非線性負(fù)荷的無(wú)功功率及其檢測(cè)方法研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷也在快速增加，這些負(fù)荷會(huì)引起電壓電流的波形發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生一系列高次諧波，增加負(fù)荷的無(wú)功消耗，使負(fù)荷的功率因數(shù)下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)干擾電網(wǎng)的正常運(yùn)行，給電能質(zhì)量帶來(lái)一些不利的影響。因此，非線性負(fù)荷的無(wú)功功率是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。然而，傳統(tǒng)意義上的無(wú)功功率概念已不能全面地對(duì)其進(jìn)行解釋?zhuān)诮陙?lái)出版的一些專(zhuān)著中，也有提到非線性負(fù)荷的無(wú)功功率，但是仔細(xì)推敲后會(huì)發(fā)現(xiàn)其中給出的計(jì)算公式都不是很完整，對(duì)于物理

2、意義的描述也不是很清晰。 本文首先對(duì)時(shí)域分析法、瞬時(shí)無(wú)功功率法等方法作了簡(jiǎn)單介紹，指出了這些方法在解釋非線性負(fù)荷無(wú)功功率時(shí)的局限性及采用經(jīng)典頻域無(wú)功功率方法的優(yōu)勢(shì)所在。然后通過(guò)對(duì)線性電路無(wú)功功率的詳細(xì)描述，對(duì)其物理意義有了深刻的認(rèn)識(shí)，又將其應(yīng)用到非線性電路，根據(jù)推導(dǎo)出的畸變功率的表達(dá)式，得到了非線性負(fù)荷無(wú)功功率和畸變功率的物理意義的合理解釋。本文還簡(jiǎn)要介紹了目前常用的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ā?本文以C.Budeanu提

3、出的經(jīng)典頻域無(wú)功功率定義為基礎(chǔ)，再根據(jù)有功功率和視在功率的定義，對(duì)C.Budeanu為了保證視在功率表達(dá)式的平衡而引入的畸變功率進(jìn)行了推導(dǎo)和驗(yàn)證。從該表達(dá)式可以看出：畸變功率與各次諧波電壓和不同頻次的諧波電流有關(guān)，它與傳統(tǒng)意義上的無(wú)功功率具有相同的特征，其中的各個(gè)分量分別表示能量在電源和非線性負(fù)荷之間以不同的頻率來(lái)回交換，在一個(gè)工頻周期內(nèi)的積分為零，即不消耗能量。 根據(jù)本文推導(dǎo)得出的頻域無(wú)功功率理論的一些結(jié)論，在虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)

4、上，利用工控機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡，設(shè)計(jì)了一臺(tái)能夠分別計(jì)量非線性負(fù)荷的基波有功、基波無(wú)功、各次諧波有功、總諧波有功、各次諧波無(wú)功、總諧波無(wú)功、視在功率和畸變功率的虛擬儀器裝置，該裝置能夠?qū)㈦妷弘娏鞑ㄐ芜B續(xù)的記錄下來(lái)，并給出諧波分析報(bào)表，還能夠給出該諧波源當(dāng)前情況下是吸收諧波功率還是發(fā)出諧波功率，供電部門(mén)在電能收費(fèi)時(shí)可以此作為補(bǔ)償或懲罰的依據(jù)。 頻域無(wú)功功率理論雖然實(shí)時(shí)性不太好，不利于無(wú)功的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，但其各功率分量的物理意義明確，易于理解