非正弦波及不对称下三相功率因数的定义

尽管三相不对称下功率因数定义已有多种公式,但在非正弦波形又不对称下的功率因数定义依然存有争议。本文从单相非正弦波形下无功功率的时域分析定义出发,导出三相不对称时视在功率的公式,从而获得非正弦波形又不对称下三相功率因数的计算公式。     

非正弦波形下各种无功功率定义的本质

尽管非正弦波形下有功功率已有合理的定义,但对无功功率的定义依然存有争议。本文描述了在非正弦波形下有关无功功率的两种定义,其一是时域分析法,另一是频域分析法。指出了采用哪种公式更好。     

非正弦情况下无功功率定义的分析

虽然在非正弦情况下电压，电流，有功功率都得到了合理的定义，但无功功率的定义一直没有定论，本文研究和分析了非正弦情况下功功率定义两种方法，一种是时域分析法，另一种是频域分析法，深入探讨了两种定义的优缺点；最后指出，应在不同的条件下，根据不同的任务，来选择合适的公式进行分析计算。     

非正弦和三相不对称系统中功率的实用计算

针对目前非正弦周期电流电路和三相不对称电路中功率的定义和计算中的缺陷，本提供了一种新的功率定义和实用计算方法。同时介绍了衡量三相系统不平衡度和谐波污染的量化指标。     

非正弦情况下主要无功功率测量方法的对比研究

针对电力系统无功比重的增加以及人们对无功的关注程度日益提高,本文对几种主要无功功率计算方法进行了系统、全面的对比研究。首先依据无功功率的定义,对基波移相90度、微分法、FFT法和Hilbert滤波器法等无功算法进行对比研究,分析各种算法的基本原理和理论计算精度,比较各种算法的性能优、劣;然后对各种算法的软件实现方法进行研究,并对相关算法进行资源优化使其适用于嵌入式实时平台,进一步提高各算法的性能;最后以基于DSP的高性能三相表为测试平台,对各无功算法进行准确度对比测试。数据分析表明,正弦和非正弦情况下的测试结果与各算法的理论分析结果完全一致。本文的研究成果对各种主要无功算法在优化设计以及电能计量领域的应用具有重要的指导意义。     

非正弦和不对称负载情况下的功率流向和计费标准

电力系统谐波和不平衡负载增长迅速,影响了电度表的计量,导致了计量电费的不合理现象。若以有功功率的积分为电度量,将造成供电部门的电费损失,这是由于非线性和不平衡负载向系统倒送谐波和非正序功率影响计量以及这些功率在系统中流通增加线损所致。同时,不产生谐波的线性用户却受到谐波和不平衡电流的影响。该文表明,在单相系统中,以基波功率的积分代替全功率的积分作为计量标准,将会消除这两方面的不利影响。在三相系统中,以正序基波功率的积分作为计量标准,同样可以消除这两方面的不利影响。     

用于强非线性负荷的瞬时无功与谐波电流检测算法研究

为解决强非线性与类随机性负荷下的瞬时无功与谐波补偿问题,综合应用ip-iq法和p-q法,提出了一种有效的瞬时无功与谐波电流检测算法。该算法适用于任意工况的三相电路,包括三相四线制电路、电压非对称正弦或含有谐波等情况。理论推导和仿真证明了该算法的正确性和有效性。同时,将该算法进行推广,可实现对任意次谐波正序或负序有功、无功电流的有效提取。     

无功补偿技术对低压电网功率因数的影响

分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法,着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。结合应用实例说明采用无功补偿技术,提高低压电网和用电设备的功率因数,已成为节电工作的一项重要措施。     

Optimal non-active power compensation under non-sinusoidal conditions

This paper presents a new method of non-active power compensation in power systems under non-sinusoidal conditions. The basic idea of the compensation procedure stems from the condition for the minimum rms value of line currents. The application of optimization procedure, observing the above criterion, results in the required compensator. Three different compensators are derived: total non-active power compensator, compensator without energy storage, and reactive compensator. The paper introduces the factors which define the amount of active power in total power before and after the non-active power compensation. The compensation procedure is valid for single-phase and polyphase systems. Simulation results confirm the validity and applicability of the compensation procedure for a diversity of load currents.     

低压电网无功补偿对功率因数的影响

分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法,着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。结合应用实例,说明采用无功补偿技术,提高低压电网和用电设备的功率因数,已成为节电工作的一项重要措施。     

加装无功功率补偿装置提高功率因数的方法

阐述了功率因数的概念及功率因数低的危害,分析了提高功率因数对减少电费支出的作用,提出了加装无功功率补偿装置提高功率因数的方法。     

新型厂矿企业配电网谐波抑制和无功补偿方案

针对电解企业配电网因电解整流装置产生的高次谐波电流含量大、功率因数低的现状,提出一种新型的谐波治理、功率因数校正综合补偿方案。在该方案中,补偿系统由无源滤波器和有源滤波器混合构成。由整流装置产生的主要特征谐波电流由无源滤波器滤除。无源滤波器在抑制谐波的同时还可以补偿无功功率,以提高功率因数。有源部分采用注入式电路,用来抑制无源支路跟电网等效电感产生的谐振现象以及改善无源滤波器的滤波性能。对该混合补偿系统的稳态补偿性能、抑制谐波谐振性能进行了详细分析,并对补偿方案进行了数字仿真。理论分析和仿真结果证明了该综合补偿系统的有效性和可行性。     

