在单相电路中，无功代表电源与负载间的能量交换。因此，单相电路无功电流应满足，一个周期内无功功率的积分值为0，当无功电流为0的时候，线路上的传输损失最小。

随着电力系统中非线性负荷的增多，谐波污染日益严重，非正弦电路的功率理论也越来越受到重视。但非正弦条件下功率现象的研究从20世纪初，始终没有一个结论被广泛接受。

现有的功率理论体系中，单相电路与三相电路的功率定义往往相互独立，其定义的物理意义也很不明确。而且即使是传统功率体系中的功率定义，最近也有人对其物理意义提出了疑问。因此，建立一套能将传统功率理论包括在内、物理意义明确、将单相电路与三相电路的瞬时功率理论相统一的通用功率体系，并给出简洁的数学描述，是电工界的一个前沿课题。

在传统的正弦电路中，有功功率和无功功率都是建立在平均值的基础上的。有功代表了负载在一个周期内消耗电能的情况，无功代表了电源与负载间(单相电路)或各相之间(三相电路)在一个周期内的能量交换情况。在非正弦电路中，无功同样也应代表往复振荡的能量。额外能量的振荡必然要增加传输线路上的能量损失。在满足负载需求的情况下，通过补偿装置使线路上的损失最小，这时电源输出的电流为有功电流，补偿装置输出的电流为无功电流。

在负载消耗有功不变的情况下，代表额外的往复振荡能量的无功越大，线路的传输损失越大，当电源发出的无功降低为0时，传输损失最小。

瞬时功率的引出是由于电力系统中非线性负荷造成了电压、电流的波形相对于标准正弦波发生了畸变。传统的谐波理论将电压、电流分别独立进行傅立叶正交分解，这不仅很难看出电压与电流间线性关系的好坏，而且由于对应于各次谐波电压、电流都存在有功、无功分量，而这些分量又不能简单叠加成总的有功、无功，从而造成了功率分析的复杂性。

谐波理论不仅具有傅立叶级数的优点(两两正交)，而且在这种谐波理论中，电压总是只含有广义基波，从而保证了电流的有功分量只存在于广义基波中，各次广义谐波都是无功分量。这就把瞬时功率问题与广义谐波理论统一起来。通过广义基波的大小，还可以很容易的看出电压与电流的相似程度 。

在三相电路中，无功不仅在电源与负载间流动，而且在三相电路之间流动，因此，对三相电源应综合考虑。无功电流应当满足；当三相电路电源与负载间及各相之间没有无功流动时，三相电路的总传输损失最小 。

广义谐波的性质与物理意义有:

1.广义谐波是对电流进行正交分解，其各次谐波是两两正交的，其基波分量与电压有关。电压总是只含有广义基波，而不含有广义谐波；

2.传统的谐波理论是对电流进行傅立叶分解，与电压无关。在电压畸变的情况下，传统谐波理论对负载线性程度的反映很不直观。而广义谐波理论则可以直观地提供负载的线性程度信息，只要是线性负载，其电流就只含有广义基波，其线性度为1，非线性度为0。这是十分合理的，只要负载上的电流能够线性地实时跟踪加在其上的电压，这就是最理想的负载。在电压为任意波形的情况下，要求负载电流为正弦波形是没有道理的；

3.线性度是指严格意义上的线性，即电压与电流的瞬时值之比保持不变的能力。对于传统提法的理想线性电容、电感元件，其线性指的是其电容值、电感值不随外加电压、电流而改变。在广义谐波体系中，由于其广义基波总是为。其线性度也总是为0，非线性度总是为1；

4.瞬时有功电流与广义基波相等，瞬时无功电流与各广义谐波之和相等。通过广义谐波的定义，可以将无功补偿等同于对广义谐波的补偿 。2100433B

《瞬时功率理论及其在电力调节中的应用》主要阐述与电力调节器密切相关的一个理论基础——瞬时功率理论．并对不同的功率定义体系进行了深入的比较和分析，指出传统的功率定义体系不能满足现代电力电子技术发展的需要。同时书中有一半章节讲述了瞬时功率理论在包括并联型、串联型和混合型有源滤波器以及统一电能质量调节器、统一潮流控制器和通用有源线路调节器等电力调节器中的应用。书中包含有大量的实例，便于读者理解。《瞬时功率理论及其在电力调节中的应用》适合于从事电力调节、电能质量和电力电子技术研究、开发、应用的技术人员和工程师，以及高等学校电气工程及其自动化专业的教师和研究生阅读。

“瞬时有功和无功功率”的概念最早是在1982年于日本提出的。自那以后，很多科学家和工程师对此概念的发展作出了重要贡献，如对其进行改进以适用于三相四线制电路，将其进行扩展以适用于多相电路，当然，还包括将其应用于电力电子装置的研究。但是，就这个主题并没有看到有专门的书籍出版，写作本书的主要目的就是为了填补这个空白。瞬时功率理论，简称为“理论”，揭示了三相电路中瞬时有功和无功功率的物理意义，给出了三相电路中能量是如何从电源流向负载或在各相之间循环的清晰解释。

