3 计量方式的选择
能反映实际电能并不等于就是合理的计量方式。非线性用户向电网注入的谐波功率无论是对用电户还是对电力系统都是有害而无利的。对用户的电动机来说,它并不增加有效的轴功率,相反会明显增大其附加损耗、附加温升和脉动转矩,这将严重缩短电机的寿命;对电力系统而言则将是增大线损,增加非经营性成本。
基波电能为有益的电能,应根据基波电能值合理地确定用户的电费,而不致让谐波的“制造者”———非线性用户不仅未受到处罚,还少计了电量,谐波的“受害者”———线性用户不仅得不到补偿,还多计了电量。谐波电能为有害的电能,可根据谐波电能值确定谐波源向电网输送多少谐波能量,据此可制定相应的措施对非线性用户进行处罚,以经济为杠杆促使其治理谐波污染。因此,在谐波影响下应选择这样的计量方式:对基波、谐波电能进行分别计量,并指示谐波电能的方向。
4 计量技术改造的方法及技术经济效益分析
为计量基波电能,可选用基波电能表,这种表在电流电压输入回路与AD转换间装有低通滤波器,只反映基波电能。谐波电能可这样得到:用宽频带的电子表测得的电能减去基波电能,若结果为正值,表明该负荷为线性负荷,吸收谐波电能;若结果为负值,表明该负荷为非线性负荷,向电网注入谐波电能。
现场改造可在计量回路同时安装2个电能表,即宽频带的普通电子电能表和基波电子电能表。现场安装示意图如图1所示。
以广东省粤北某电气化铁路牵引站为例,其牵引变压器容量为31.5 MVA,原来安装的是宽频带的电子电能表。对该牵引站测定的奇次谐波电流、电压、有功功率见表3(偶次谐波数值很小,在此忽略不计)。


现对该牵引站电能计量装置进行技术改造,采用基波电能和谐波电能分开计量的方式,独立加装
基波电能表。
根据表3可计算出谐波负荷总和为0.088MW,基波负荷为11.481 MW,谐波负荷总和与基波负荷的比值为0.768%。按该牵引站年用电量96 GWh计算,1年可挽回损失电量737 MWh。
按广东省电价目录中衡广电气化牵引机车电价为0.448元/k Wh(含三峡基金和电力建设费)计算,仅对一个电气化机车牵引站进行计量装置改造,可为供电企业挽回经济损失30.02万元。
5 结束语
谐波对电能计量的准确性和合理性有极大的影响。采用分别计量基波电能和谐波电能,记录谐波电能方向的计量方式是比较合理的。按照电力成本合理分摊的电价体系,对吸收谐波电能的客户在电力价格或用电量上适当给予谐波分量补偿;对向电网注入谐波电能的客户要给予电力成本合理分担,按谐波分量的比例对其用电价格进行调整或处罚,是非常有必要的。但是,由于国家目前尚无此方面的技术和商业营运规则,因此,重视和研究电网运行技术规范以及电网商业营运规则,显得特别重要和关键。
[1]赵伟,吕鸿莉,郭蕴蛟,等.电子式电能表及其在现代用电管理中的应用[M].北京:中国电力出版社,1999.
[2]吴竞昌.电力系统谐波[M].北京:水利电力出版社,1988.
[3]GB/T14549—1993,电能质量公用电网谐波[S].
