現(xiàn)在電能計(jì)量應(yīng)用管理的新技巧有哪些呢，應(yīng)該如何同過(guò)這種方式來(lái)保護(hù)現(xiàn)在計(jì)量學(xué)的發(fā)展呢?本文從電能計(jì)量的問(wèn)題以及決絕的方案中都做了充分的介紹。本文選自：《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》,《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》是由中華人民共和國(guó)新聞出版總署、正式批準(zhǔn)公開(kāi)發(fā)行的優(yōu)秀期刊。自創(chuàng)刊以來(lái)，以新觀點(diǎn)、新方法、新材料為主題，堅(jiān)持"期期精彩、篇篇可讀"的理念。電工技術(shù)學(xué)報(bào)內(nèi)容詳實(shí)、觀點(diǎn)新穎、文章可讀性強(qiáng)、信息量大，眾多的欄目設(shè)置，電工技術(shù)學(xué)報(bào)公認(rèn)譽(yù)為具有業(yè)內(nèi)影響力的雜志之一。電工技術(shù)學(xué)報(bào)并獲中國(guó)優(yōu)秀期刊獎(jiǎng)，現(xiàn)中國(guó)期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)全文收錄期刊。

　　摘要：比較適合于諧波污染較嚴(yán)重的供電系統(tǒng),如大中型電力用戶等。雖然這種新的電能計(jì)量方式的原理相對(duì)復(fù)雜,而且實(shí)際操作所花費(fèi)的成本較高,但從理論上看,設(shè)計(jì)具體的計(jì)量方法時(shí)要突破所設(shè)計(jì)的方法是否可能測(cè)量或便于測(cè)量的束縛,首先要考慮它是否具有科學(xué)的根據(jù),要力求使計(jì)量方法準(zhǔn)確合理。相信隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,本文提出的這種新的計(jì)量方式會(huì)越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：電能計(jì)量,電力工程,論文投稿

　　筆者通過(guò)對(duì)包括大型鋼鐵廠、軋鋼廠及電力機(jī)車牽引變電站等在內(nèi)的各種諧波污染較為嚴(yán)重的用戶進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和收集資料。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的資料,建立非線性負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)和觀測(cè)點(diǎn)的實(shí)際情況,在實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)(RTDS)上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn),模擬觀測(cè)點(diǎn)的實(shí)際諧波情況,經(jīng)放大器將實(shí)際使用的感應(yīng)式電能表和電子式電能表接入模擬系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量,分析計(jì)量誤差,驗(yàn)證相關(guān)的理論分析結(jié)果。

　　在完成上述研究和試驗(yàn)后,根據(jù)理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)和RTDS模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,得出如下結(jié)論:第一,研究諧波對(duì)電能表計(jì)量影響的重要依據(jù)是電能表的頻率特性,因此,電能表的頻率特性曲線的穩(wěn)定與否,在很大程度上決定它在諧波功率下對(duì)電能計(jì)量誤差影響的大小。[3]研究感應(yīng)式電能表在諧波下的運(yùn)行情況時(shí)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)式電能表接入電路后,電能表的頻率一旦發(fā)生變化,電能計(jì)量結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)誤差。

　　在相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)以上問(wèn)題主要是由如下幾方面的原因所造成的:一是電能表的頻率發(fā)生改變時(shí),非純電阻的轉(zhuǎn)盤就會(huì)產(chǎn)生感抗分量,這樣就會(huì)引起轉(zhuǎn)盤的阻抗角和等效阻抗的改變,從而最終致使電能表的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變,以至于電能計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生誤差;二是電能表頻率的改變會(huì)引發(fā)電流線圈磁通量的改變,而電流線圈磁通量的變化會(huì)導(dǎo)致電流線圈驅(qū)動(dòng)力矩的變化,從而也最終導(dǎo)致電能表轉(zhuǎn)速的改變,進(jìn)而產(chǎn)生電能計(jì)量誤差;三是隨著頻率的改變,電壓線圈磁通量也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,從而使驅(qū)動(dòng)力矩發(fā)生改變,電能表誤差也就會(huì)產(chǎn)生。第二,研究感應(yīng)式電能表在諧波下的運(yùn)行情況時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)檢測(cè)信號(hào)的電流產(chǎn)生畸變時(shí),隨檢測(cè)信號(hào)電流畸變程度的不同,電子式電能表在電能計(jì)量中會(huì)產(chǎn)生不同程度的測(cè)量誤差,但這些誤差相對(duì)較小,一般可以忽略不計(jì);[4]當(dāng)電流和電壓兩個(gè)信號(hào)的波形都偏離正弦波形而出現(xiàn)畸變時(shí),對(duì)具有計(jì)量諧波功率功能的基于數(shù)字乘法器和時(shí)分割乘法器所構(gòu)成的電子式電能表的測(cè)量結(jié)果而言,其測(cè)量誤差在其允許的精度范圍內(nèi)。第三、兩種電能表誤差頻率特性的比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著高次諧波的改變,感應(yīng)式電能表誤差頻率特性曲線會(huì)發(fā)生明顯的變化,而且二者呈正相關(guān)的變化關(guān)系。而電子式電能表的誤差頻率曲線則隨著高次諧波的變化所發(fā)生的改變不明顯,即電子式電能表在電能計(jì)量中對(duì)諧波的影響具有較寬的頻率響應(yīng),而感應(yīng)式電能表則達(dá)不到。

