諧波與暫降危害大？安科瑞電能質量綜合治理方案來襲

一. 前言

電能從產生到使用的完整過程，可以清晰地分為四個主要階段：發電 → 輸電 → 配電 → 用電。首先發電廠將各種一次能源（如煤炭、水力、風能、核能、太陽能等）轉化為電能；然后將發電廠產生的大量電能，高效、低損耗地輸送到遠方的負荷中心（城市、工業區）；接著將高壓輸電網絡送來的電能，逐級降壓并分配到最終用戶所在的區域；最后電能到達用戶電表后，為用戶的各種用電設備提供動力，用戶側將電能通過室內布線，驅動照明、電視、空調、冰箱、電動機等各種電器設備，轉化為光、熱、聲、機械能等，完成整個的服務。整個過程，通過發電機產生電能，利用變壓器提升電壓進行遠距離低損耗傳輸，再通過配電系統逐級降壓精確配送，最終由無數用電設備將電能轉化為我們所需的各種形式的能量。

二. 電能質量產生的主要原因

2.1. 大型負載的啟停與劇烈波動

• 沖擊性負荷：比如大型電動機啟動（水泵、風機）、軋鋼機、沖壓機等，啟動時會產生 6-10倍額定電流的沖擊，導致電網電壓瞬間下降（電壓暫降）；

• 波動性負荷：比如電弧爐、電焊機其工作電流極不穩定，會造成電壓閃爍（電壓波動與閃變），導致燈光明顯忽明忽暗。

2.2. 非線性負載

• 這些設備的電流與所加電壓不成正比。傳統的非線性負載如變壓器、鐵芯電抗器的勵磁回路，會產生奇次諧波。

• 它們從電網吸取非正弦波形的電流，導致電壓波形畸變，產生諧波污染。

2.3. 大規模間歇性可再生能源并網

• 光伏和風電的輸出功率隨天氣劇烈變化，導致公共連接點的電壓波動和閃變, 并網逆變器本身也是諧波源。同時，它們不具備傳統發電機的慣性，會削弱電網的頻率穩定性和抗擾動能力，在某些情況下可能加劇電壓暫降的影響。

2.4.電網結構的變化

• 分布式電源（如屋頂光伏）的大量接入，使得配電網從傳統的“單向輻射狀”變為“雙向多源”網絡，潮流方向復雜化，可能導致局部電壓升高、三相不平衡加劇，保護控制難度增加。

三. 電能質量問題易發場景

3.1 工業制造園區（尤其是重工業和精密制造業）

• 典型場景：汽車制造廠、半導體/芯片廠、鋼鐵廠、石化廠、造紙廠。

• 問題：內部同時存在沖擊性負荷（沖壓機、軋機）和非線性負荷（變頻驅動電機），產生嚴重的諧波和電壓暫降。而生產線上的敏感控制設備（PLC、機器人）又極易受干擾，導致整條生產線意外停機，經濟損失巨大

3.2 新能源發電場站及并網點

• 典型場景：大型光伏電站、風電場。

• 問題：功率輸出不穩定引起并網點的電壓波動；逆變器產生諧波；在電網發生故障時可能出現脫網或對故障電流的支撐特性與傳統電源不同，影響區域電網穩定;

3.3 商業建筑與數據中心

• 典型場景：大型寫字樓、購物中心、互聯網數據中心（IDC）、醫院。

• 問題：樓宇內充斥著開關電源（辦公設備、LED照明）和變頻空調，是諧波污染的“重災區”。對于數據中心和醫院，電壓暫降可能導致服務器宕機或醫療設備中斷，造成數據丟失或醫療風險。電梯等大電機啟動也會造成局部電壓暫降。

3.4 城市軌道交通系統

• 典型場景：地鐵、輕軌的牽引變電站。

• 問題：電力機車是典型的大功率、波動性、非線性負載，其整流裝置會產生大量諧波，并注入公用電網，同時引起顯著的電壓波動，影響同一供電區域內的其他用戶。

3.5 偏遠或弱電網末端區域

• 典型場景：農村電網、海島獨立微網、長線路末端用戶。

• 問題：線路阻抗大，一旦有較大負載投入，很容易產生較大的電壓降，導致電壓長期偏低。對電壓波動和暫降的承受能力也更弱。

四. 電力系統相關標準

4.1《電能質量 公用電網諧波》GB/T 14549-1993

諧波電流沒有標準的THD限制，只有各次諧波電流的限值；標準規定到25次諧波的測量數值，超過25次并沒有什么標準。

4.2 關于頒發《功率因數調整電費辦法》的通知

總電費＝（高峰電費＋平時電費＋低谷度費＋基本電費）×（１±功率因數獎懲率）＋城市建設附加費。

五. 安科瑞電能質量監測分析+治理產品解決方案

安科瑞諧波治理產品介紹

5.1.ANAPF系列有源電力濾波器產品

ANAPF系列有源電力濾波器并聯在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過CT采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。

