數據中心供電系統(tǒng)中諧波問題，是僅次于可用性的另一個重要的技術問題。供電設備特 別是ups設備的技術進步和性能改進，在很多方面是與抑制諧波的產生和消除諧波的影響 有關的。本節(jié)旨在分析存在于數據中心供電系統(tǒng)中的諧波電流產生過程，諧波對系統(tǒng)和電網 的危害，并重點介紹有關抑制諧波產生和諧波治理的技術及相關的產品。

諧波的定義與產生過程

隨著計算機、交換機和電力電子設備的日益增加，使連接到公共電力系統(tǒng)上的非線 性負載的數量成倍增加。這些設備都需要開關電源將正弦波電壓轉換成不同波形的周期 信號。所有這些頻率為/的周期信號都是基波的正整數倍的正弦波信號（稱為諧波）疊加 的結果。

1. 諧波的定義

電力系統(tǒng)中有非線性負載時，即使電源都以工頻50Hz供電，當工頻電壓或電流作用于 非線性負載時，就會產生不同于工頻的其他頻率的正弦電壓或電流。這些不同于工頻頻率的 正弦電壓或電流，用傅氏級數展開，就是人們所說的電力諧波。

所有周期性復雜波形都可以被認為是基波與一系列諧波成分的疊加。諧波是基波頻率 (市電頻率）的所有倍頻。例如，常見諧波為3次諧波（3 x50 = 150Hz)、5次諧波（5 x 50 = 250Hz)、7次諧波（7 x 50 = 350Hz)等奇次諧波。

2. 非線性電子設備是供電系統(tǒng)中的主要諧波源

非線性負載是相對線性負載講的，所以，首先需要先了解什么是線性負載和非線性 負載。

1) 線性負載

線性負載吸收的電流是與電壓頻率相同的正弦波電流，電流與電壓之間可能存在著相位 差。歐姆定律定義了線性負載的電壓與電流的比值為一個常系數——負載的阻抗。電流和電 壓之間的關系是線性的。

例如：標準的白熾燈泡、電加熱器、電阻負載、電動機、變壓器，等等。

在這類負載中沒有任何有源電子器件，只有電阻（R)、電感（L)和電容（C)。

2) 非線性負栽

非線性負載吸收的電流為周期性的，但卻不是電壓頻率的正弦波，這是因為電流中含有 諧波而造成電流波形失真。

歐姆定律中定義的電壓和電流之間的關系不再有效，因為負載的阻抗在一個周期內是變 化的，電流和電壓之間的關系不再是線性的。事實上，負載吸收的電流是以下電流的合成。

(1) 基波電流：頻率為50Hz正弦波電流。

(2) 諧波電流：它們都是正弦波電流，頻率是基波頻率的整數倍。

頻率的倍數就是諧波的次數。例如，3次諧波的頻率為3 x50Hz。此時，歐姆定律適用 于每次的諧波，但對于整個電壓和電流卻不再適用。

各類非線性和交變性電子裝置如變頻器、UPS的輸人整流器及各種開關電源等，都是非 線性負載。這些裝置的周期性的開關動作向電力系統(tǒng)中注人了大量的諧波分量，導致了交流 電力系統(tǒng)中電壓和電流波形的嚴重失真，成為最主要的諧波來源。特別是這些設備投入運行 的同時性和連續(xù)性特點，所以成為低壓配電系統(tǒng)的主要的污染源。