瞬時無功功率理論

本文轉載自百度文庫：《故弄玄虛的瞬時無功功率理論 瀋陽萬思電力技術研究所》

  三相電路瞬時無功功率理論是由日本學者赤木泰文於1983年首先提出來的。赤木泰文的理論中定義了瞬時實功率p和瞬時虛功率q，因此又稱爲pq理論。
其實，赤木泰文的pq理論最終導出的瞬時實功率p和瞬時虛功率q就是在三相完全平衡狀態下可以導出的值，也就是說：只有在三相完全平衡的狀態下，赤木泰文的pq理論纔有正確的結果。在三相不平衡的狀態下，使用赤木泰文的pq理論不會得出正確的結果。

一、關於瞬時無功功率的定義

在電力系統中基本的物理量定義大都是以平均值爲基礎的，例如電壓有效值U、電流有效值I、有功功率P、無功功率Q、視在功率S等等。以平均值爲基礎的定義顯然不能滿足快速檢測的需要，而爲了進行快速無功補償，就需要對無功功率進行快速檢測，因此就產生了怎樣定義瞬時無功功率的問題，在這裏有必要對瞬時與平均進行深入探討。
在正弦穩態的情況下，設U和I是有效值，則正弦電壓和電流可以表示如下：

u(t)=2√Usinωt

i(t)=2√Isin(ωt+φ)

瞬時功率可以表達如下：

p(t)=2√Usinωt∗2√Isin(ωt+φ)=UIcosφ(1−cos2ωt)−UIsinφsin2ωt=P(1−cos2ωt)−Qsinφsin2ωt

電流可以分解爲有功電流和無功電流，由於有功電流與無功電流有90度的相位差，因此有功電流與無功電流屬於正交向量，於是瞬時電流就可以表達爲有功電流瞬時值與無功電流瞬時值的代數和。設ip(t)代表有功電流瞬時值，iq(t) 代表無功電流瞬時值，則有：

i(t)=ip(t)+iq(t)=2√Icosφsinωt+2√Isinφcosωt

於是就可以簡便地定義：
有功功率的瞬時值等於有功電流瞬時值與電壓瞬時值的乘積，即(1)式中的第一項，無功功率的瞬時值等於無功電流瞬時值與電壓瞬時值的乘積，即(1)式中的第二項。 這種定義方法的最大優點是有功功率與無功功率的物理意義非常明確，但是也有明顯的問題：有功功率是一個不可逆變的量，而無功功率是一個交變的量，P是有功功率的平均值，而Q是無功功率的最大值，P與Q的地位不等。
鑑於上述定義所出現的問題，又有人提出新的定義方法：
引入一個與電壓正交的電壓量(這裏暫時稱之爲虛電壓)，而瞬時無功功率就是無功電流與虛電壓的乘積，也就是說：無功功率是無功電流與電壓的叉積。這時無功功率的表達形式就與有功功率一致，缺點就是無功功率的物理意義也虛了起來。 在這裏先不評論哪一種定義孰優孰劣，在本節的開頭已經講過，由於快速檢測的需求才導致了瞬時無功功率的定義問題，以上的兩種定義方法都使用了電壓的有效值與電流的有效值，而有效值本身就是一個平均值，不能通過快速檢測來得出，因此以上兩種定義對於實現快速無功檢測都不具有實用價值。
在大部分情況下，對於無功補償裝置來說，系統的電壓是不可控制量，只有系統的無功電流纔是可控制量。電流是可以直接檢測的量，功率是間接計算導出的量，因此，當務之急是怎樣找到測量瞬時無功電流的方法，對於瞬時無功功率怎樣定義可以暫緩施行。

二、三相平衡電路的特殊性

。。。。剛剛看到結論，此人推翻了 無功功率理論，，，，不知對否，先匿…..