摘要：随着社会的不断发展，人们对电能传输质量的重视程度也有很大的提升，而且这种重视也不再局限于传统的供电系统和其自身频率和电压上面，而是对电能系统自身谐波问题也有很高的重视，其根本原因在于谐波本身就对电能计量有一定影响，对谐波进行全面研究，能够保证电能计量的准确性。但是在目前进行谐波测量的过程中还经常因为外界因素而出现一些误差，这种误差对电能计量的准确性产生非常严重的影响，针对于这一点就需要对谐波误差对电能计量造成的影响进行全面分析，并根据分析结果提出有效解决措施。
关键词：谐波；电能计量系统；计量误差
人们的生活和生产都是不能离开电能的，而且电能计量的数据是发电方、用电方以及供电方直接利益的体现，是涉及多项指标的计算基础。电力技术在不断提高，应用的设备也要更加先进，电能容量和负荷数量都呈现上升的取水，这导致了电网中注入了谐波，严重影响着电力系统中的电压稳定运行和电流波形的平稳性。而且多数的电能仪表和仪器都是以工频正弦波为依据进行设计的，这也使指示数据出现严重偏差；总之，谐波为电能计量带来了严重影响。
1谐波产生的原因
1.1发电原因
电站发电机中的三相绕组无法完全做到全面的对称，然而在设备的运行的制作过程中也同样无法完全满足要求，要想通过其他方法试图绕过铁心均匀的做法也是很不容易的事，这样一来对发电机的电源质量产生了比较大的影响，在这样的过程中谐波由此而生。
1.2输配电系统的原因
在这个系统中，变压器很容易产生谐波，它的铁心呈现饱和的状态，而且磁化曲线还是非线性的，变压器在工作的时候磁密就在曲线的饱和段上，影响着变压器的正常运行，这导致了电压器的磁化电流出现了尖项波形，奇次谐波就在其中产生。通过实践证明，如果变压器铁心的饱和度高的话，线性就越偏离工作的点位，也就非常容易有更大谐波电流产生；相反，就不会有很大的谐波产生。
1.3使用电的原因
在我们日常生活中常用的电气设备的原材料都是采用晶闸管，在正常的使用过程中，电气设备极易产生谐波，特别是采用了晶闸管材料所制设备。通常所见的晶闸管如电源开关、充电设备等，应用此材料的设备在使用的过程中容易产生谐波，谐波的产生将会对电网的正常运行带来影响。在单相电流的电路装置与感性负载连接的时，奇次谐波容易产生，谐波最高时的占比比例达到基波的三倍，同时还会根据电容值变化的情况而相应的变化。
2谐波下电能计量系统存在的误差
2.1 CVT谐波存在的误差
仿真参数进行设置，电压源的有效值为1~1.5kV，相位为0°。幅值的误差的仿真结果和相角的误差的仿真结果均存在一定差异。CVT基波电压进行测量，准确度非常高，然而谐波电压进行测量的幅度值的误差应在96%左右。谐波的情况，CVT会存在较大的相位偏差。由此可见，CVT不适宜在谐波的条件下进行测量。①TA谐波的误差仿真分析。仿真获得次谐波的情况，功率因数显示为1，负载率达到98%以上，TA仿真的时候，需将电流源合理的进行设置，为1kA即可，相位保持为0 。综上所述，谐波前提下，计量的精度较高，因为TA计量的精度非常高，所以其在TA测量的误差与很小的范围，TA适合于在谐波条件下进行测量；②电能方面的剂量系统存在的剂量误差。高压电能的计量系统，一般多应用于110kV系统，通过在不同条件下，电能计量的误差也存在很大差异。
2.2 CVT谐波测量的误差
在谐波环境中，CVT谐波测量产生的误差能够补偿中间变压设备、电抗设备以及阻尼设备，应当对CVT谐波测量的误差进行研究，主要分析其具有的一些性质。目前，国内变电站母线以及升压站都通过了CVT，但是有学者指出，CVT并不适合用于谐波测量工作，或者说谐波无法被用来测量谐波。相关国际电工标准规定，在用CVT开展对绕组的测量工作时，需保证绕组既定频率处于98~101%之间。在测电压频率上下波动且存在谐波的状况下，补偿电抗设备电感以及电容分压设备的等值电容共同构成了CVT，在此背景下，LC串联谐振的回路会发生相应的偏离，进而导致测量工作存在较大的误差。综上所述，谐波协同CVT难以真实有效地反应真实的电能状况。在谐波测量工作中，测量人员为了获得二次测信号而选择使用CVT装置，这就为计量误差的产生提供了条件。
3谐波对电能计量的误差影响
3.1电磁感应电能表
电磁感应电能表是根据基波的原理而设计出来的。此外，在高次谐波电流与电压存在的时候，电能表内部的电压线阻抗将会产生相应的变化，老式电能表的旋转圆盘也会发生变化，这就会对电压与电流的磁通产生影响，这一现象的发生会直接引起电能表计量数据误差。基波和谐波都是以相互叠加的方式存在，然而在波形异常变化的情况下，由于电流和电压都是非线性铁芯，所以磁通无法随着波形的变化而产生线性变化。通过物理学上电路理论可知，电流与电压在相同频率相互作用的情况下，才能产生正常平均平稳的功率，在其他的情况下是不能产生这一结果。在畸变的电流电压正常通过电能表内部的电磁元件时，所形成的波形不会对磁通产生任何影响，这也就使得电磁转矩与平均功率无法形成正比，换句话说，这种电能表中存在谐波的情况下，正弦电流电压不会与不同频率所产生的电磁转矩形成相互的叠加现象，在无法产生相互叠加的情况下，也无法产生谐波电能，在这种情况下使得电能计量系统的计量出现误差是不可能避免的现象。
3.2全电子电能表
用电用户对电能的输送质量要求越来越高，人们关注的问题已经不局限在供电系统的频率和电压上，已经越来越关注供电系统的谐波问题。谐波对电能计量有一定的影响，产生的误差是对电能的供应方和使用方都有一定影响，对于供电企业来说，控制好谐波问题是很重要的。在这种电能表计算数值的时候，CPU能将不同频率情况下产生的正弦规律电流电压的数值进行分别计算，并从中选取一部分数值进行采样计量，这种计算方法能将谐波和负载基波总平均功率消耗的电量和数值进行记录。在基波受到谐波电流影响的情况下，它会与负载电流呈现相反的方向，谐波经过负载电流流向电网的时候，这种电能表能记录下谐波的有功电能和基波的有功电能的耗电数值，但是记录下的用电能量要小于基波电能在负载时消耗的电能，这也是全电子电能表的致命缺陷。
除了这些，使这种电能表有误差产生的因素还有很多，频率、温度等一些外界条件都在其中，还有电能的计量方法和电压电路分散的交换组件等，这些都和高次谐波同时存在，对电能计量有很大影响。谐波不仅影响了输配电和用户电力设备的正常使用，致使用户的无功功率电费支出增加，而且对其它设备元件也产生了危害。
结语：
谐波不仅影响了输配电和用户电力设备的正常使用，致使用户的无功功率电费支出增加，而且对其它设备元件也产生了危害。在计量回路中应用新型的基波电能表，采用分频技术分别计量基波电能和谐波电能，加强非线性负荷的准入制度，将大大降低谐波带来的电能计量误差，维护好企业和用户的利益。
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