谐波与暂降危害大？安科瑞电能质量综合治理方案来袭

一. 前言

电能从产生到使用的完整过程，可以清晰地分为四个主要阶段：发电 → 输电 → 配电 → 用电。首先发电厂将各种一次能源（如煤炭、水力、风能、核能、太阳能等）转化为电能；然后将发电厂产生的大量电能，高效、低损耗地输送到远方的负荷中心（城市、工业区）；接着将高压输电网络送来的电能，逐级降压并分配到最终用户所在的区域；最后电能到达用户电表后，为用户的各种用电设备提供动力，用户侧将电能通过室内布线，驱动照明、电视、空调、冰箱、电动机等各种电器设备，转化为光、热、声、机械能等，完成整个的服务。整个过程，通过发电机产生电能，利用变压器提升电压进行远距离低损耗传输，再通过配电系统逐级降压精确配送，最终由无数用电设备将电能转化为我们所需的各种形式的能量。

二. 电能质量产生的主要原因

2.1. 大型负载的启停与剧烈波动

• 冲击性负荷：比如大型电动机启动（水泵、风机）、轧钢机、冲压机等，启动时会产生 6-10倍额定电流的冲击，导致电网电压瞬间下降（电压暂降）；

• 波动性负荷：比如电弧炉、电焊机其工作电流极不稳定，会造成电压闪烁（电压波动与闪变），导致灯光明显忽明忽暗。

2.2. 非线性负载

• 这些设备的电流与所加电压不成正比。传统的非线性负载如变压器、铁芯电抗器的励磁回路，会产生奇次谐波。

• 它们从电网吸取非正弦波形的电流，导致电压波形畸变，产生谐波污染。

2.3. 大规模间歇性可再生能源并网

• 光伏和风电的输出功率随天气剧烈变化，导致公共连接点的电压波动和闪变, 并网逆变器本身也是谐波源。同时，它们不具备传统发电机的惯性，会削弱电网的频率稳定性和抗扰动能力，在某些情况下可能加剧电压暂降的影响。

2.4.电网结构的变化

• 分布式电源（如屋顶光伏）的大量接入，使得配电网从传统的“单向辐射状”变为“双向多源”网络，潮流方向复杂化，可能导致局部电压升高、三相不平衡加剧，保护控制难度增加。

三. 电能质量问题易发场景

3.1 工业制造园区（尤其是重工业和精密制造业）

• 典型场景：汽车制造厂、半导体/芯片厂、钢铁厂、石化厂、造纸厂。

• 问题：内部同时存在冲击性负荷（冲压机、轧机）和非线性负荷（变频驱动电机），产生严重的谐波和电压暂降。而生产线上的敏感控制设备（PLC、机器人）又极易受干扰，导致整条生产线意外停机，经济损失巨大

3.2 新能源发电场站及并网点

• 典型场景：大型光伏电站、风电场。

• 问题：功率输出不稳定引起并网点的电压波动；逆变器产生谐波；在电网发生故障时可能出现脱网或对故障电流的支撑特性与传统电源不同，影响区域电网稳定;

3.3 商业建筑与数据中心

• 典型场景：大型写字楼、购物中心、互联网数据中心（IDC）、医院。

• 问题：楼宇内充斥着开关电源（办公设备、LED照明）和变频空调，是谐波污染的“重灾区”。对于数据中心和医院，电压暂降可能导致服务器宕机或医疗设备中断，造成数据丢失或医疗风险。电梯等大电机启动也会造成局部电压暂降。

3.4 城市轨道交通系统

• 典型场景：地铁、轻轨的牵引变电站。

• 问题：电力机车是典型的大功率、波动性、非线性负载，其整流装置会产生大量谐波，并注入公用电网，同时引起显著的电压波动，影响同一供电区域内的其他用户。

3.5 偏远或弱电网末端区域

• 典型场景：农村电网、海岛独立微网、长线路末端用户。

• 问题：线路阻抗大，一旦有较大负载投入，很容易产生较大的电压降，导致电压长期偏低。对电压波动和暂降的承受能力也更弱。

四. 电力系统相关标准

4.1《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549-1993

谐波电流没有标准的THD限制，只有各次谐波电流的限值；标准规定到25次谐波的测量数值，超过25次并没有什么标准。

4.2 关于颁发《功率因数调整电费办法》的通知

总电费＝（高峰电费＋平时电费＋低谷度费＋基本电费）×（１±功率因数奖惩率）＋城市建设附加费。

五. 安科瑞电能质量监测分析+治理产品解决方案

安科瑞谐波治理产品介绍

5.1.ANAPF系列有源电力滤波器产品

ANAPF系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。其原理为：ANAPF系列有源电力滤波器通过CT采集系统谐波电流，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

