[發明專利]諧波電網電能計量方法

有效

• 申請號: 201210173536.4
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102662106A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 鄭賀偉;張捷;陳鵬;石孝文;馮俊;姚思蓼
• 申請（專利權）人: 重慶市電力公司長壽供電局
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及電網電能計量技術領域，特別涉及一種諧波電網電能的計量方法。

背景技術

目前，用于電力系統電能計量的各式各樣儀表數以億計。但是，絕大多數電能計量儀表的設計原理都是基于正弦周期電壓、電流信號的假設，其理論基礎是正弦電路功率理論。少量高檔電能計量儀表的設計原理基于非正弦周期電壓、電流信號的假設，其理論基礎為傳統的非正弦電路功率理論。

然而，隨著現代科學技術的飛速發展，高電壓、大容量的沖擊性設備：如電弧爐、軋鋼機、粉碎機、電力牽引機等已廣泛應用，不僅使電力系統各種污染日益嚴重，電能質量也日趨劣化，而且由于這類設備具有嚴重的功率沖擊、三相平衡、諧波、間諧波、電壓與電流劇變等復雜特性，直接影響著電能計量的正確性，使得采用基于正弦電路功率理論或傳統非正弦電路功率理論而設計的電能計量儀表均不能真實反映其從電力系統吸收的電能。

諧波問題涉及諧波源分析、畸變波形分析方法、諧波補償與抑制、諧波限制標準和諧波下的電能計量等。電能計量是發電企業、輸變電企業和用電客戶三方結算的依據，在諧波條件下電能計量不能用傳統的電子數字式計量所采用的簡單功率代數和來計算。感應式和電子式電能表均會顯現出其先天的不足，都無法正確反映基波電能和諧波電能。

因此急需一種在諧波條件下的電網電能計量方法。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種在諧波條件下的電網電能計量方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明提供的諧波電網電能計量方法，包括以下步驟：首先采集用戶注入電網的諧波含量及諧波，計算不同時段的諧波波形的波形畸變率THD，然后判斷波形畸變率THD與預設波形畸變率閾值關系，最后分別采用不同的計量方式來計算電能，所述計算電能計量方式包括通過計算基波功率和諧波功率的代數和的第一計量方式、只計量基波電能的第二計量方式和同時計量基波電能和諧波電能并區分諧波電能的正負的第三計量方式。

進一步，所述預設波形畸變率閾值包括上限預設波形畸變率閾值和下限預設波形畸變率閾值，

所述波形畸變率THD小于下限預設波形畸變率閾值，則采用第一計量方式；

所述波形畸變率THD大于上限預設波形畸變率閾值，則采用第三計量方式；

所述波形畸變率THD在上限預設波形畸變率閾值和下限預設波形畸變率閾值之間時，則采用第二計量方式。

進一步，所述第一計量方式，通過以下公式計算電能：W＝w₁+∑w_n；

其中，W1表示負荷消耗的基波電能，Wn表示負荷注入電網或消耗N次諧波電能，其中Wn<0為負荷產生的諧波功率，Wn>0為負荷消耗的諧波功率；

所述第二計量方式，通過以下公式計算電能：

W＝w₁+∑w_n，

W_h＝∑w_n(w_n＜0)，

其中，Wh表示負荷注入電網的諧波電能之和；

所述第三計量方式，通過以下公式計算電能：

W＝w₁+|∑w_n|

W_h＝∑w_n(w_n＜0)。

進一步，所述第一計量方式采用電子式電能表來計算基波功率和諧波功率的代數和；

所述第二計量方式采用在常規電能表的電流、電壓回路前加裝濾波裝置或在電子式電能表上加裝濾波裝置后來計算計量基波電能；

所述第三計量方式采用能同時分別計量基波電能和諧波電能的電能表來計算電能。

進一步，所述上限預設波形畸變率閾值為5％；所述下限預設波形畸變率閾值為2％。

進一步，所述基波電能，通過以下公式計算：式中：W₁代表基波電能，U₁,I₁分別表示基波電壓和基波電流的有效值，代表基波電壓和基波電流的相位差，t代表計量的時間區間；

所述諧波電能，通過以下公式計算：式中：W_n代表n次諧波電能，U_n,I_n分別表示n次諧波電壓和n次諧波電流的有效值，代表n次諧波電壓和n次諧波電流的相位差，t代表計量的時間區間；W_h代表所有諧波總電能；

所述注入電網的諧波電能，通過以下公式計算：且W_n＜0。