瞬时功率理论 ppt

赤木泰文介绍：赤木泰文（HirofumiAkagi），日本东京技术学院 （TokyoInstituteofTechnology）电气工程学教授，讲授电力电子 学。1996年当选为IEEE会士（1EEEFellow）.1998～1999年被 选为IEEE工业应用学会和电力电子学会的杰出演讲者，2001年 获得国际电力电子学领域的最高奖——IEEEWilliamE.Neweli 奖.2004年获得IEEE工业应用学会杰出成就奖。
pt et i t e(t )T i (t ) cos
T
定义有功分量 i p 为电流向量 i (t ) 在电压向量 e(t )上的正 交投影，则 i p i cos .
e(t )T i (t ) e(t ) p (t ) ip e(t ) 2 e(t ) e(t ) e(t )
Akagi瞬时无功功率的不足之处： （1） 只适用于无零序电流和电压分量的三相系统； （2）只能用于三相系统，不能推导单相、多相的 情况
2.3.3 基于电流分解的瞬时无功功率
不直接对功率进行分解，而是将电流分解为平行 于电压的有功分量和垂直于电压的无功分量。
将瞬时功率定义为电压向量和电流向量的内积：
其中
1 1 1 2 2 2 C32 3 3 3 0 2 2
定义瞬时有功功率为： p(t ) e i e i eaia ebib ecic 定义瞬时无功功率为： q(t ) e i e i
α、β平面上的瞬时有功电流 i p 和瞬时无功电流 iq 分 别为瞬时空间矢量i在瞬时空间矢量电压e及其法线上 的投影 i i cos, i i sin
现代电力电子技术
——2.3 瞬时功率理论
2.3.1
瞬时无功功率理论基础 及其发展 Akagi瞬时无功功 率理论 基于电流分解的瞬 时无功功率理论 通用瞬时无功功 率理论
2.3.2
2.3.3
2.3.4
CONTENT
2.3.1
瞬时无功功率理论基础及其发展
在三相对称正弦电路中，利用平均值定义有功功率、无功功 率等，但对于存在谐波分量或电路不对称时，无法用传统概念来 解释。 20世纪80年代，赤木泰文等人提出瞬时无功功率理论，对 谐波和无功补偿装置的研究起到了推动作用。
p q
P Q e
i p e e i C pq e e i iq
i i
瞬时无功功率理论认为：三相瞬时有功功率为各项 瞬时有功功率之和，也是各项瞬时功率之和，反映了 三相电路电源向负载传递的功率；瞬时无功功率仅在 电路之间传递，各项瞬时无功功率之和为零。
2.3.2 Akagi瞬时无功功率理论
ec
eb 在电压和电流不含零序分量的三相系统中将电压瞬时值 e a 、 ic 变换到两正交的α、β坐标系上 和电流瞬时值 ia 、i b 、
ea e e C e 32 b ec
ia i i C i 32 b ic
2
2
2
定义瞬时有功电流为：
ip
iap ibp i cp
p e e e
定义瞬时无功电流为：
iq
iaq ibq i cq
qe ee
定义瞬时视在功率为： s e i e 2 e 2 e 2 i 2 i 2 i 2 a b c a b c 定义瞬态功率因数为：
p(t ) e(t ) i(t ) e(t ) i p (t )
T T
q(t ) e(t ) iq (t )
该理论的特点：
i
（1）将电流分解为平行于电压的有功分量和垂直于电压的无功
分量，可用于零序分量存在的系统； （2）可推广于任意相系统； （3）基于电流分解不需要定义瞬时无功功率。
可见，在定义 i p 是i在e方向上的正交投影时， 系统中的有功功率即e与i形成的瞬时有功功率就 是e与 i p 形成的瞬时有功功率。 i 的最小值就是 i ，在理想补偿情况下 i 成为 i p 可使线路损耗最小。
p
无功分量 iq 为：
iq (t ) i(t ) i p (t )
由于 iq 与 e(t ) 正交，故 e(t )T iq (t ) 0 瞬时有功功率和瞬时无功功率分别为：
谢谢！
2.3.4 通用瞬时无功功率理论
定义瞬时电压量和瞬时电流向量为：
ea e e b ec ia , i i b ic
定义瞬时有功功率为： 定义瞬时无功矢量为：
p ei
q ei
瞬时无功功率为：
q q e i qa qb qc

p s
该理论可用于三相正弦或非正弦、平衡或不平衡系统，还能适用 于存在零序电流和零序电压的情况。
总结：
Akagi瞬时无功功率理论适用于三相系统且无零序分量的 系统；基于电流分解的无功功率理论可应用于零序电流电压存 在的系统；通用瞬时无功功率理论不仅适用于三相不平衡系统， 还能应用于零序分量存在的系统。