【摘 要】電力系統中，電力諧波的干擾是不可避免的現象，諧波是由電力系統中的主要設備硬件因素引起的，其對電力計量的準確性和合理性實時產生影響，因此有必要對電力諧波進行技術的改進及有限的控制。

【關鍵詞】電力諧波；電力計量；應用
1 電力諧波的產生和測量
1.1 電力諧波產生的原因
第一，發電源的質量低而出現電力諧波。發電機之中的三相繞組在工作的時候不能夠達到完全對稱，并且發電機鐵芯也不能做到絕對的均勻而一致，加上其他的發電機的其他干擾因素，使發電源產生諧波，不過，發電機諧波相對較少。
第二，輸電系統產生諧波。在輸配電系統中產生的諧波最主要的是由變壓器所產生的。由于變壓器鐵芯出現飽和，磁化曲線非線性，以及變壓器設計時出于經濟性的考慮，使得工作磁密在磁化曲線的飽和段上，導致磁化電流呈非平滑線性的特征，含有奇次諧波。在變壓器工作中，鐵芯越是具有較高的飽和程度，變壓器工作點就越是偏離線性規律，其諧波也就越強。
第三，用電設備產生諧波。晶體閘管整流在開關電源、電動機車、鋁電解槽、充電設備等方面應用廣泛，導致電網中產生大量的諧波。當整流裝置是單相電流電路的時候，接感性負載就會產生諧波電壓，其中第三次的諧波含量高達30%，電容量增加就會使諧波含量增加。據測算，整流裝置產生的諧波在電力諧波中占40%，為最主要的諧波源。
1.2 電力諧波的測量方式
研究諧波就要對其進行必要的測量，不可以回避要點，這是控制諧波最基礎的工作。通過對諧波進行測量，能夠達到對諧波的在電力網絡中的實時監測與控制，掌握諧波的方向和含量，并對諧波流向進行分析，同時對其相位、電壓電流幅值、次波含量、正反電量等參數進行計量，為電力部門對諧波的控制和治理提供數據支持。由于諧波所具有的成因復雜、不穩定、隨機性、非線性等特點，所以難以達到對諧波準確無誤的測量。目前，測量電力諧波的主要方法有：小波法測量、神經網絡測量、瞬時無功率測量、傅里葉變換測量、帶阻濾波器測量或模擬帶通測量。每一種測量方法都有其各自的優缺點，當前最為常見的測量方法是傅里葉變換頻域分析測量。
2 電力諧波對電力計量的影響
2.1 對電表電感的影響
電感式電表的工作原理是依靠磁感應進而產生力矩來促使器件轉動，從而進行計量。電壓線圈在工作中，電流磁通有兩部分：一是穿過鋁盤，通過回磁板進而形成的工作磁通；二是不穿過鋁盤，利用左右鐵軛的作用形成的分工作磁通。由電流線圈所引起的磁通會穿過鋁盤兩次，并且由于電流組件的影響而形成回路。另外，電流線圈與電壓線圈所產生的交變磁通穿過鋁盤的位置不同，使得感應電流出現在鋁盤的不同地方，這種電流同磁場的共同作用促使鋁盤轉動，其中，鋁盤的轉動和負載有功的功率成正比例的關系。電磁感應電表的設計就是以基波作為基礎的，基波和諧波的疊加產生的電流和電壓有著畸變的現象，這樣一來就會使電感式電表誤差率的曲線迅速下降，在計量中影響著電表的準確性。
2.2 對電子式電表的影響
電子式電表較感應式電表，在頻率變化中其計量誤差較小。但是如果在將基波計量作為標準，那么這種電表的誤差比感應式電表要大。這主要還是由于電表的制作原理所決定，電表是A/D采用、乘法器、處理器、顯示輸出，根據正弦50Hz在國家規定的標準內進行工作。根據相關的檢定規定，電子式電表的電壓和電流正弦波的失真是在一定的允許范圍內的，但是多次諧波會致使波形計量超出限制，由于失真而造成乘法器產生誤差。
3 諧波在計量中的應用和發展
3.1 諧波在電力計量中的應用
電力諧波存在時，電力計量的方式主要為三種：a.使電表能夠最大程度的反應實際功率，這種功率是諧波和基波共同產生的綜合功率，其計量方式是全能量的，提高了電表功率的反應性；b.提高了電表抗干擾的能力，進行純基波的計量，即只對基波功率進行測量，過濾和忽視諧波；c.利用電表將諧波與基波分辨和區別開，分別進行功率的計量，也就是諧波計量方式。隨著計費標準和技術手段的進步，這種方式必然成為電能計量的重要手段。
3.2 諧波計量的發展
目前我國的電力計量主要采用的是全能量計量的方式，在基波電流較為穩定的情況下，這種計量方式有著準確可靠的特性，但是如果被諧波干擾，并且超出了設備可控范圍時，就會使全能量計量失去原有的作用，導致誤差增加?；诖朔N情況，未來的電力計量發展趨勢會是將基波和諧波分離開，進行分別計量。在電力計量的實踐和研究中，努力建立起新的電力系統，其較傳統的更為簡化，對受到諧波所影響的德爾計量的誤差做模型化處理，進而在諧波和基波的作用下來確定非線性模型，從而使兩者區別開，并對諧波影響下的有效電流進行科學計量，實現針對有效諧波的計量目標。
3.3 諧波電表的發展
技術人員十分重視電力計量中諧波的干擾，在不斷地加強科研投入的情況下，已經成功研諧波電表，這種電表主要適用于諧波用戶的計量。但是目前還沒有一個針對諧波電量的統一收費標準，因此諧波電表的廣泛應用仍需要一定時間。不過諧波電表在進行試驗的時候卻是有著十分突出的優點。
眾所周知，感應式電表在工作中會由于傾斜度增加、器件失靈及機械的運轉導致計量的失真，然而諧波電表能夠完全解決這種問題。諧波電表是電能表的進一步研發，由原有單片機作為基礎而發展，使用的芯片具有非常大的容量，通過A/D結合DSP與CPU以及漢字點陣字庫的形式，利用專用芯片和完善的獨立計算，使寬量限、大量程電表得以拓展，實現對基波和諧波的分別測量和區別計量，使電表具備計量電能總量、實際消耗電能、基波無功電能和有功電能等功能。經過改進之后的全新電子式電表的頻率響應比以往的電表更寬，而且誤差頻率特性的曲線更為的平直，因此在諧波的存在之下，這種電子電表在電力計量中所產生的誤差將會比感應式電表更小，而且能夠將諧波和基波進行分別的計量。
4 結束語
電力諧波的產生是不能夠被避免的，合理控制和利用電力諧波是一項具有重要意義的任務，同時又是一個巨大的挑戰。當前電網中的非線性荷載不斷增加，導致諧波總量隨之增加，對電力計量產生了嚴重影響，造成計量失真。研制具有高精確性、高靈敏度的諧波計量器是目前電力計量發展的要求，從而達到有效諧波與基波共同計量的目標。
參考文獻：
[1]張樹杰.淺談電力諧波在電力計量中的應用及發展[J].黑龍江科技信息，2012（21）.
[2]葉向明.電力諧波自身技術的發展與改進在電力計量中的應用芻議[J].中國信息化，2013（56）.
[3]吳田.電力諧波應用于電力計量中的分析[J].科技與企業，2013（10）.
[4]胡連貴.探析電力計量中對電力諧波的技術改進和控制[J].中華民居，2012（7）.