[科普中国]-复功率

复功率(complex power)正弦电流电路中，实部为平均功率、虚部（或负虚部）为无功功率的复数量。复功率是用相量法分析正弦电流电路时的一 个辅助计算量。

定义复功率实部为平均功率、虚部为无功功率的复数量，是以相量法分析正弦电流电路时常涉及到的一个辅助计算量。

（其中，I*为I的共轭复数）

设一端口的电压向量U，电流向量为i，复功率S定义为：

复功率的实部P=UIcosj称为有功功率，它是单口网络吸收的平均功率，单位为瓦(W)。

复功率的虚部Q=UIsinj称为无功功率，它反映电源和单口网络内储能元件之间的能量交换情况，为与平均功率相区别，单位为乏(var)。

复功率的模称为视在功率，它表示一个电气设备的容量，是单口网络所吸收平均功率的最大值，为与其它功率相区别，用伏安(V·A)为单位。例如我们说某个发电机的容量为100kVA，而不说其容量为100kW。1

作用由于正弦电流电路中的有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系，可以通过“复功率”来表示。复功率是一个辅助计算功率的复数，它将正弦稳态电路的三种功率和功率因素统一为一个公式表达，只要计算出电路中电压和电流相量，各种功率就可以很方便地计算出来。引入复功率这一概念给电力网的潮流计算带来很多方便，在谐波潮流计算中也多引用谐波复功率进行分析计算。

守恒复功率守恒定理：对于工作于正弦稳态的电路来说，由每个独立电源发出的复功率的总和等于电路中其它电路元件所吸收复功率的总和。可以用数学式表示如下：

由此可以导出一个正弦稳态电路的有功功率和无功功率也是守恒的结论：可以用数学式表示如下：

由此可以得出不含独立源单口网络吸收的有功功率等于该单口网络内每个电阻元件吸收的平均功率总和的结论。

值得注意的是一个正弦稳态电路中的视在功率并不守恒。1

计算

S为复功率，I*为电流相量的共轭，I^2为交流电模的平方，Y为导纳，z为阻抗。

相关研究与应用中国电力行业传统的碳排放计量都是以电源为排放源,这种计量方式没有考虑电力的传输过程,用户也无法直观感受到自身消费行为引起的碳排放。为了鼓励绿色电力的接入,明确用户消费电能产生的碳排放量,促进绿色电力证书市场的发展,有必要从用户侧进行碳排放计量。文中在计及网损的复功率潮流追踪模型基础上建立了碳流追踪模型,将无功功率对于有功功率的间接作用通过共同追踪的方式体现,全面分析了电力网络中二氧化碳伴随功率从电源侧向用户侧的"流动"。通过IEEE 57节点算例检验了碳流追踪模型的正确性,碳流追踪结果可以计量引入绿色电力后用户侧各节点以及全网网损的减排比例,亦可为各区域间减排责任的划分提供依据。同时,线路网损产生的碳排放量为低碳电力调度提供了新的参考2。

针对电网电压不平衡条件下并网逆变器故障穿越问题,提出一种基于复功率静止坐标系并网逆变器控制策略,与传统旋转坐标系控制策略不同,本文提出的方法通过合并有功、无功功率脉动分量控制6个变量。利用两个调节系数将控制目标组合后实现具有限流功能的协调控制,不仅保证了电网电压不平衡情况下并网逆变器输出有功、无功功率连续调节,同时并网电流峰值维持在额定电流范围内3,提高了系统可靠性。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学