隨著電力電子設備在工業和人們日常生活中的大量應用，在給人們帶來高效節能的同時，由于其本身的非線性特征而產生的大量諧波給電網造成了嚴重的影響。例如電網的線路損耗增加，影響周圍用電設備的正常工作等。為此，解決諧波污染問題已經迫在眉睫。與傳統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。諸如無源電力濾波器易與電網發生串并聯諧振，只能補償特定次諧波，動態性能差等特點。有源電力濾波器在近些年得到了很大的發展，國內外學者對其進行了大量的研究[1-2]。
    諧波電流檢測的準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關鍵技術。目前，常用的諧波電流檢測技術包括瞬時無功功率理論(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被日本的學者提出之后就得到了人們的重視，并有效地應用在有源電力濾波器諧波電流檢測中[3]。
    本文在對P-Q瞬時無功功率理論闡述的基礎上提出了一種用于諧波電流檢測的方法，并對其進行了Matlab仿真驗證。
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功率不變理論投影到靜止的α-β坐標系中，采用α-β變換可以將零序分量從abc坐標系中分離出來，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瞬時無功功率理論是在三相系統中定義的，在三相三線制系統中，瞬時零序分量被剔除，瞬時有功分量和無功分量是基于α-β坐標系下的瞬時相電壓和線電流定義的，表示如下：

 

    由圖3可以看出，由于負載的非線性導致電流的波形呈現階梯狀，存在大量的諧波。當接入并聯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。

    同時繪出了補償后整個系統的有功分量和無功分量，如圖5所示，從圖中可以看出，補償之后的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，經過有源電力濾波器的補償之后，使得有功功率和無功功率穩定，不再隨時間而變化。

    通過以上的分析和仿真驗證可以得出，P-Q理論在有源電力濾波器的設計中可以得到很好地應用，只要適當地選擇需要補償的有功和無功分量，可以使電網的電流正弦化，極大地消除了由負載非線性產生的不利影響。有源電力濾波器作為抑制諧波、補償無功和改善網側電流的有效工具，在實際工業生產中得到了廣泛的應用，同時，對其研究也在不斷地發展。
參考文獻
[1] 張毅，張波，丘東元.有源電力濾波器的實時諧波檢測方法分析[J].電力電子，2007，5(4)：42-46.
[2] 李平，宋曉.基于改進型瞬時無功功率的有源電力濾波器的研究[J].煤礦機械，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設計巴特沃斯低通濾波器[J].信息技術，2003，27(3)：49-52.
[5] 粟時平，李圣怡.并聯有源濾波器的最優電壓滯環電流控制[J].電力自動化設備，2002，22(4)：14-17.