在本书写作的开始阶段，我们就决定对瞬时功率理论的基本概念尽量以循序渐进的教学方式进行讲述。因此，本书的结构是按如下方式安排的。第1章讲述与非线性负载相关的谐波问题。第2章讲述与电功率定义相关的背景情况，主要基于传统理论。第3章讲述瞬时功率理论。在这一章中，为了方便读者理解该理论，特别是有源滤波器的控制器设计理论，特意给出了大量相关材料。第3章的另一部分专门讲述瞬时功率定义的其他体系。其中的一个体系被称为“改进的理论”，它将原始虚功率定义扩展到具有3个分量的虚功率矢量。另外一个体系，被称为“abe理论”，则直接采用abc相电压和相电流来定义有功电流分量和非有功电流分量。第3章还阐述了这些功率定义体系的物理意义和相互之间的差别。

原书前言

第1章 引言

1.1 电功率理论的概念及其发展过程

1.2 p-q理论在电力电子装置中的应用

1.3 电力系统中的谐波电压

1.4 已知和未知的谐波源负载

1.5 谐波电流源和谐波电压源

1.6 谐波补偿的基本原理

1.7 潮流控制的基本原理

参考文献

第2章 电功率的定义：背景情况

2.1 正弦条件下的功率定义

2.2 电压和电流相量与复阻抗

2.3 复功率与功率因数

2.4 非正弦条件下的功率概念——传统方法

2.4.1 Budeanu的功率定义

2.4.2 脚ze的功率定义

2.5 三相系统中的电功率

2.5.1 三相系统的分类

2.5.2 三相对称系统中的功率

2，5.3 三相不对称系统中的功率

2.6 小结

参考文献

第3章 瞬时功率理论

3.1 p-q理论的基础

3.1.1 p.q理论的历史背景

3.1.2 Clarke变换

3.1.3 基于Clarkej分量的三相瞬时有功功率

3.1.4 p.q理论定义的瞬时功率

3.2 三相三线制系统中的p-q理论

3.2.1 与传统功率理论的比较

3.2.2 将p-q理论用于并联电流补偿

3.2.3 对偶p-q理论

3.3 三相四线制系统中的p-q理论

3.3.1 三相正弦电压源中的零序功率

3.3.2 存在负序分量时

3.3.3 电压和电流中包含不对称和畸变时的一般性情况

3.3.4 瞬时实功率、虚功率和零序功率的物理意义

3.3.5 在p.q理论中避免Clarke变换

3.3.6 改进的p-q理论

3.4 瞬时abc理论

3.4.1 采用最小化方法计算有功电流和非有功电流

3.4.2 广义Fryze电流最小化方

3.5 p-q理论与abc理论的比较

3.5.1 选择需要补偿的功率分量

3.6 小结

参考文献。

第4章 并联型有源滤波器

4.1 并联型有源滤波器的一般性描述

4.1.1 用于并联型有源滤波器的PWM变流器

4.1.2 有源滤波器的控制器

4.2 三相三线并联型有源滤波器

4.2.1 用于功率恒定补偿的有源滤波器

4.2.2 用于电流波形正弦化控制的有源滤波器

4.2.3 用于电流最小化的有源滤波器

4.2.4 用于谐波阻尼的有源滤波器

4.2.5 数字控制器

4.3 三相四线并联型有源滤波器

4.3.1 用于三相四线制系统的变流器拓扑

4.3.2 动态滞环电流控制器

4.3.3 有源滤波器的直流电压调节器

4.3.4 最优功率流条件

4.3.5 瞬时功率恒定控制策略

4.3.6 电流波形正弦化控制策略

4.3.7 性能分析和参数优化

4.4 并联型选择谐波补偿

4.5 小结

参考文献

第5章 混合型与串联型有源滤波器

5.1 基本串联型有源滤波器

5.2 串联型有源滤波器与并联型无源滤波器的结合

5.2.1 一个实验系统的例子

5.2.2 关于混合型滤波器的几点评述

5.3 串联型有源滤波器与双串联二极管整流器的结合

5.3.1 第l代控制电路

5.3.2 第2代控制电路

5.3.3 稳定性分析和特性比较

5.3.4 开关纹波滤波器的设计

5.3.5 实验结果

5.4 纯有源滤波器与混合型有源滤波器的比较

54.1 低压无变压器的混合型有源滤波器

5.4.2 低压无变压器的并联型纯有源滤波器

5.4.3 仿真结果的比较

5.5 结论

参考文献

第6章 串联与并联相结合的电力调节器

6.1 统一潮流控制器

6.1.1 FACTS和UPFC原理

6.1.2 uPFC的一种设计方法

6.1.3 采用并联多脉波变流器的uPFc方案

6.2 统一电能质量调节器

6.2.1 uPQc的一般性描述

6.2.2 三相四线UPQC

6.2.3 upcJC与无源滤波器结合(混合型uP(2c)

6.3 通用有源线路调节器

6.3.1 UPL.c的一般性描述

6.3.2 UPLC的控制器

6.3.3 UPLC的性能

6.3.4 一般性问题

6.4 小结

参考文献