，运用有效的计量方法予以应对。目前我国电能计量多采用全能方式，如果电力系统的基波频率处于稳定状态下，得出的计量结果准确性极高。但是，若存在电力谐波干扰电力系统的问题时，计量设备由于自身的功能局限性，无法直接对异常的用电结果进行计量，电能表承受能力在影响下会逐渐下降，逐步丧失精准计量功能，计量结果较之于实际用电情况严重失真。所以在未来的电能计量中需要大量采用隔离谐波、基波分开计量的工作方法，以此最大化的减少谐波干扰作用。同时，需要构建计量模型，针对性的对受影响的用电量进行误差计算，结合得出的误差值进行问题处理。其次电能表研究人员需要加强谐波电表的研发工作，在准确把握各项电力谐波产生原因、干扰作用前提下，应用单片机等现代化的先进技术研发新型谐波电能表，要求该种电表具备基波、谐波区分以及分别计量作用，还需要具备总电能、实际使用电能以及基波无功、有功电能的计量功能[5]。除此之外，新型电表的集成化程度较高，其实际应用期间发生運行故障、零件失灵等风险较低，可进行推广使用。但是，谐波电表应用过程中由于存在收费系统研发不合理问题，直接投入市场应用不仅影响电力企业的经济利益，而且对于消费者的用电费用核算也不合理，需要加大这类电表的研究力度，且在实践过程中进行慎重使用。

3 结语

电力系统运行期间在干扰因素作用下会发生电力谐波，会对不同类型的电能表、计量结果的合理性均会产生影响，导致电力企业基于电能的经济收益大量减少。因此，电力企业需要在电力资源应用期间，加强对电力谐波的研究，提升对电力谐波的干扰影响的认知水平。在此期间，应从从具体的影响入手，找出相应的对策予以应对，从而减少电力谐波对电能计量的不良影响，以此增加企业经济收益，满足电力企业可持续性发展要求。

参考文献

[1]刘叶.单相智能电表的研究与设计[D].青岛大学，2017.

[2]刘座铭，吕项羽，常学飞，张宗宝.电力谐波对电能计量的影响及治理措施[J].吉林电力，2013，41（02）：32-34.

[3]曾博.双向互动电能计量模式下的谐波分析及应用研究[D].湖南大学，2011.

[4]张鹏，李啸骢，黄绿橙，李文涛.避免电力谐波导致电子式电能表计量误差的研究与设计[J].陕西电力，2010，38（06）：1-4.

[5]唐福顺，禹仲明.基于电力谐波的电能计量分析[J].湖南电力，2002，（05）：13-15.