谐波工况下的电子式电能表计量分析
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电 ， 而 影响 到 电能计量 的准确 性 和合理 性 。如今 ， 进
电子 式 电能表 以其众 多 的优点 逐步 成为 了 电能计 量
装置 中的主流 产 品 ， 它作 为 发 、 电 企 业 、 供 电力 用 户 之 间进行 贸易 结算 的依 据 ， 准确 与否 直 接 影 响 到 三
师。
即： 当谐 波存 在时 ， 电子 式 电能表 的有功 电能 计
玮 （ ９２一） 女 ， 北 武 汉 人 ， 理 工 程 １８ ， 湖 助
量 应该是 依据 电流 和 电 压 的 Ａ Ｄ采样 值 ， 式 （ ） ／ 按 ３
进 行计算 的 。其计 量 了基波 电 能和谐波 电能 的代 数
・
随着 现代 建 设 的高 速 发 展 ， 工 、 金 、 炭 等 化 冶 煤 行业 以及 家用 电器 中非 线 性 用 电负 荷 日益 增 多 ， 特
发 出的基波 功率 为 Ｐ 。 分别送 到 ２ 用户 的功 率为 ， 个 Ｐ 。和 Ｐ 在 发 出 过 程 中 ， 个 用 户 的线 路 及 变 压 。 。。 两 器 损耗 分别 为 △ 。 Ｐ 。和 △ 。。 流 设 备 吸 收 的基 波 Ｐ 整 功率 Ｐ 其 中一 部 分并 非 有 效地 用户 能 量消 耗 ， ， 而 是 转化 为谐 波功 率 向电 力 系 统反 馈 。 中 Ｐ 就 是 图 谐 波源 产生 的谐 波 功 率 ， 别反 送 至 发 电 机 Ｐ 和 分 线 性用 户 Ｐ 。 在 反 送 过 程 中分 别 产 生 谐 波 损 耗 功 ， 率 △ｈ Ｐ Ｄ和 △ ｈ Ｐ Ｄ。
非线 性用 户将 其 吸收 的一 部分 基波 电能 转化 为谐 波 电能 ， 而影 响到 电 网安 全 运行 和其 它用 户 正 常 用 从
２ 现 行 的谐 波 工 况下 有 功 功 率计 量
在 系统 中存 在 谐 波 时 ， 压 Ｕ ｔ 电 （ ）和 电流 ， ｔ （） 中含有基 波 和 ２一ｎ次 谐波 分量 ， 其可 分别 表示为 各 谐 波分 量的 叠加 ：
者 的利益 以及 交易 的合理 性 。
１ 系统 中存 在谐 波 时潮 流 方 向
当系统 中存在 谐 波 时 ， 简化 网络 的基 波 潮 流 和
谐 波 潮流 如 图 １ 。
， ｆ ＝ ，ｓ （ ｏ （） ｉ ｍＪ ｎ ｔ一０ ）
（） ２
在稳 态 条 件 下 ， 有 相 同频 率 的谐 波 电压 和 电 只 流 才能产 生谐 波 功率 ， 率不 同 的谐 波 电压 和 电 流 频 产 生 的平 均功 率 为零 。 因此 ， 均有功 功 率 Ｐ 基 波 平 、 有 功功率 Ｐ 和 总谐波 有功 功率 Ｐ 。 为 ：
别是 一些 大功 率变 流设 备在 电气化 铁路 等企 业 中被
大量 应 用 。这 些设 备在 带给人 们 生活便 利 和提 高劳
动生 产力 的 同时 ， 也使 电 网 中产 生 大 量 的高 次 谐 波
电流 ， 而引起 电压 波 形 发生 畸 变 。这 些 谐 波 成 分 进
不仅 对供 电 系统造 成污染 ， 电力设 备 、 对 通讯 设备 和 测量 仪器 造成 了不 同程 度 的危 害 ， 而且 产生 谐 波 的
波分 析算 法 的计量 方 法以及在 谐 波工况 下合 理计 量 方式 。
［ 关键 词 ］ 波 ；电能计量 ；海宁加 权插 值 谐
