…………………………． 鲤美展． ＿ 电力谐波对电能计量影响的分析与探讨 广东电网清远连山供电局张志南 【摘要】文章结合电力系统中普遍存在电力谐波的现实情况，首先陈述了电力谐波的来源及其危害性，并在此基础上着重分析了电力谐波对电能计量的影响，提出了具体 的谐波抑制措施，并就改进电能计量方法技术后的经济效益进行了简单的陈述，对提高电力系统电力谐波的抑制水平和电能计量新模式的应用具有一定指导意义。 【关键词】谐波；电能计量；影响；分析与探讨 １．前言 １）电能表准确反映实际功率，即谐波 ４．谐波的抑制手段 近年来，随着我国电力电子技术的广 和基波的综合功率，称之为电能全计量方 ４。ｌ增加换流装置的相数。供电系统 泛采用，在我们国家的电力系统中，非线 式，这也是目前国内的电能计量方式。 主要谐波来源之一就是换流装置。理论研 性用户负荷数量越来越多，其谐波也向电 ２）电能表不计谐波功率而仅仅反应基 究分析表明，当增加换流装置的脉动数 网大量注入，影响电能质量的同时也给电 波功率，称之为基波电能方式。 时。换流装置在其交流侧与直流侧产生的 能计量带来一定的误差，因此，降低电力 ３）电能表分别计量谐波功率和基波功 特征谐波次数可以有效的清除幅值较大的 谐波对电能计量的影响，才是提高用户以 率，称之为谐波电能方式。 低频项，从而大大地降低了谐波电流的有 及供电部经济效益的关键，以下本文就来 由于国内目前采用全能量的计量方 效值。 探讨并分析电力谐波对电能计量的影响 式，使得在谐波作用下的电能计量的准确 ４．２有源滤波法和无源滤波法。从谐 ２．电力谐波的产生来源与危害 性与合理性之间产生了矛盾。例如：在非线 波的产生源头抓起，设法在谐波源附近防 ２．１在电力系统中，产生谐波的设 性系统中，对于受谐波功率的干扰，是谐 止谐波电流的产生，是减少谐波对供电系 备、原因有很多，很难一一集中罗列概括 波的“受害者”的线性用户，却还得为这 统影响的最根本方法，这能从源头上实现 出来，但是总结现场的经验来看，能够导 部分电能支付一定的费用：而恰恰相反， 对电气设备的保护，从而有效降低谐波电 致谐波产生的主要来源无外乎以下几个方 对于吸收基波电能中的一部分转化为谐 压。防止谐波电流危害的方法有： 面： 波输入电网，是谐波的“制造者”的非线 ①主动的预防谐波电流的产生，即有 ①各种型号大小的逆变设备、整流设 性用户，这部分电费却由线性用户支付。 源滤波法，其基本原理是利用关断电力电 备、变频设备和交流调压设备； 这是不合理的，并且也降低了电力系统的 子器件产生与负荷电流中谐波电流相位相 ②较大的单相电力电子装置； 经济效益，影响了电网的安全而正常的运 反、分量大小相等的电流来消除谐波。 ③电网中的变压器群； 行。 ②被动的防御，即在已经产生谐波电 ④工业用电弧炉； ３．２谐波对电能计量准确性的影响 流的情况下，采用传统的无源滤波的方法 ⑤电气化机车； 谐波对电能计量准确性影响，是指在 （由一组无源元件ｔ电容、电阻和电抗器 ⑥高新技术产品中的元件，如敏感电 谐波存在的情况下，电能表能否准确计量 组成的调谐滤波装置）减轻谐波对电气设 子器件； 基波和谐波的总电能。产生谐波功率时， 备的危害； ⑦静止补偿装置中的可控电抗器和饱 电能表反映的电能值Ｅ’可以表示为： ５．分析改进电能计量方法技术后的经 和电抗器等。 Ｅ’＝ＣｌＥｌ＋∑Ｃ｝ｌＥｈ 济效益 ２．２电力谐波是有害而无利的： 式中Ｅ 、Ｅ，分别为ｈ次谐波和基波电 ５．