功率因数的实时精确测量方案探讨

在对传统的功率因数测量方法分析的基础上 ,提出了电力系统中的功率因数的基本算法 :即基于工频量的功率因数的求取方法。传统的测量方法 ,没有很好地考虑系统的不对称性所造成的谐波以及非周期分量对功率因数测量的准确性的影响 ,测量精度不够。本文提出的基于DSP技术的功率因数测量方法 ,充分利用DSP的计算功能 ,对电压、电流的采样序列信号 ,先进行带通滤波 ,再进行傅氏滤波 ,基本上消除了非周期分量及各次谐波对功率因数测量的影响 ,得到完全的基于工频的功率因数。前置的数字式软件带通滤波能够弥补常用的硬件低通滤波的缺点 ,能得到工频附近的频带信息 ,该信息再进行傅氏滤波 ,能够得到工频分量的电压、电流 ,从而可以得到基于工频分量的功率因数。     

牵引供电系统功率因数计量方法的研究

文章对牵引供电系统常见的变压器接线方式下电网三相不平衡度和谐波情况进行了理论分析,分别采用算术功率因数、矢量功率因数和等效功率因数三种定义方法,对三相不平衡、非线性的牵引供电系统功率因数计算进行了讨论,并且分析仿真了牵引供电系统三相不平衡度和谐波对三种功率因数计量的影响。理论分析及计算实例表明,IEEE Std.1459-2010标准中推荐使用的等效功率因数能准确计算三相不平衡非线性系统的功率因数,为电能计量的正确考核提供科学依据。     

具有谐波抑制及功率因数校正的并联补偿电路

介绍在交流侧并联补偿电源的方法消除整流二极管加电容滤波电源电路中的电流谐波,提高电源交流侧的功率因数。文中用电压提升电路作为补偿电源,在补偿电源中用脉宽调制(PWM)和电流闭环的方法实现电流跟踪,使流入补偿电源的电流按给定的波形变化,从而使流入组合电源的总电流恢复成正弦波形,同时也使电源的功率因数近似为1。     

采用新型无源缓冲电路的单相功率因数校正器

介绍了单相功率因数校正器的工作原理及控制电路的参数选择。由于采用了一种新型的低损耗无源缓冲电路 ,开关管和主二极管的电流电压应力较小 ,并降低了能量损耗 ,提高了工作效率     

非线性负载下的多变流器谐波电压补偿控制策略

多变流器在接入非线性负载的情况下会引起电压畸变。为解决此问题,提出一种谐波电压补偿的综合控制策略。首先,采用虚拟同步发电机控制策略模拟同步发电机的外特性,使逆变器具有惯性和阻尼特性。其次,通过级联广义积分器构建谐波分离网络来提取相应的基波和谐波电流分量。紧接着结合虚拟阻抗构建基波处的感性虚拟阻抗去改善功率均分,以谐波处的阻容性可变虚拟阻抗去改变系统的输出阻抗来补偿相应的谐波电压。然后,在虚拟同步发电机的基础上采用多谐振电压控制器对输出电压的谐波进行抑制。最后,对所提的综合控制策略进行仿真研究,结果验证了所提策略在谐波电压补偿方面的正确性。     

A novel control method for series hybrid active power filter working under unbalanced supply conditions

In this paper a new control algorithm for a Series Hybrid Active Power Filter (SHAPF) is proposed. With the proposed control algorithm, the series active power filter simultaneously compensates for source voltage unbalance and source current harmonics generated by non-linear loads. The proposed control algorithm is based on the generalised instantaneous power theory where the instantaneous inactive power is represented as a second order tensor. The reference voltage is directly associated with three-phase instantaneous voltages and currents and are separated in three-phase co-ordinate systems. Therefore, the calculation of the compensation reference voltage is much simpler than the other available control algorithms. It can be applied for both voltage and current harmonic generating loads connected across balanced and unbalanced source voltages. The mathematical formulation of the proposed control algorithm with its applications to SHAPF is presented. The validity of the proposed control algorithm is verified with extensive experimental study and results are reported.     

一种新的混合型有源电力滤波器控制方法

提出一种新的控制策略并应用于混合型有源电力滤波器,实现电力系统无功与谐波的统一补偿。将滤波问题转化为谐波抑制问题,用无静差极点配置控制方式控制无功补偿,用适合于电路拓扑的谐波抑制策略进行谐波补偿,该控制方法具有严格的数学基础,并对各种负荷变化的干扰、参数摄动及未建模动态具有很强的鲁棒性,并能够简化谐波检测。详细阐述了控制方法的原理,仿真结果表明了该方法的有效性及令人满意的性能。     

Optimal capacitor placement for power systems with nonlinear loads

The purpose of this paper is to derive a systematic procedure to decide the optimal location and size of compensation shunt capacitors for distribution systems with harmonic distortion. A set of indices determined by the sensitivity of voltage variation, real power loss and harmonic distortion to the reactive power source is used to decide the optimal location of the shunt capacitors. The problem is formulated as a nonlinear programming of the minimization of real power loss and capacitor cost under the constraints of voltage limits and total harmonic distortion. A practical power system is selected for computer simulation to test the efficiency of the proposed method. It is found that both the system loss and harmonic distortion can be reduced very effectively by this method.