［ 中图分类号 】Ｔ ３ ． Ｍ９ ０７ ［ 文献标 识码 】Ａ ［ 文章编号 】１０ －９ ６ ２０ ） ０６３ ８ （０ ８ 增刊 ２ ０ １ ３ － ５－ ０ ０
５１ ・
箜 三鲞
２０ ０ ８年 Ｉ ２月
湖 北 ， 力 电
Ｖ． Ｄｃ．２００８ｄ ｏ３Ａ １２ ｄ ｅ
和 。根 据 图 １ 示 基 波 和谐 波 潮 流 的方 向 ， 波用 所 谐 户和基 波用 户 电子式 电能表所计 量 的有功 功率分 别 为 ： 一Ｐ Ｐ。 和 Ｐ。 。考虑 到电子 式 电能表在 实 ＋Ｐ
Ｖ０ ． ２ Ａｄｄ Ｉ３
Ｄｅ ２０ ｃ． ０８
湖 北 电 力
２ ８ 型 箜 兰 ２ ０ 年１ ０堂 ． 月
谐 波 工况 下 的 电子 式 电能 表计 量 分 析
谢 玮
４０５ ） ３ ０ １ （ 武汉供 电公 司电能 计量 中心 ，湖 北 武汉
［ 摘 要 ］ 在 电 网谐 波 污染 日益严 重 的情 况下 ， 高电能 计量 的 准确 性 和 合理 性是 大势 所趋 。文 提 中对谐 波 工 况下 电子式 电能表 进行 电能 计量 的 问题进 行 了阐述 ， 出运 用 海 宁加 权插 值 Ｆ Ｔ高精度 谐 提 Ｆ
波用户 向 电网注入 的谐 波功 率 ， 论 是对 用 电户还 无 是对 电力 系 统 都 是 有 害 而 无 利 的 。对 线 性 用 户 来 说， 它并 不增 加有效 的功 率 ， 反会 明显增 大其 附加 相 损耗 ， 将严重 缩 短 电机设 备 的使用 寿命 。对 电 力 这
ＰＩ ＋ Ｐｈ
用户 ， 全部 使 用 线 性 用 电 负 荷 ； 一 个 是 非 线 性 用 另
户 ， 用 整 流 设 备 。 为 基 波功 率 始 端 的发 电 机 所 使 作
式中
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［ 稿 日期 １ ２ ０ ・０２ 收 ０ ８１－９ ［ 者简介 ］ 谢 作
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图 １ 简 化 网 络 的 基波 潮 流 和谐 波潮 流 图
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图 １中有 １个发 电机和 ２个 用户 。一 个为 线 性
电 ， 而 影响 到 电能计量 的准确 性 和合理 性 。如今 ， 进
电子 式 电能表 以其众 多 的优点 逐步 成为 了 电能计 量
装置 中的主流 产 品 ， 它作 为 发 、 电 企 业 、 供 电力 用 户 之 间进行 贸易 结算 的依 据 ， 准确 与否 直 接 影 响 到 三
师。
即： 当谐 波存 在时 ， 电子 式 电能表 的有功 电能 计
玮 （ ９２一） 女 ， 北 武 汉 人 ， 理 工 程 １８ ， 湖 助
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随着 现代 建 设 的高 速 发 展 ， 工 、 金 、 炭 等 化 冶 煤 行业 以及 家用 电器 中非 线 性 用 电负 荷 日益 增 多 ， 特