１电能计量的精度关系到我国电力 ①当非线性用户向我国电网注入谐波 能值，其符号可正可负，由实际潮流方向 的经济效益，因此电能表作为电能计量的 功率时，电力系统中的谐波和基波相迭 决定，ｃ 、Ｃ 分别为电能表所反映与ｈ次 基本量具，提高电能表的计量准确度，选 加，其波形将会发生畸变； 谐波和基波电能成比例的系数。电力系统 择合适的电能计量方式，可以有效降低电 ②对旋转电动机的影响。谐波的频率 中最常用的电能计量表是电子式电能表和 力谐波对电能计量的影响。为了合理计量 比基波要高，这就使得电动机在磁滞、涡 感应式电能表。感应式电能表只适用于在 用户所消耗的电能，因此应针对含高次谐 流和集肤效应下，能量的消耗增加。此 工频附近很狭窄的频率变化范围内，要求 波的线路用户，选用电量平衡统计以及贸 外，在谐波电流的作用下，电动机还会产 电流、电压为正弦波条件下才能保证最佳 易结算电能表，严格按照国标要求来进行 生额外损耗、铁损等等； 的工作性能。当系统中电流、电压波形因 谐波治理，选择合适的电能计量方式，可 ③对电力变压器的影响。一般来说， 各种原因偏离正弦有畸变时，电能表电压 以有效降低电力谐波对电能计量的影响。谐波也产生于变压器中，但该谐波电流通 线圈阻抗和转盘阻抗都会发生变化，紧接 ５．２在电能计量中可选用基波电能 常较小，变压器一般不会因为该谐波而出 着造成电压工作磁通和对应的电流磁通变 表，因此在这种电能表中其电流电压输 现发热和铁损。但是，在起初接通电源的 化，而导致转矩不能与平均功率成正比而 入同路和ＡＤ转换之间，还装有低通的滤波 一瞬间，变压器中的谐波电流是巨大的， 产生附加误差，从而影响了计量精度。 可能要超过额定电流数倍之多，虽然时间 但是，电网电流、电压在测量电能 较短。正常情况下变压器不会造成危害， 时，要经测量用互感器转换成弱电信号后 但谐波的谐振会放大电流影响变压器寿 才送入电能表，畸变信号经过测量用互感 命； 器，当因此测量结果的准确程度直接受到 ④对电力电容器的影响。电容器是比 测量用互感器的准确度的直接影响，如果 较常用的电子元器件。电容器的特殊性 测量用互感器存在非线性时，互感器对各 质，导致其比其他电子产品更容易受到谐 次谐波成分的转换比例就不一致，从而使 波的毁坏。电容器安全运行的主要威胁就 被测信号发生变形。在这种情况下，测量 是谐波。 误差会比较大。研究表明，在波形发生畸 ３．电力谐波对电能计量的影响 变的情况下，测量用互感器的波形变换误 ３．１谐波对电能计量合理性的影响 差随谐波次数的增加而非线性的增大，奇 目前电能计量在谐波作用下有以下三 次谐波的波形变换误差比偶次谐波，相对 种思路： 来说就较小。 一器，可以只反映出基波电能对于谐波电 能，就可以用宽频带电子表来测得，然后 减去基波电能，如果其结果为正值，就表 明该负荷是线性负荷吸收了电力谐波：如果 结果是负值，就说明负荷是非线性负荷， 是正在向电网中注入的电力谐波。 ５．３电力谐波对电能计量的影响，可 以采用合理的计量方式，按照电价体系中 电力成本合理分摊的原则，对吸收电力谐 波的用户，在其电力价格以及用电量上给 予适当的谐波分量补偿，并按谐波分量比 例调整用电价格，在基于学术研究以及工 程应用的基础上，综合治理非线性负载用 户谐波，用高精度电子式电能计费表计， 电子ｔ．｜再一１４７— Ｉ．科研发 …………………………． 