5.2. ANSVG静止无功发生器

ANSVG系列静止无功发生器是一种用于补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小变化的无功以及负序进行快速和连续的补偿，其应用可克服LC补偿器等传统的无功补偿器响应速度慢、补偿效果不能精确控制、容易与电网发生并联谐振和投切震荡等缺点。（提高功率因数，避免罚款）

1.线性补偿无功功率 ；  2.无极性补偿（感性/容性） ；3.响应时间快

5.3. ANHPD系列谐波保护器

ANHPD系列谐波保护器对设备产生的随机高次谐波、脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用，能有效滤除电压尖峰杂波、矫正畸变的电压波形、对噪声进行消化和吸收、防止保护装置误跳闸、保证用电设备正常运行。

主要作用

• 吸收3KHz~10MHz频率各种能量的谐波干扰，消除高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、浪涌等干扰，矫正电压、电流波形；

• 减少了用电设备的故障率和机器误操作，全面克服了由于高频谐波污染引起的干扰，保障设备的安全运行；

• 设备成本几乎不耗电，具有超高的经济性；

• 结构设计合理，接线简单，安装方便。

应用场合

• 大量使用计算机、交换机、通讯器材的场合，例如：证券交易所、银行大楼、商业办公大楼、通讯基站、指挥中心。

• 存在大型电子调光控制系统、单相整流设备、大型功放设备的场所，例如：IMAX影院、歌剧舞台、体育场馆、展览中心等。

• 对用电有严格洁净要求且本身属于用电级单位场所，例如：中大型医院、政府办公大楼、安消防办公大楼等。

• 精密加工行业包括纳米和微米级加工行业，例如：卷烟行业、薄膜业、医药精细化行业等。

• 其它对用电环境有特殊需求的行业。

5.4. ANSVC低压无功功率补偿装置

ANSVC产低压无功功率补偿装置并联在整个供电系统中能根据电网中负载功率因数的变化通过控制器控制电力电容器投切进行补偿，ANSVC无功功率补偿装置采用散件组成方案，主要以电容电抗、投切开关、控制器等组成。

SVG相对于SVC传统无功补偿的优势

ANBSMJ系列自愈式低压并联电容器主要使用在工频系统中用于提高电力系统的功率因数，改善电力系统的电能质量，提高供电系统的可靠性。

AZC系列智能电力电容器采用复合开关投切，佳投切点，实现无弧通断;完善的保护功能，集成在一个模块内，安装及维护都更加方便。在AZC基础上，AZCL系列智能集成式谐波抑制电力电容补偿装置串接合适电抗率(7%适用于5/7次以上谐波环境，14%适用于3/5/7次以上谐波环境)的电抗，可有效抑制谐波，避免谐振放大谐波，保护电容柜本身寿命。

5.5. ANSVG-G-A静止无功发生器

ANSVG-G-A系列静止无功发生器是一种用于补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小变化的无功以及负序进行快速和连续的补偿，其应用可克服LC补偿器等传统的无功补偿器响应速度慢、补偿效果不能精确控制、容易与电网发生并联谐振和投切震荡等缺点。谐波治理+无功补偿

六. 总 结

随着现代电力系统中非线性负载、冲击性设备及分布式新能源的广泛应用，电能质量问题日益凸显，主要表现为谐波污染、电压暂降、波动与闪变等，严重威胁工业生产线、数据中心、轨道交通等关键领域的可靠运行。本文剖析了电能质量问题的核心成因与高发场景，并重点介绍了安科瑞有源滤波器（ANAPF）、静止无功发生器（ANSVG）等几个系列的电能质量监测分析和治理的产品与解决方案。可针对性解决谐波治理、无功补偿等问题，适配多行业场景，能实时监测、精准补偿，有效提升供电系统稳定性与电能纯净度，为用户规避风险、节能降耗提供了关键的技术保障，助力用电设备安全稳定运行，提升电能质量。