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非线性负载会导致电力线路中出现谐波,功率因数降低,因此,由电力电子设备的广泛应用而引发的电能质量问题受到越来越多地关注。谐波电流和无功功率是危及电网安全运行的两大因素。系统无功会增加输电网及配电网的线路损耗,增加设备容量;谐波电流会增加用电设备损耗,甚至损坏用电设备,并带来多种不利的信号干扰。并联有源电力滤波器(SAPF)是一种解决电能质量问题的有效方法,因为它能同步补偿电路中的谐波电流及无功功率。在设计并联有源电力滤波器时,参考电流的生成是非常关键的,它决定了注入公共接点的实际电流的精度。我们常用瞬时无功理论(p-q法)来计算SAPF的参考电流。该法由日本学者Akage at al.在1983年提出。根据该理论,三相三线系统中的电压、电流被变换到相互垂直的p-q坐标系中,并在p-q坐标系中计算瞬时的有功及无功功率。尽管瞬时无功理论有其理论局限,譬如它只能应用于不含零序电流、电压的三相系统,但它的提出引发了一系列基于瞬时无功理论的新方法,有助于我们认识理解SAPF。由Ferrero、Superti-Furga提出的O-α-β坐标下的瞬时功率定义和由Akagi、Nabae提出的Nabae功率理论考虑了零序分量。很明显,零序电流、电压能产生有功,但是否产生无功是这两种理论的主要分歧。Nabae认为O轴与α、β坐标轴地位等价,有功功率与无功功率分别为O、α、β轴电流和电压分量的点乘积与叉乘积。而Ferrero和Superti-Furga则认为O轴与α、β轴是相互独立的,零序分量仅产生有功功率。这两种定义方法的共同缺点是它们均不能与单相功率理论相统一。1999年,韩国学者Hyosung Kim提出了一种新的三相系统功率补偿方法,被称为p-q-r法。该法先将a-b-c坐标下的电流、电压转换到O-α-β坐标下,再通过旋转O-α-β坐标得到p-q-r坐标下的电流、电压形式。由于是沿电压轴旋转,因此,最终仅有一个电压分量e_p不为零,另两个分量e_qe_r都等于零。由于有功功率和无功功率分别定义为电压与电流的点乘积与叉乘积,因此存在一个瞬时有功功率p与两个瞬时无功功率q_q和q_r。在该方法中,有功功率和无功功率都定义在含零序分量的三相四线制系统中。虽然计算复杂,但其定义可以认为是单相功率理论的延伸。正交坐标法中的功率定义可与单相功率理论相统一,且其计算简便。该法在a-b-c坐标系下给出功率定义,有功功率为电压、电流信号的点乘积,无功功率为电压、电流的叉乘积。该方法中,有功和无功的物理意义与p-q法相同,符合我们对功率定义的一般理解。传统的正交坐标法不能滤除零序电压的干扰,本文给出一种新的正交坐标法,此方法在电压及电流中含有零序分量时,也可以补偿无功、抑制谐波。