卫星遥感数据的正射影像图的制作 中国人民９１６ ３５陆泳舟 【摘要】卫星遥感是一种采用人们通过航空技术发射在地球外层空间的人造卫星对地球地面、地面以上的空间以及外层太空天体进行综合性观测的技术。而卫星遥感所得 数据在正射影像图的制作上应用价值广泛，本文通过阐述卫星遥感数据以及卫星影响图的来源以及所具有的特征，并分析了卫星遥感数据用于制作正射影图过程中出现的 纠错、配准以及最后统一融合的方法及原理，简要介绍了正射影像图的构型、调色以及去重叠等数据信息处理的方式和过程。 【关键词】卫星遥感技术；数据；信息；正射影像图；制作 引言 ２ｌ世纪信息科技时代的到来，卫星遥 感技术也在不断的更新、完善之中。目前 的卫星遥感技术在用于制作正射影像图方 广，已经成为国内外普遍使用的数字纠错 技术。 ２．２影像纠错 在影像纠错过程中首先要明确两点： 首先，找准重叠区。卫星影像正射图 的制作过程中面对大量的图片，可能会出 现研究区域重叠、交接处重叠或者图形重 复等情况，这些情况是非常常见的。但是 面效果显著，并且成图的精准度越来越 其一，ＧＰＳ控制点是影像纠错的关节 如何将这些重叠区寻找出来并在图形资料 高，远远超过比例尺地形图的精准度。卫 点。 中标记，有利于后期的图像镶嵌呢？这里 星遥感技术在城市建设、城市规划以及了 其二，采用相应的比例尺纠错是完善 就必须要注意到以下两个方面：其一，找 解环境状况和资源状况方面具有强大的支 影像纠错的后续工作。在利用遥感卫星数 准相邻图像的重叠区域；其二，确定重叠 撑作用。采用卫星遥感技术制作的城市影 据制作正射影像图时，首先利用ＧＰＳ的各 区域后要以不同的记号标注。 像图具有目标辨认难度小、内容清晰、比 个方位的控制点将影像的大致形体构造稳 其次，调整色调。调整色调是正射影 例尺大以及转释较容易的优势，这项技术 定，然后手动微调影像控制画面。 像图制作中一个重要环节，不同分辨率、 已经广泛应用于社会生产和发展的各个层 最后在根据不同的比例尺的标准（一 不同成像条件或者图片之间存在许多差异 面。该项技术还有助于治理生态环境、搜 般以１：５０００、１：２０００、１：５００为参考标 的图像，由于要实现卫星影像正射图的完 集专业信息、监测工程项目以及防止各种 准），对已经做好影像画面的地形图资 整效果，因此镶嵌的图像的差异性较大、 自然灾害等工作的开展。 料最后的影像纠错 。在明确这两个关键 辐射水平不同的话，会严重因想到图像形 １．国内外普遍流行的卫星影像图收集 点后，制作出来的正射影像图必然更加逼 成的最后质量，图像的光感度、亮度的差 方式 真、精准。 异也就会千姿百态，不能够成为一幅比例 随着新科技的不断深入，卫星遥 ２．３多光谱影像的配准 均衡的卫星影像正射图。因此，这个环节 感技术日新月异，目前国际上较为早期 在应经完成纠错的影像资料上在加以 中要注重图像色彩、色调的调节。因此， 出现的卫星遥感技术是来自美国的Ｅａｒｔｈ 多光谱影像的配准。换句话说就是两幅或 在调节色彩和色调时要寻找颜色相近、 ｗａｔｃｈ卫星数据资源库的ＯｕｉｃｋＢｉｒｄ卫星 者两幅以上的影像进行对比、匹配，找出 色调差异小的图像，而色彩差异较大的图 影像，这款卫星影像的地面全色分辨率 差异点，并在最终定稿的影像资料上进行 像，要采用专门的技术对其进行调整，以 达Ｎｏ．６１ｍ，成像款幅度达到１６．５×１６．５／ 补充。多光谱影像的配准一般根据特征和 实现整体效果。 ｋｍ２，随后美国相继推出了Ｓｐａｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ 灰色度来进行。 