这样，会使线性负荷用户因吸收了谐波功率而需多交电费；而非线性负荷用户作为谐波源，发出谐波功率，对电力系统造成危害的同时，却少交了电费。
3.2电子式电能表目前投入使用的电子式电能表主要是时分割乘法器式的电子电能表。
其基本结构框图如图4所示：
根据电子式电能表的频率响应曲线，其对各次谐波的响应系数Kn≈1，它反映的用户消耗电能较接近实际。
当电网中的电压和电流信号只有一个发生畸变，而另一个信号仍为正弦波时，根据正弦函数的正交性可得，电子式电能表在这种
情况下，其误差变化很小，可认为近似不变；当电网电压和电流都发生畸变时，由于电子式电能表频带较宽，仍可以准确地计量谐波功率。
也就是说，电子式电能表对谐波功率的响应是和对基波功率的响应相同的。
由前面的功率计算可知，电子式电能表把基波功率和所有的谐波功率一同计量。
这样对线性用户，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；对非线性用户来说，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。
不过在谐波存在的
情况下，电子式电能表的计量误差比感应式电能表的误差大
图4电子式电能表原理图
图5电子式电能表频率特性曲线
通过以上对感应式电能表和电子式电能表计量特点的分析，我们可以采取用宽频带电能表和工频基波电能表配合使用的计量方式。
这样不仅可以测量出基波功率值，而且还可以测量出谐波潮流的大小和方向。
但是，此方法仅是近似的结果，不能精确地计算出谐波功率。
4新型的电子式互感器
在测量电能时，电网电压、电流要经测量用互感器转换成弱电信号后才送入电能表，因此测量用互感器的准确度直接影响着测量结果的准确程度，如果测量用互感器存在非线性，当畸变信号经过测量用互感器时，互感器对各次谐波成分的转换比例就不一致，从而使被测信号发生变形。
在这种情况下，测量误差会很大。
而非线性主要是有传递磁通的互感器铁心饱和引起的。
因此，可以考虑新型的电子式互感器。
电子式互感器主要分为两类[9,10]：
①基于光效应的互感器，直接用光进行信息的变换和传输；②基于半常规互感器的电子式互感器，如无铁芯式的空芯线圈（罗格夫斯基线圈）电流互感器，这些互感器也称有源电子互感器。
光学电流互感器的示意图如图6所示。
在这种光电式电流互感器的高电位侧的传感头中，全部采用的是电子器件。
在高电位侧用空心线圈（Rogowski线圈）将母线电流变成电压信号，该电压信号
为模拟量，经过A/D转换成数字信号，用电光转换（LED）电路将此数字信号变为光信号，然后通过绝缘的光纤将光信号送到低电位侧。
在低电位侧，由光电转换
器件（PIN）将光信号转换为数字电信号，供继电保护与电能计量之用。
图6光学电流互感器原理图电磁感应式电流互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁共振和磁滞效应等问题，而OCT（光学电流互感器）则不存在这方面的问题。
可用新型的互感器来测量线路的电压及电流信号，代替原来电磁式的传统的互感器，保证采样的准确性。
5正弦交流电路的电能计算任何一个畸变的周期电流或电压波形都可以展开成傅立叶级数[11,12]，可以用下面式子来表达：
i（t）Ihcos（h0th）
h1
u（t）Uhcos（h0th）
h1
式中Ih、Uh、ψh、θh分别表示第h次谐波峰值电流、峰值电压、电流相位、电压相位，ω0=2π0f表示基波角频率。
根据正弦函数的正交性，有
T
cos（n
kn）cos（mt
km）dt
T/2mn
在正弦交流的电能计量中，电压、电流产生的有功电能与它们间的功率因数角ψ、角频率ω有关。
只有当同频率的正弦电压和正弦电流在同相位情况下才全部合成有功。
当然大家对电流、电压只有同相位部分才做有功电能都非常清楚，但是往往对同频率这个关键会被疏忽。
谐波功率的有功无功为：
PT10p（t）dt12UhIhcos（hh）
T02h2
UhrmsIhrmscos（hh）rmsrmsh2
2h2UhIhsin（h
h）
UhrmsIhrmssin（hh）rmsrmsh2
UrmsI
rms
h2rmsIh2rms
rmsrms
由以上可以看出，计算谐波功率，关键在于得到各次谐波的电压以及电流函数。
然后进行计算即可得到谐波功率，为各项电力收费提供准确的信息。
