电气化铁路牵引负荷作为电力系统中的高电压、大容量用电负荷,工作时具有严重的功率冲击与电流畸变等复杂特性,给电力系统造成了日益严重的污染、使得电能质量日益劣化。这些污染不仅会给电网以及电气设备的运行带来不良影响,同时还会引起电能计量的误差。为了减小电气化铁路牵引负荷电能计量误差,本文提出了基于广义S变换简化算法的电气化铁路牵引负荷电能计量方法。首先,从谐波、负序电流、电压波动与闪变以及电压偏差等方面分析了电气化铁路牵引负荷引起的电能质量问题及其危害,集中探讨了电气化铁路牵引负荷电能计量方法在国内外的发展现状。在讨论电气化铁路牵引负荷对电子式电能表的影响时,发现现有电能表计量性能受牵引负荷影响较大。进一步探讨了S变换的原理及其特点,提出了基于广义S变换简化算法的牵引负荷电压、电流信号时频分析方法。引入调节因子控制高斯窗函数宽度随频率变化的速率,并通过聚集度度量法自适应选取调节因子,提高算法的时频分辨率;通过二次极值法对信号特征频率提取,大大减少了算法的计算量。通过广义S变换简化算法提取牵引负荷电压、电流信号的时频信息,对牵引负荷下的信号分析与计量具有很好的效果。提出并建立了基于广义S变换简化算法的电能计量方法用于牵引负荷电能计量,并在稳态谐波和非稳态谐波情况下分别对该方法进行功率测量仿真。仿真结果表明,基于广义S变换简化算法的电能计量方法具有很高的精确度。针对牵引负荷电能计量的特性,设计了采用ADC+DSP+ARM的硬件架构的三相多功能牵引负荷电能计量装置,论述了电能计量装置的工作原理,探讨了基于广义S变换简化算法的电气化铁路牵引负荷电能计量方法,并将此方法应用于牵引负荷电能计量装置。仿真实验表明,本文提出的基于广义S变换简化算法的电气化铁路牵引负荷电能计量方法可行,实现了牵引负荷电能的准确计量。