隨著電力電子設(shè)備在工業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪械拇罅繎?yīng)用，在給人們帶來高效節(jié)能的同時(shí)，由于其本身的非線性特征而產(chǎn)生的大量諧波給電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的影響。例如電網(wǎng)的線路損耗增加，影響周圍用電設(shè)備的正常工作等。為此，解決諧波污染問題已經(jīng)迫在眉睫。與傳統(tǒng)的無源電力濾波器相比，有源電力濾波器能夠有效地克服一些缺點(diǎn)。諸如無源電力濾波器易與電網(wǎng)發(fā)生串并聯(lián)諧振，只能補(bǔ)償特定次諧波，動(dòng)態(tài)性能差等特點(diǎn)。有源電力濾波器在近些年得到了很大的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量的研究[1-2]。
    諧波電流檢測的準(zhǔn)確性和快速性直接影響有源電力濾波器的性能。為此，采取合理的諧波電流檢測方法成為有源電力濾波器的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，常用的諧波電流檢測技術(shù)包括瞬時(shí)無功功率理論(P-Q理論)、快速傅里葉變換(FFT)和小波分析法等。P-Q理論自1983被日本的學(xué)者提出之后就得到了人們的重視，并有效地應(yīng)用在有源電力濾波器諧波電流檢測中[3]。
    本文在對(duì)P-Q瞬時(shí)無功功率理論闡述的基礎(chǔ)上提出了一種用于諧波電流檢測的方法，并對(duì)其進(jìn)行了Matlab仿真驗(yàn)證。
1 P-Q理論
1.1 Clarke變換
    Clarke變換即α-β變換，是指將三相電流和三相電壓根據(jù)功率不變理論投影到靜止的α-β坐標(biāo)系中，采用α-β變換可以將零序分量從abc坐標(biāo)系中分離出來，在三相三線制中不存在零序分量。以電壓為例，Clarke及其反變換可以表示如下：
 
1.2 P-Q理論
    P-Q瞬時(shí)無功功率理論是在三相系統(tǒng)中定義的，在三相三線制系統(tǒng)中，瞬時(shí)零序分量被剔除，瞬時(shí)有功分量和無功分量是基于α-β坐標(biāo)系下的瞬時(shí)相電壓和線電流定義的，表示如下：

 

    由圖3可以看出，由于負(fù)載的非線性導(dǎo)致電流的波形呈現(xiàn)階梯狀，存在大量的諧波。當(dāng)接入并聯(lián)有源電力濾波器之后，由圖4分析可知，波形得到了很大的改善，諧波成分大量減少，接近正弦波，只是在過渡過程中存在一些畸變，這主要是由于低通濾波器的特性所致。

    同時(shí)繪出了補(bǔ)償后整個(gè)系統(tǒng)的有功分量和無功分量，如圖5所示，從圖中可以看出，補(bǔ)償之后的p和q趨于恒定值，除含有少量的高次諧波之外，只含有直流分量。可以看出，經(jīng)過有源電力濾波器的補(bǔ)償之后，使得有功功率和無功功率穩(wěn)定，不再隨時(shí)間而變化。

    通過以上的分析和仿真驗(yàn)證可以得出，P-Q理論在有源電力濾波器的設(shè)計(jì)中可以得到很好地應(yīng)用，只要適當(dāng)?shù)剡x擇需要補(bǔ)償?shù)挠泄蜔o功分量，可以使電網(wǎng)的電流正弦化，極大地消除了由負(fù)載非線性產(chǎn)生的不利影響。有源電力濾波器作為抑制諧波、補(bǔ)償無功和改善網(wǎng)側(cè)電流的有效工具，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，對(duì)其研究也在不斷地發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 張毅，張波，丘東元.有源電力濾波器的實(shí)時(shí)諧波檢測方法分析[J].電力電子，2007，5(4)：42-46.
[2] 李平，宋曉.基于改進(jìn)型瞬時(shí)無功功率的有源電力濾波器的研究[J].煤礦機(jī)械，2010，31(10)：64-66.
[3] AKAGI H，KANAZAWA Y，NABAE A.Generalized theory  of instantaneous reactive power and its applications[J].Transaction of the IEE-Japan，Part B，1983，103(7)：483-490.
[4] 李鐘慎.基于Matlab設(shè)計(jì)巴特沃斯低通濾波器[J].信息技術(shù)，2003，27(3)：49-52.
[5] 粟時(shí)平，李圣怡.并聯(lián)有源濾波器的最優(yōu)電壓滯環(huán)電流控制[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2002，22(4)：14-17.