　　防范措施

　　從實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果來(lái)看,采用計(jì)量基波的計(jì)量方式下電子式電能表的計(jì)量誤差和感應(yīng)式電能表的計(jì)量誤差都比較大,[5]綜合各種因素,在計(jì)量基波的計(jì)量方式的基礎(chǔ)上提出了一種帶加權(quán)系數(shù)的、對(duì)基波電能及諧波電能分別計(jì)量的改進(jìn)的電能計(jì)量方式,該計(jì)量方式能有效防范諧波對(duì)電能計(jì)量結(jié)果的影響。具體的計(jì)量公式如下:WCWCWCWFinFinFoutFout=?+11公式中,CFin為負(fù)載(線性或非線性兩種)吸收的諧波電能,CFout為負(fù)載產(chǎn)生的諧波電能,C1為基波電能。WFin、WFout、W1則分別為以上三個(gè)參數(shù)相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。為了能有效防范諧波對(duì)電能計(jì)量結(jié)果的影響,以上三個(gè)參數(shù)相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下條件:設(shè)W1為1;當(dāng)01時(shí),是對(duì)發(fā)出諧波電能的非線性負(fù)載用戶所進(jìn)行的懲罰,有效保證電能計(jì)量結(jié)果的合理性。

　　基于上述計(jì)量公式,可以在電能計(jì)量結(jié)果的計(jì)算上有效避免線性負(fù)載因計(jì)量諧波電能造成的額外損失,而對(duì)于非線性負(fù)載,也不會(huì)因?yàn)橛?jì)量負(fù)諧波而產(chǎn)生較大的電能計(jì)量誤差,而且基于該計(jì)量公式可以有效地通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段采取相應(yīng)的補(bǔ)償和懲罰,從而迫使用戶采取措施減小注入電網(wǎng)的諧波量,從根源上避免諧波對(duì)電能計(jì)量結(jié)果的影響。從對(duì)上述計(jì)量公式的分析來(lái)看,有效防范諧波對(duì)電能計(jì)量結(jié)果影響的改進(jìn)辦法就是對(duì)基波能量和諧波能量分別進(jìn)行計(jì)量。然而,在實(shí)際的操作中,由于對(duì)諧波能量和基波能量分別計(jì)量的成本較高。

　　本文研究諧波對(duì)電能計(jì)量的影響,得出在諧波情況下現(xiàn)有電能計(jì)量是否準(zhǔn)確、合理的結(jié)論后,對(duì)目前電能計(jì)量中存在的問(wèn)題提出合理的改進(jìn)措施,將解決諧波對(duì)電能計(jì)量的影響,使電能計(jì)量的準(zhǔn)確性問(wèn)題,為發(fā)、供、用電三方的經(jīng)濟(jì)利益及交易的公平性提供技術(shù)依據(jù),有利于電力市場(chǎng)化。同時(shí)文中所提出的有效防范諧波對(duì)電能計(jì)量結(jié)果影響的改進(jìn)的電能計(jì)量方式將為諧波條件下電能計(jì)量的合理性提供技術(shù)依據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)生諧波的用戶進(jìn)行懲罰,有利于改善電網(wǎng)的環(huán)境污染,具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。