人們對非正弦電壓及多相系統(tǒng)中的功率成分及功率因數(shù)定義的探討已有近100年之久，目前除有功功率外，其他功率成分和功率因數(shù)的定義一直沒有被人們一致地接受。近年來，電力系統(tǒng)中非線性負(fù)荷的大量增加，使系統(tǒng)電壓發(fā)生了較嚴(yán)重的畸變。如何正確衡量在畸變的系統(tǒng)電壓下負(fù)載的功率因數(shù)，引起了人們的廣泛關(guān)注。它一方面關(guān)系到各種電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)、用戶負(fù)載的功率因數(shù)及電費(fèi)的計(jì)量；另一方面涉及到無功功率補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)電流的標(biāo)準(zhǔn)問題。這個(gè)問題的探討無論對于經(jīng)濟(jì)還是技術(shù)方面都具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

我們借鑒波形相似的思想，采用頻域的分析手段，實(shí)現(xiàn)了對電壓、電流波形相似性的描述，提出了將單相任意周期波形系統(tǒng)中的功率因數(shù)表示為有效值相似系數(shù)和相位相似系數(shù)的乘積的新定義形式。目前工程中廣泛采用的常規(guī)功率因數(shù)定義只不過是新定義在電壓無畸變情況下的一個(gè)特例。

用有源電力濾波器取代無源濾波器實(shí)現(xiàn)諧波補(bǔ)償是發(fā)展的必然趨勢。目前以補(bǔ)償后總電流為正弦波為目標(biāo)的控制策略和電流檢測方法被廣泛地采用。根據(jù)本文功率因數(shù)的定義，總電流應(yīng)該與電壓同相且波形相似功率因數(shù)才為1。

我們的研究表明：在系統(tǒng)電壓已經(jīng)被其他用戶畸變的情況下，以與電壓同相且波形相似的電流作為補(bǔ)償后的總電流均比以標(biāo)準(zhǔn)正弦波為總電流引起的電壓畸變小。這一結(jié)論對于有源電力濾波器控制策略的研究具有較大的參考價(jià)值。