電力應用的前100年基本為正弦波環境，電力電子技術的發展極大地改變了電力環境，主要因為這個改變使得無功功率的概念和定義都遭遇困境。那在非理想環境下(非正弦與不平衡)以往無功功率都有哪些問題?

2015年9月7日，中國能源峰會在順義拉開帷幕。8日下午，華北電力大學教授張一工在會上為我們解讀了這些疑惑。

電力環境的發展與無功功率定義的困境

傳統的無功功率在正弦波環境下無功功率的概念，一個儲能元件(線性元件)能量的存儲與釋放，功率因數跟功率因數角，當有儲能元件，負載和電源之間，負載是混合的和電源之間一定會存在著功率來回流動，也就是說負載某個中間會出現負的功率，如果有無功功率一定跟這個概念相關的。為什么要補償無功，最原始出發點就是減少輸電損耗，只要有電流從線路上走，只要有電量從上面流就有功率損耗，我們了解電力系統人都知道，一個重要概念無功和電壓密切相關的，我通過快速調節無功可以調節電壓的，改善電壓質量怎么去解決電壓質量的問題，重要的辦法之一就是做無功補償，也就是最后一部分講的內容無功補償設備。

動態無功補償設備，可以提高整個系統運行安全和穩定

無功補償分層分區補償，我們真正用電用的是有功，把電轉化成其他形勢的能才能用，世界上不存在天然電礦，電一定是從其他能轉化過來，電作為傳輸手段，產生電地方是受地理條件限制，又沒有煤又沒有風什么的，沒法發電，所以電遠距離輸送是不可避免的，而無功不受這個限制，并不需要消耗真正能源，無功補償分層分區的補償一方面是合理的，達不到減少輸電的效率。另一方面可以就地做補償的，這是關于無功傳統的一些概念。

那么按照傳統概念我們可以又比較形象的說法，有功的能量我認為是從電源一直到負載變成被消耗掉了，無功在電源和負載中間來回來去流的，這是單向情況，雙向情況從電源這一側來說，電源是個發電機，這發電機發出三向電，從一個電機發出去的，剛才講的單向情況能量來回來去的流，我們電源一側實際上輸送能量一會兒多一會兒少，而三向不一樣，在某一向能量向外流有一向向回流，所以我們把這種無功想象在三向之間來回來去流是發生在發電機內部的，這種設備為做無功補償提供依據，不需要儲能元件的，我們把功率情況稍微看一下，這是單向損失公式，那現在這個電流有可能超前也可能滯后，我把電壓電路一乘這個功率叫損失功率，我把它分解一下，后邊這部分是交變部分，振幅叫視在功率，而且后邊這部分交變成分平均值等于零的。

我們用這個表達式用形象圖看一下，我們看看棕色這個線是振蕩曲線，有幾個特點，一方面振蕩頻率是電壓振動頻率兩倍。還有不管怎么振最小值等于0，是非負的，那么這個功率平均值是這條紅線，剛才說的后邊一項就是綠的這條線，紅的是有功，綠色是振蕩的功率，一開始把能量儲存起來又送出去，這是一種分法。我還可以換一種分法，把一個東西分解成兩個東西之和有無窮多種分法。我們學過三角函數知道這種分解是唯一的，那分解出來分別跟電壓相乘得到兩項，第一項是純粹電阻性電流，第二項是電感性。

那么前面這一項對應的是純粹電阻上的功率，后面是電感上的功率，先面這一項是電阻性功率，后面是電抗功率，這是傳統的我們回顧一下。本來有功無功都是平均意義的量，現在給它變成個損失值，這個損失值很有道理，我們要補償，把電抗性都補掉這是最理想，因為你真正用電是存儲性的，當然存儲性符合不一定真的電阻也可能電機或者別的東西。

按照這個分解曲線救變了，棕色那個線還是一樣的，而分解變成兩個線，紅的和綠的，紅的是純粹電阻性電流產生的功率，而綠的線是純粹電抗性電流產生的功率，實際上這個包含了所有的過去我們傳統的無功概念這個圖都包括呢，各種情況都包括在內。無功功率在樹枝上等于瞬時功率中雙向脈動分量(平均值為零)振幅，與之對應的是：有功功率是瞬時功率中單向脈動分量(脈動量符號不變)的振幅。

最后一條有功功率和無功功率的幾何和為視在功率?，F在電力環境發展以后，也就是說系統變成非正弦以后，功率的定義和功率的檢測計算都發生了困難，這個困難主要體現在無功中，當然也會影響到視在功率，有功功率就是損失功率的平均值。這個物理概念也是跟實際的電的轉化過程實際上是相關的，我們說用電把電變成其他形勢的能來用，這部分對應的就是那部分，只不過這個功率對應的是平均的速率，把電變成其他形勢能可能轉化得快點慢點，平均的功率就叫做有功。有一個概念輸送同量的有功功率的“代價”(線損)可能不同，功率因數概念，功率因數等于1，輸電功耗損失的不能再小了，功率因數只可能小于等于1，1是最好的。無功出了問題，第一個例子很簡單，一個二極管控制的純電阻電路，是有實際的應用背景的。這個應用背景家里邊每天用的家用電器，電吹風，電吹風有兩檔，一檔是溫度高的，還有一檔是溫度低轉的慢的，這個電路是有實際背景的，那這個電路非常簡單，交流電用二極館整流。