5.2. ANSVG靜止無功發生器

ANSVG系列靜止無功發生器是一種用于補償無功的新型電力電子裝置，它能對大小變化的無功以及負序進行快速和連續的補償，其應用可克服LC補償器等傳統的無功補償器響應速度慢、補償效果不能精確控制、容易與電網發生并聯諧振和投切震蕩等缺點。（提高功率因數，避免罰款）

1.線性補償無功功率 ；  2.無極性補償（感性/容性） ；3.響應時間快

5.3. ANHPD系列諧波保護器

ANHPD系列諧波保護器對設備產生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有抑制和吸收作用，能有效濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形、對噪聲進行消化和吸收、防止保護裝置誤跳閘、保證用電設備正常運行。

主要作用

• 吸收3KHz~10MHz頻率各種能量的諧波干擾，消除高次諧波、高頻噪聲、脈沖尖峰、浪涌等干擾，矯正電壓、電流波形；

• 減少了用電設備的故障率和機器誤操作，全面克服了由于高頻諧波污染引起的干擾，保障設備的安全運行；

• 設備成本幾乎不耗電，具有超高的經濟性；

• 結構設計合理，接線簡單，安裝方便。

應用場合

• 大量使用計算機、交換機、通訊器材的場合，例如：證券交易所、銀行大樓、商業辦公大樓、通訊基站、指揮中心。

• 存在大型電子調光控制系統、單相整流設備、大型功放設備的場所，例如：IMAX影院、歌劇舞臺、體育場館、展覽中心等。

• 對用電有嚴格潔凈要求且本身屬于用電級單位場所，例如：中大型醫院、政府辦公大樓、安消防辦公大樓等。

• 精密加工行業包括納米和微米級加工行業，例如：卷煙行業、薄膜業、醫藥精細化行業等。

• 其它對用電環境有特殊需求的行業。

5.4. ANSVC低壓無功功率補償裝置

ANSVC產低壓無功功率補償裝置并聯在整個供電系統中能根據電網中負載功率因數的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償，ANSVC無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關、控制器等組成。

SVG相對于SVC傳統無功補償的優勢

ANBSMJ系列自愈式低壓并聯電容器主要使用在工頻系統中用于提高電力系統的功率因數，改善電力系統的電能質量，提高供電系統的可靠性。

AZC系列智能電力電容器采用復合開關投切，佳投切點，實現無弧通斷;完善的保護功能，集成在一個模塊內，安裝及維護都更加方便。在AZC基礎上，AZCL系列智能集成式諧波抑制電力電容補償裝置串接合適電抗率(7%適用于5/7次以上諧波環境，14%適用于3/5/7次以上諧波環境)的電抗，可有效抑制諧波，避免諧振放大諧波，保護電容柜本身壽命。

5.5. ANSVG-G-A靜止無功發生器

ANSVG-G-A系列靜止無功發生器是一種用于補償無功的新型電力電子裝置，它能對大小變化的無功以及負序進行快速和連續的補償，其應用可克服LC補償器等傳統的無功補償器響應速度慢、補償效果不能精確控制、容易與電網發生并聯諧振和投切震蕩等缺點。諧波治理+無功補償

六. 總 結

隨著現代電力系統中非線性負載、沖擊性設備及分布式新能源的廣泛應用，電能質量問題日益凸顯，主要表現為諧波污染、電壓暫降、波動與閃變等，嚴重威脅工業生產線、數據中心、軌道交通等關鍵領域的可靠運行。本文剖析了電能質量問題的核心成因與高發場景，并重點介紹了安科瑞有源濾波器（ANAPF）、靜止無功發生器（ANSVG）等幾個系列的電能質量監測分析和治理的產品與解決方案。可針對性解決諧波治理、無功補償等問題，適配多行業場景，能實時監測、精準補償，有效提升供電系統穩定性與電能純凈度，為用戶規避風險、節能降耗提供了關鍵的技術保障，助力用電設備安全穩定運行，提升電能質量。