发 出的基波 功率 为 Ｐ 。 分别送 到 ２ 用户 的功 率为 ， 个 Ｐ 。和 Ｐ 在 发 出 过 程 中 ， 个 用 户 的线 路 及 变 压 。 。。 两 器 损耗 分别 为 △ 。 Ｐ 。和 △ 。。 流 设 备 吸 收 的基 波 Ｐ 整 功率 Ｐ 其 中一 部 分并 非 有 效地 用户 能 量消 耗 ， ， 而 是 转化 为谐 波功 率 向电 力 系 统反 馈 。 中 Ｐ 就 是 图 谐 波源 产生 的谐 波 功 率 ， 别反 送 至 发 电 机 Ｐ 和 分 线 性用 户 Ｐ 。 在 反 送 过 程 中分 别 产 生 谐 波 损 耗 功 ， 率 △ｈ Ｐ Ｄ和 △ ｈ Ｐ Ｄ。
非线 性用 户将 其 吸收 的一 部分 基波 电能 转化 为谐 波 电能 ， 而影 响到 电 网安 全 运行 和其 它用 户 正 常 用 从
２ 现 行 的谐 波 工 况下 有 功 功 率计 量
在 系统 中存 在 谐 波 时 ， 压 Ｕ ｔ 电 （ ）和 电流 ， ｔ （） 中含有基 波 和 ２一ｎ次 谐波 分量 ， 其可 分别 表示为 各 谐 波分 量的 叠加 ：
者 的利益 以及 交易 的合理 性 。
１ 系统 中存 在谐 波 时潮 流 方 向
当系统 中存在 谐 波 时 ， 简化 网络 的基 波 潮 流 和
谐 波 潮流 如 图 １ 。
， ｆ ＝ ，ｓ （ ｏ （） ｉ ｍＪ ｎ ｔ一０ ）
（） ２
在稳 态 条 件 下 ， 有 相 同频 率 的谐 波 电压 和 电 只 流 才能产 生谐 波 功率 ， 率不 同 的谐 波 电压 和 电 流 频 产 生 的平 均功 率 为零 。 因此 ， 均有功 功 率 Ｐ 基 波 平 、 有 功功率 Ｐ 和 总谐波 有功 功率 Ｐ 。 为 ：
别是 一些 大功 率变 流设 备在 电气化 铁路 等企 业 中被
大量 应 用 。这 些设 备在 带给人 们 生活便 利 和提 高劳
动生 产力 的 同时 ， 也使 电 网 中产 生 大 量 的高 次 谐 波
电流 ， 而引起 电压 波 形 发生 畸 变 。这 些 谐 波 成 分 进
不仅 对供 电 系统造 成污染 ， 电力设 备 、 对 通讯 设备 和 测量 仪器 造成 了不 同程 度 的危 害 ， 而且 产生 谐 波 的
波分 析算 法 的计量 方 法以及在 谐 波工况 下合 理计 量 方式 。
［ 关键 词 ］ 波 ；电能计量 ；海宁加 权插 值 谐
［ 中图分类号 】Ｔ ３ ． Ｍ９ ０７ ［ 文献标 识码 】Ａ ［ 文章编号 】１０ －９ ６ ２０ ） ０６３ ８ （０ ８ 增刊 ２ ０ １ ３ － ５－ ０ ０
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谐 波 工况 下 的 电子 式 电能 表计 量 分 析
谢 玮
４０５ ） ３ ０ １ （ 武汉供 电公 司电能 计量 中心 ，湖 北 武汉
［ 摘 要 ］ 在 电 网谐 波 污染 日益严 重 的情 况下 ， 高电能 计量 的 准确 性 和 合理 性是 大势 所趋 。文 提 中对谐 波 工 况下 电子式 电能表 进行 电能 计量 的 问题进 行 了阐述 ， 出运 用 海 宁加 权插 值 Ｆ Ｔ高精度 谐 提 Ｆ
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ＰＩ ＋ Ｐｈ
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图 １ 简 化 网 络 的 基波 潮 流 和谐 波潮 流 图
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图 １中有 １个发 电机和 ２个 用户 。一 个为 线 性