论文导读：但电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁。包括对畸变波形的分析方法、谐波源分析、电网谐波潮流计算、谐波补偿和抑制、谐波限制标准以及谐波测量及在谐波情况下对各种电气量的检测方法等。基于瞬时无功功率的谐波测量。
关键词：瞬时无功功率，谐波，检测
1 引言
电力是现代人类社会生产与生活不可缺少的一种主要能源形式。随着电力电子装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。但电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来了极大影响。谐波被认为是电网的一大公害，对电力系统谐波问题的研究已被人们逐渐重视。谐波问题涉及面很广，包括对畸变波形的分析方法、谐波源分析、电网谐波潮流计算、谐波补偿和抑制、谐波限制标准以及谐波测量及在谐波情况下对各种电气量的检测方法等。
谐波检测是谐波问题中的一个重要分支，对抑制谐波有着重要的指导作用，对谐波的分析和测量是电力系统分析和控制中的一项重要工作，也是对继电保护、判断故障点和故障类型等工作的重要前提。准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流、电压，是众多国内外学者致力研究的目标。
常规的谐波测量方法主要有：模拟带通或带阻滤波器测量谐波；基于傅里叶变换的谐波测量；基于瞬时无功功率的谐波测量。瞬时无功功率理论可用于谐波的瞬时检测，也可用于无功补偿等谐波治理领域。本文介绍基于瞬时无功功率的谐波测量。
2瞬时无功功率理论以及ip-iq检测方法
1983年日本学者赤木泰文提出的瞬时无功功率理论，即“p-q”理论解决了谐波和无功功率的瞬时检测和不用储能元件就能实现抑制谐波和无功补偿等问题，从而使得电力有源滤波理论由实验室的研究走向工作应用。根据该理论，可以得到瞬时有功功率p和瞬时无功功率q，p和q中都含有直流分量和交流分量。由此可得被检测电流的基波分量，将基波分量与总电流相减即得相应的谐波电流。因为该方法忽略了零序分量，且对于不对称系统，瞬时无功功率的平均分量不等于三相的平均无功功率。所以，该方法只适用于三相电压正弦、对称情况下的三相电路谐波和基波无功电流的检测。
在三相对称系统中，基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测方框图如图1所示。
图中ea为A相电压信号，LPF为低通滤波器，PLL为锁相环同步电路，其作用是消除三相电压畸变对检测结果的影响。矩阵 ， ，
 。
图1 基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测方法
矩阵CC23为
 、 、 为ｔ时刻的三相谐波电流信号瞬时值，它包括基波电流和高次谐波电流。根据对称分量法把它们分解为正序分量组和负序分量组，有
 式中，下标+n为正序电流，下标-n为负序电流。 、 、 、 分别为基波（n=1）或n次谐波电流的正序及负序分量有效值和初相位。乘以矩阵C32C就可以得到基波(ｋ=1)或ｋ次谐波的正序分量
其中
经过低通滤波器LPF把交流分量 、 滤除后得到要检测的直流分量 、 。再将它们进行反变换后，就得到了三相基波或k次谐波电流的正序分量
3电网电压存在畸变以及不对称条件下的检测方法
该检测方法是基于d-q坐标系下进行投影变换的方法，从矢量分析角度出发，根据三相电网电压与电流综合信息，提取三相基波有功电流从而求得谐波和无功电流。这种方法不但避免了通过计算电网功率提取谐波方法中的功率计算，同时能够利用电网电压相位信息获得基波有功电流同步参考信号。
三相电流量变换到d-q坐标系下，则有
  （1）
式中 ， ，其中 ， 为电网同步参考正弦初相角， 为电网基波角频率。论文参考网。
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