余恒洁，王昕，黄炜，游若莎

（1.云南电网有限责任公司，昆明650011；2.云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明650021）

0 引 言

无功对供电系统和用电设备的正常运行起到重要作用，但是无功在电网中流动会引起供电电压变化和线路损耗［1］。因此，电力用户从电网吸收以及电网传送的无功电量都需要进行计量考核。同时，电力电子技术的快速发展，使得大量非线性负载如PWM调速装置、大功率整流器等被应用于各种电子装置和工业现场中，这些负载造成电网的电能质量日趋恶化，对无功计量提出了新的技术要求［2－4，12］。

目前，电能计量领域广泛应用的无功功率计算方法有：基波移相90°、微分法、FFT法和Hilbert滤波器法。基波移相90°和微分法易于实现，正弦信号情况下无功测量精度高，但是非正弦信号的情况时性能明显变差，严重时会得到错误的无功功率［5，7］。FFT法通过分析非正弦信号的各次谐波分量进而得到各次谐波无功，最终求得总无功，但是该方法在非同步采样时存在较大误差，需要额外增加加窗处理才能实现高精度的无功功率测量［1，4］。Hilbert滤波器法在宽频率范围内，能对电压或电流信号的各次频率分量进行准确的90°移相，从而实现非正弦情况下高精度的无功功率测量，而且相对FFT法而言更易于实现［10］。

基于以上分析，本文首先剖析了无功功率在正弦和非正弦情况下的定义，并对基波移相90°、微分法、FFT法和Hilbert滤波器法等无功功率算法进行了分析和研究，尤其深入分析了各种方法在非正弦情况下的理论精度，由此比较了各种算法的性能优劣。……