最后，图像嵌入。在确认重叠区和调 Ｉｋｏｎｏｓ和Ｌａｎｄ ｓａｔ ＴＭ卫星遥感影像，这宽 ２．４影像的统一与融合 整色调两个步骤完成之后，就是最后的图 两款卫星遥感较Ｅａｒｔｈ ｗａｔｃｈ的ＱｕｉｃｋＢｉｒｄ 影像的统一与融合是指，将不同分辨 像嵌入工作了。这个环节必须要注意的就 的影像效果以及成像款幅度都有所提升。 率的卫星遥感数据影像资料进行统一并融 是寻找色彩相近、位置相邻的图像进行镶 俄罗斯生产了一款Ｓｐｉｎ．２卫星影像，这款 合处理，经过统一融合处理过的影像资料 嵌，嵌入时须在两幅待嵌入的图像中确认 卫星影像在地面分辨率方面虽然不及美国 其空间分辨率较高、目标识别较容易、有 一条连接缝合线。这条连接缝合线的质量 的Ｌａｎｄ ｓａｔ ＴＭ卫星遥感，但是其成像款幅 具有多光谱的效果，让人初次看上去就有 与最后图像嵌入的效果好坏息息相关，因 度可以达到２ＯＯ×３００／ｋｍ２却与美国的三种 生动形象的画面删 。在进行这部分操作的 此连接缝合线的选择必须万无一失。两幅 卫星影响有明显的优势。 关键在于影像数据的纠错以及多光谱影像 嵌入的图像在嵌入过程中在连接缝处也许 ２．卫星影像图的纠错、配准以及统一 的配准，只有这两个步骤做到完备，那么 会出色调不一致的情况，这时必须利用亮 融合 影像的统一融合效果就会更佳 度潜入的方法对两幅的图像的色调进行最 ２．１数字纠错 ３．卫星影像图的构型 后的调整，调整至视觉感官和谐为止，这 光学纠错仪是一款用于将航拍模拟摄 卫星影像正射图的制作是一项极其复 样一来，连接缝合处的破绽才不至于一眼 影片转化为平面图的工具，主要适用于传 杂、涉及面广泛的工作，主要包括前期的 就能探出。 统的框架模幅式的航拍摄像画面的数字影 卫星遥感影像数据资料的采集，数字与图 ４．结束语 像ＬＩ 。现阶段出现了许多新鲜的卫星数字 像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响 卫星影像正射图的制作是一项极其复 遥感技术，这些技术的影响数据采用传统 的统一和融合以及影像制作后期对重叠 杂、涉及面广泛的工作，主要包括前期的 的光学纠错仪就不能很好地转化。因此， 区、色调以及图像的调整和嵌入等 ｊ。图 卫星遥感影像数据资料的采集，数字与图 数字微分纠错技术由此诞生。这是一项通 像的调整和嵌入需要将大量分辨率不同、 像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响 过地面的有效参数以及数字地面的基本雏 形状不同、研究区和交界处不同的图像资 的统一和融合以及影像制作后期对重叠 形．在设置适当的构想公式，并依据适当 料整合起来，再进行纠错、配准和最后图 区、色调以及图像的调整和嵌入等。利 的数学模型控制范围和控制点将航拍摄像 片的镶嵌。因此，制作＿幅效果良好、比 用卫星遥感数据来制作正射影像图时，在 画面的数字影像转化为正射影像图的。这 例均衡的数字影像镶嵌图要经历以下三个 实施数字与图像资料的纠错、多光谱影 种技术不仅简单、方便，而且适用范围较 步骤 ’像的配准、影响的统一和融合这三项操 降低谐波对电能计量的影响。 针对电能计量的一些粗浅的探讨，更多的 努力，才能够实现电力系统电能计量的科 ６．结论 行之有效的谐波抑制措施以及电能计量方 学而准确的计量。 总之，笔者所做的分析探讨，仅仅是 法，得源于广大工作技术同行人员的共同 一１４８－嘲｝子世界
