瞬时无功功率理论

本文转载自百度文库：《故弄玄虚的瞬时无功功率理论 沈阳万思电力技术研究所》

  三相电路瞬时无功功率理论是由日本学者赤木泰文于1983年首先提出来的。赤木泰文的理论中定义了瞬时实功率p和瞬时虚功率q，因此又称为pq理论。
其实，赤木泰文的pq理论最终导出的瞬时实功率p和瞬时虚功率q就是在三相完全平衡状态下可以导出的值，也就是说：只有在三相完全平衡的状态下，赤木泰文的pq理论才有正确的结果。在三相不平衡的状态下，使用赤木泰文的pq理论不会得出正确的结果。

一、关于瞬时无功功率的定义

在电力系统中基本的物理量定义大都是以平均值为基础的，例如电压有效值U、电流有效值I、有功功率P、无功功率Q、视在功率S等等。以平均值为基础的定义显然不能满足快速检测的需要，而为了进行快速无功补偿，就需要对无功功率进行快速检测，因此就产生了怎样定义瞬时无功功率的问题，在这里有必要对瞬时与平均进行深入探讨。
在正弦稳态的情况下，设U和I是有效值，则正弦电压和电流可以表示如下：

u(t)=2√Usinωt

i(t)=2√Isin(ωt+φ)

瞬时功率可以表达如下：

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

电流可以分解为有功电流和无功电流，由于有功电流与无功电流有90度的相位差，因此有功电流与无功电流属于正交向量，于是瞬时电流就可以表达为有功电流瞬时值与无功电流瞬时值的代数和。设ip(t)代表有功电流瞬时值，iq(t) 代表无功电流瞬时值，则有：

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

于是就可以简便地定义：
有功功率的瞬时值等于有功电流瞬时值与电压瞬时值的乘积，即(1)式中的第一项，无功功率的瞬时值等于无功电流瞬时值与电压瞬时值的乘积，即(1)式中的第二项。 这种定义方法的最大优点是有功功率与无功功率的物理意义非常明确，但是也有明显的问题：有功功率是一个不可逆变的量，而无功功率是一个交变的量，P是有功功率的平均值，而Q是无功功率的最大值，P与Q的地位不等。
鉴于上述定义所出现的问题，又有人提出新的定义方法：
引入一个与电压正交的电压量(这里暂时称之为虚电压)，而瞬时无功功率就是无功电流与虚电压的乘积，也就是说：无功功率是无功电流与电压的叉积。这时无功功率的表达形式就与有功功率一致，缺点就是无功功率的物理意义也虚了起来。 在这里先不评论哪一种定义孰优孰劣，在本节的开头已经讲过，由于快速检测的需求才导致了瞬时无功功率的定义问题，以上的两种定义方法都使用了电压的有效值与电流的有效值，而有效值本身就是一个平均值，不能通过快速检测来得出，因此以上两种定义对于实现快速无功检测都不具有实用价值。
在大部分情况下，对于无功补偿装置来说，系统的电压是不可控制量，只有系统的无功电流才是可控制量。电流是可以直接检测的量，功率是间接计算导出的量，因此，当务之急是怎样找到测量瞬时无功电流的方法，对于瞬时无功功率怎样定义可以暂缓施行。

二、三相平衡电路的特殊性

。。。。刚刚看到结论，此人推翻了 无功功率理论，，，，不知对否，先匿…..