关键词：电力网；谐波；电能计量
随着非线性用电负荷的日益增多，供电系统中谐波电压和电流成分不断增加。电力系统谐波不仅对供电系统造成污染，对电力设备构成危害，而且产生谐波的非线性用户将其吸收的一部分基波电能转化为谐波电能，造成供电企业线损增加，电力营运企业非经营性成本增加。为此有必要研究在谐波影响下的电能计量方式，以确保电能计量准确，保障电力营运企业的经营效益。
1 电网常见的谐波源
电网常见的谐波源主要有3类：
a）铁磁饱和型。主要是各种铁心设备，如变压器、电抗器等。其铁心饱和特性呈非线性。
b）电子开关型。主要是各种交直流换流设备（如整流器、逆变器等）、双向晶闸管及可控开关设备等。冶金、化工、电气化铁路等企业以及家庭用电中和电力系统直流输电中也会产生谐波。
c）电弧型。主要是各种炼钢炉。
以广东省粤北电网为例，谐波源主要是电气化铁路和大型炼钢厂等企业。该地区电网谐波含量比较丰富，广东省电力谐波监测站对该地区电网的2个电气化铁路牵引站进行了测量，谐波电压基本合格，谐波电流则超标。测量数据见表1和表2。
从表1和表2可知，在牵引站（一）、（二）中，3次、5次、7次、9次谐波电流超标，其中L3相3次谐波电流最大。
2 谐波对电能计量的影响
对不同类型的电能表频率响应进行测试，可以看到：感应式电能表对2次以上谐波有逐渐增大的衰减特性，到9次时已衰减掉80％以上，主要原因是感应式电能表的圆盘涡流路径的等效圆盘阻抗角随频率的增高而增大；电子式电能表呈宽带响应的特性，电子表带宽主要受其互感器频带和乘法器时钟频率限制。
电网中基波功率由发电机产生，而负荷又分为线性负荷与非线性负荷。非线性负荷吸收电网的基波功率，并将基波功率的一部分转化为谐波功率反送回电网；线性负荷不仅吸收电网的基波功率，也吸收谐波功率。
电能表反映的电能为：
式中：E———通过电能表的电能；
E1———通过电能表的基波电能；
Eh———通过电能表的第h次谐波电能；
Kh———第h次谐波下电能计量衰减的频率响应系数。
根据感应式电能表频率响应曲线，随着频率的增大，电能表误差向负方向增大，即实际计量的电能越来越少，但0＜｜Kh｜＜1。对线性负荷而言，基波功率方向与谐波功率方向相同，Kh＞0，因此感应式电能表所计量的电能大于基波电能，但小于基波与各次谐波电能之和；对非线性负荷而言，基波功率方向与谐波功率方向相反，Kh＞0，因此感应式电能表所计量的电能大于基波与各次谐波电能之和，但小于基波电能。
电子式电能表对各次谐波的响应系数Kh≈1，它反映的用户消耗电能较接近实际。对线性用户，它计量的电能等于基波与各次谐波电能之和，但大于基波电能；对非线性用户，它计量的电能等于基波与各次谐波电能之差，但小于基波电能。