随着现代工业和电力市场的快速发展,越来越多的非线性、不对称负荷被接入电网,如电力机车、电弧炉和电焊机等,使得公用电网的负序污染问题日益严重,致使现有的适用于平衡条件下的有功电能计量方法和功率因数调整电费方案出现了诸多缺点,存在收费不合理的情形。因此,亟需要研究合理的不平衡责任划分方法和电能计量方法,以此来明确各责任方的责任,合理计量电能和收取电费,进而通过经济手段迫使各责任方采取相应措施治理电能污染,从而营造一个良好的用电环境。首先,本文对传统的不平衡污染评估指标进行了总结和分析,针对传统评估指标和方法中存在的问题,在IEEE Std.1459-2010功率理论基础上,通过对不平衡条件下等效视在功率的详细分解,从视在功率的角度提出了一套新的不平衡污染评估指标。针对不同接线形式的三相电力系统,在Matlab/Simulink软件中搭建了相应的仿真模型,对所提新评估指标的有效性和实用性进行了验证。仿真结果表明,相比于传统评估指标,所提新评估指标可以综合反映系统和各用户的不平衡程度,更加符合工程实际要求,具有良好的应用价值,有效地解决了传统评估方法存在的问题。其次,本文以三相不平衡系统为研究对象,构建了不平衡系统中负序等效电路模型。通过公式推导,对传统的不平衡责任量化指标及方法的本质进行了分析,证明了传统的不平衡责任量化指标的评判本质是不一致的,并以具体算例对理论分析结果的正确性进行了验证。然后,针对传统不平衡责任划分方法中存在的缺陷,根据等效视在功率的分解形式,建立了不平衡责任评价指标体系,提出了一种多指标体系下考虑指标权重的不平衡责任划分方法,该方法综合考虑了负序电压、负序电流的影响,相比于传统的不平衡责任划分方法更加合理和准确。本文以典型的不对称牵引负荷为用户对象,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,且针对不同的工况设计了具体的算例。在此基础上,将本文方法与传统方法计算得到的不平衡责任划分结果进行了对比和分析,验证了本文所提新方法更加准确和合理。再次,以三相电力系统中不对称负荷产生的基波负序电能为研究对象,分析了三相不平衡系统中负序有功功率的流向,证明了传统的全电能计量方法在负序污染严重的电网中存在不合理性,基波正序有功电能计量方法同样也存在一定的局限性。针对传统有功电能计量方法存在的问题,提出了一种考虑不平衡责任的奖罚性有功电能计量新方法。新方法不仅考虑了负序功率流向,还考核了用户的不平衡责任,可以通过经济手段迫使那些对电网造成负序污染的用户主动采取措施对其进行治理,从而改善电能质量,达到有效维护供用电双方经济利益的目的。最后,介绍了我国现行的《功率因数调整电费办法》,分析了不同定义下的功率因数在不平衡条件下的合理性,得出了在不平衡条件下采用等效视在功率因数更合理的结论。但鉴于我国现行的功率因数调整电费办法存在诸多缺点,为了能够综合考核用户的用电行为,探讨了一种考虑不平衡责任的奖罚性电费调整方案。本文认为,新方案不仅考核了用户消耗的基波有功功率,还综合考核了供用电双方所产生的负序不平衡视在功率对系统的影响,相比现行方案更加合理和可行,有助于供电部门对电能质量污染的治理。最终通过具体的算例验证了所提方法的可行性和准确性。