一种间谐波对电能计量准确性影响的分析方法技术

技术编号:14311938 阅读:108 留言:0更新日期:2016-12-27 22:53
本发明专利技术涉及一种间谐波对电能计量准确性影响的分析方法,对使用全电能计量方式的电子式电能表,在间谐波存在时,采用由矩形积分引起的积分误差进行分析,使用间谐波进行有功功率计算。本发明专利技术方法分析结果表明:间谐波下有功功率的准确度不仅与采样率有关,并且与纳入计算的周期数有关。存在一个特征周期数,使间谐波下的积分误差为0,而且稳定间谐波下有功电能的误差会随着时间的累加而渐趋于0值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电能计量领域,涉及三相电能表现场检验,尤其是一种间谐波对电能计量准确性影响的分析方法
技术介绍
近年来,以电力电子装置为代表的非线性负荷在电力系统中得到了广泛应用,如电气化铁路中应用的大型整流装置,炼钢工业中普遍使用的电弧炉、轧钢机等设备,以及低压电器中的家用电器、节能灯等,这些设备在提高社会生产力、给人民生活带来便利的同时,也因电力电子器件本身的非线性给电网带来大量谐波,造成电压、电流的波形畸变,危害网内其它线性设备的安全、高效运行。电网中的间谐波主要来源于变频器装置、波动的负荷以及非线性电感引起的铁磁谐振等,除了同样引起波形畸变,功率因数下降外,还会引起设备的振动和噪声,带来诸如闪变等特殊的电能质量问题。谐波、间谐波的存在不仅导致电能质量下降,对电能计量的准确度也会产生影响。许多学者将谐波对电能计量的影响归咎于谐波的潮流,事实上,非正弦状态下的有功功率仅在文献中有明确定义,即无论谐波潮流与基波潮流是否相反,总的能量应该是基波能量与各次谐波能量的代数和,这与目前大多数电子式电能表制造商使用的全电能计量方式一致。全电能计量方式在线性负载条件下具有很高的计量准确度,但在谐波、间谐波存在条件下的计量准确度需要深入分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种结构合理、使用方便、安全可靠、提高效率的间谐波对电能计量准确性影响的分析方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种间谐波对电能计量准确性影响的分析方法,其特征在于:对使用全电能计量方式的电子式电能表,在间谐波存在时,采用由矩形积分引起的积分误差进行分析,方法如下:使用间谐波进行有功功率计算,有功功率的理论值为: P = 1 T ∫ 0 T u ( t ) i ( t ) dt = U 1 m I 1 m ( 5 8 + sin 4 kπ 32 kπ + sin 2 ( 1 + k ) π 8 ( 1 + k ) π - sin 2 ( 1 - k ) π 8 ( 1 - k ) π ) ]]>式中U1m、I1m分别为电压、电流基波成分的最大值。而且,对于不同次数的间谐波进行分析:(1)对于k次间谐波,存在特征周期数,当用于计算有功功率的样本周期数等于特征周期数时,矩形积分引入的积分误差趋于0,可以忽略;这个特征周期数由下式决定:M=m/(2k-int[2k])式中m=1,2,3,……,int[2k]表示对2k取整;(2)样本周期数不为特征周期数时,样本周期数越大,误差越趋近于无穷小。本专利技术的优点和积极效果是:1、本专利技术方法分析结果表明:间谐波下有功功率的准确度不仅与采样率有关,并且与纳入计算的周期数有关。2、本专利技术方法分析结果表明:存在一个特征周期数,使间谐波下的积分误差为0,而且稳定间谐波下有功电能的误差会随着时间的累加而渐趋于0值。3、本专利技术提出的分析方法为谐波、间谐波条件下电能表的设计提供了一定的理论依据,并且为维护电能计量的公正合理性提供了一种科学的分析方法。附图说明图1为采样频率为4khz的矩形积分有功功率误差随间谐波次数变化情况;图2为采样频率为12.8khz的矩形积分有功功率误差随间谐波次数变化情况;图3为0.25次间谐波存在时周期数与有功功率误差之间的关系;图4为2、3次间谐波存在时周期数与有功功率误差之间的关系。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间谐波对电能计量准确性影响的分析方法,其特征在于:对使用全电能计量方式的电子式电能表,在间谐波存在时,采用由矩形积分引起的积分误差进行分析,方法如下:使用间谐波进行有功功率计算,有功功率的理论值为:P=1T∫0Tu(t)i(t)dt=U1mI1m(58+sin4kπ32kπ+sin2(1+k)π8(1+k)π-sin2(1-k)π8(1-k)π)]]>式中U1m、I1m分别为电压、电流基波成分的最大值。

【技术特征摘要】
1.一种间谐波对电能计量准确性影响的分析方法,其特征在于:对使用全电能计量方式的电子式电能表,在间谐波存在时,采用由矩形积分引起的积分误差进行分析,方法如下:使用间谐波进行有功功率计算,有功功率的理论值为: P = 1 T ∫ 0 T u ( t ) i ( t ) d t = U 1 m I 1 m ( 5 8 + sin 4 k π 32 k π + s i n 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈彬刘洋洋杨光沈锦昌
申请(专利权)人:国网天津市电力公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:天津;12

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