1.1设计的意义

随着现代电力电子技术和控制技术的发展,其广泛用于传统的多相整流系统中。由于电力电子器件的非线性,在设备运行的过程中,产生了大量的电力谐波传输到电网系统内,引起电网的谐波污染,不仅对电网的稳定带来了极大的危害,还对其他用户造成为一定危害(如增加设备损耗、缩短电力设备的寿命)。在提倡节能减排的今天,对高能耗的设备技术优化改进显得必不可少,一来可以减少相关生产企业的生产能耗,提升企业市场竞争力,二来可以减少谐波排放,实现绿色电网这个目标。但是由于电能计量并不精确,因此还不能对谐波排放进行有效的监管。

1.2设计的目的

首先,介绍了多相整流变压器系统的结构以及基本运行原理,例如有载调压系统。通对整流系统的谐波特按照是否计及换相和直流脉动过程,进行深入的分析。分别对系统的阀侧以及网侧进行了谐波分析。然后,介绍了采用新型滤波策略下多相整流变压器的接线方案。并从电磁学角度重点说明了如何调节滤波绕组阻抗使阀侧绕组和滤波绕组达到电磁平衡,从而屏蔽网侧的谐波感应电流。接着推导出了新系统的等值电路模型,对系统的容量进行了计算。说明了新系统能较好的滤除阀侧产生的高次谐波,并有一定无功补偿作用。最后,分析了现有的两种电能计量表的原理,基于在含有电力谐波的情况下现有的电能表不能准确计量的事实。提出了基波电能计量的新型计量方式,通过在传统电子式或感应式电能表前加设一个低通有源滤波器,将高次的谐波有效滤除。实验表明其对基波的电能测量优于无滤波功能的电能表。

1.3国内外研究现状

在未来的智能电网和智能电力市场中，需求侧管理和需求响应技术是应对大量分布式发电并网、协调和优化需求端用电、发电模式和能效的重要手段。 德国定义的智能测量系统超出了传统界限，把用户、测量、电网和市场连到了一起，促进它们之间的实时互动，为用电户和电力市场参与者提供海量宝贵数据和信息，并使实现真正意义上的需求侧响应成为可能，同时也促成创新商业模式，例如能源互联网。

2013年，德国信息安全局(BSI)受德国经济能源部委托，制定了全新的智能电表测量系统的技术规范，提出了以智能电表网关(Smart Meter Gateway)为中心，基于先进双向通讯网络连接测量仪器网络、广域电力市场和需求侧并实现其互动的智能测量系统(Intelligent Measurement System)，简称iMsys。在这个架构中，电表(以及气表，水表等)只是负责采集数据的测量传感器，而智能电表网关才是系统智能化的核心，是连接来自不同区域参与者的关键功能模块。

通过智能电表网关，可以为需求侧的用户实时反馈电气水使用信息和电价信息，也可以将需求侧的电能信息发送给相应的电力市场参与者。更重要的是，智能电表网关可以结合控制终端，实现用电侧能量管理和对分布式电源设备的实时控制。同时，德国信息安全局还制定了一份信息安全标准，对整个测量系统中电能和个人信息采集与处理的安全保护，提出了详细严格的要求和技术规范。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容及目标