对各个谐波分量的流向的判断也是一件关键的项目，若谐波功率与基波功率方向相同，则为用户侧；反之，为谐波源侧，在判断的基础上进行功率的计算。
6谐波功率计算算法
6.1带阻滤波器法计
谐波电能表采用带阻滤波器的方法来计算谐波电能。
如图7、8所示,电压、电流信号通过16位二阶Σ-Δ式A/D转换器后,再经过数字高通滤波器,形成采样的数字信号U（n）、I（n）,经过相位校正,利用数字乘法器计算出总有功功率;数字化的电压、电流信号U（n）、I（n）通过一个基波抑制滤波器得到不包含基波成分的电压、电流信号Uh（n）、Ih（n）,经过相位校正,利用数字乘法器计算出总谐波有功功率Ph。
总有功功率与谐波功率对时间的积分得到总有功电能Es与谐波有功电能Eph。
图7基波测量原理图
图8高次谐波测量原理图
基波电能与谐波电能的绝对值之和,Es=E1+|Eh|
总电能Et：
基波电能与谐波电能的代数和,Et=E1+Eh。
在谐波与基波方向一致或没有谐波情况下:
Es=Et在谐波方向与基波方向相反情况下:
Es=Et+2×|Eh|基波电能始终满足:
E1=Es－|Eh|。
6.2小波包变换法
在一般情况下，在电力系统中谐波频率都与基波频率具有整数倍的关系，然而，在一些情况下，也会出现谐波频率都与基波频率不具有整数倍的关系，而是分数倍的关系，这种特点给电力系统频率及其高次谐波频率的测量带来了极大的困难。
傅立叶变换（Fouriertransform）和小波变换（wavelettransform）等算法在电力系统频率测量或估算上都得到了广泛的应用，但是，大部分现有的算法都比较耗时，而且计算量大，在些实时性要求较高的场合中的应用就表现出其不足。
为此，提出了一种新的快速算法用于电力系统频率和高次谐波频率的测量，与传统的算法相比具有耗时小、计算量小和精度高等特点[13]。
基于小波包变换谐波电流检测系统是基于完成类似数字滤波器功能来实现的。
电网中的原始信号经过A/D采样后，运用离散小波变换将模拟信号离散化，将基波与各次谐波分量分解到不同频带的子频带信号中，从中检测出基波分量体现的子频带区域，则其余子频带区域均为谐波分量所体现。
完成谐波检测功能。
将基波分量的子频带区域进行重构，得到基波分量。
最后再经过D／A后，将重构信号和原始谐波信号相减[15,16]，得到谐波补偿信号，谐波补偿信号反相后注入电网中，即可实现谐波抑制。
小波包变换可以简单定义为：
2N1
2（nt）2h（0k）（n2t-k）
k0
2N1
2n+（1t）2g（0k）（n2t-k）
k0
式中：
h0和g0相当于长度为2N的低通和高通滤波器，因此小波包变换可以通过滤波器电路来实现。
图9滤波器电路作用示意图通过利用最小描述长度准则方法，选择dbl0小波为处理电力系统谐波电流的小波包函数[14]。
在实际的电力系统中，电流中主要含有奇数次谐波，以3，5，7，9次等最多。
设仿真的信号基波频率为50Hz，利用小波包进行分解，采样点N为1024，采样频率为1024Hz。
设输人原始谐波电流为：
S（t）sin1000.2sin（3000.1）0.1sin（5000.2）0.2sin（7000.3）0.05sin（9000.4）则谐波电流的波形图与信号频谱如图10。
图10谐波电流的波形图与信号频谱图
输入的谐波电流经过采样频率fs为1024Hz采样后，采样点数为N=1024。
经过
MDL函数
00c（f）n2}
MDL（j,n）min{3klogNNlogc0/n
推导出的最佳小波函数db10算法进行分解与重构，用matlab软件进行仿真试验
图11原始信号及重构后低频与高频信号
仿真结果表明（图11），a0至a5为原始信号及重构后各层低频信号，d0至d5为原始信号及重构后各层高频信号。
谐波信号经小波包变换的分解与重构，随着尺度的增加，谐波含量越来越少，最后基本可认为信号中只含有基波分量，接近正弦值。
表明小波包变换能精确的提取出基波，满足实时性要求[13]。
7结论
本文通过对谐波的产生及谐波对目前功率测量装置的影响进行了综述，在算法介绍中主要对小波算法进行了描述。
但传统的电能表已远远不能满足谐波测量的需求，要不断改进技术，满足谐波测量的需求。
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