隨著電力電子設(shè)備在工業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪械拇罅繎?yīng)用，在給人們帶來高效節(jié)能的同時，由于其本身的非線性特征而產(chǎn)生的大量諧波給電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的影響。例如電網(wǎng)的線路損耗增加，影響周圍用電設(shè)備的正常工作等。為此，解決諧波污染問題已經(jīng)迫在眉睫。與傳統(tǒng)的無源電力濾波器相比，有源電力濾波器能夠有效地克服一些缺點。諸如無源電力濾波器易與電網(wǎng)發(fā)生串并聯(lián)諧振，只能補償特定次諧波，動態(tài)性能差等特點。有源電力濾波器在近些年得到了很大的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者對其進行了大量的研究[1-2]。
    諧波電流檢測的準(zhǔn)確性和快速性直接影響有源電力濾波器的性能。為此，采取合理的諧波電流檢測方法成為有源電力濾波器的一項關(guān)鍵技術(shù)。目前，常用的諧波電流檢測技術(shù)包括瞬時無功功率理論(P-Q理論)、快速傅里葉變換(FFT)和小波分析法等。P-Q理論自1983被日本的學(xué)者提出之后就得到了人們的重視，并有效地應(yīng)用在有源電力濾波器諧波電流檢測中[3]。
    本文在對P-Q瞬時無功功率理論闡述的基礎(chǔ)上提出了一種用于諧波電流檢測的方法，并對其進行了Matlab仿真驗證。
1 P-Q理論
1.1 Clarke變換
    Clarke變換即α-β變換，是指將三相電流和三相電壓根據(jù)功率不變理論投影到靜止的α-β坐標(biāo)系中，采用α-β變換可以將零序分量從abc坐標(biāo)系中分離出來，在三相三線制中不存在零序分量。以電壓為例，Clarke及其反變換可以表示如下：
 
1.2 P-Q理論
    P-Q瞬時無功功率理論是在三相系統(tǒng)中定義的，在三相三線制系統(tǒng)中，瞬時零序分量被剔除，瞬時有功分量和無功分量是基于α-β坐標(biāo)系下的瞬時相電壓和線電流定義的，表示如下：

 

    由圖3可以看出，由于負(fù)載的非線性導(dǎo)致電流的波形呈現(xiàn)階梯狀，存在大量的諧波。當(dāng)接入并聯(lián)有源電力濾波器之后，由圖4分析可知，波形得到了很大的改善，諧波成分大量減少，接近正弦波，只是在過渡過程中存在一些畸變，這主要是由于低通濾波器的特性所致。

    同時繪出了補償后整個系統(tǒng)的有功分量和無功分量，如圖5所示，從圖中可以看出，補償之后的p和q趨于恒定值，除含有少量的高次諧波之外，只含有直流分量?？梢钥闯觯?jīng)過有源電力濾波器的補償之后，使得有功功率和無功功率穩(wěn)定，不再隨時間而變化。

    通過以上的分析和仿真驗證可以得出，P-Q理論在有源電力濾波器的設(shè)計中可以得到很好地應(yīng)用，只要適當(dāng)?shù)剡x擇需要補償?shù)挠泄蜔o功分量，可以使電網(wǎng)的電流正弦化，極大地消除了由負(fù)載非線性產(chǎn)生的不利影響。有源電力濾波器作為抑制諧波、補償無功和改善網(wǎng)側(cè)電流的有效工具，在實際工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，同時，對其研究也在不斷地發(fā)展。
參考文獻
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[5] 粟時平，李圣怡.并聯(lián)有源濾波器的最優(yōu)電壓滯環(huán)電流控制[J].電力自動化設(shè)備，2002，22(4)：14-17.