數據中心行業中使用了大(dà)量的現代化用電設備和裝置，如(rú)信用卡終端設備、通訊系統、計(jì)算機(jī)、網絡控制設備、各種數碼辦公設備、燈光(guāng)調控系統、消防系統、監控系統等。繁多的非線性電力負載，給供電系統帶來(lái)了嚴重的諧波幹擾。惡劣的諧波環境對保證系統和設備的安全正常運行造成了很大(dà)的威脅，如(rú)：程序運行錯誤、數據錯誤、時間錯誤、死機(jī)、無故重新啓動，甚至造成用電設備的損壞，給大(dà)型的工(gōng)作(zuò)造成難以挽回的損失。因此，數據中心的諧波治理(lǐ)已越來(lái)越引起人(rén)們的關注。

數據中心負載分(fēn)析

數據中心行業設備的諧波電流是由各類電力電子設備整流器輸入電路(lù)導緻的。因爲各類電力電子設備輸入端的整流電路(lù)阻抗不是一個定值，其阻抗随着外加電壓的變化而變化，這就(jiù)導緻整流器從(cóng)電網吸取的電流不是正弦波電流。其中主要的整流設備有以下幾種：

1、變頻設備

數據中心行業使用了大(dà)量變頻節能設備，如(rú)：變頻空調、變頻電梯、變頻水泵等。變頻類設備内部工(gōng)作(zuò)基本均爲整流逆變過程，因此會産生(shēng)諧波。所産生(shēng)的諧波種類與整流器脈數有關，諧波有5次、7次、11次和13次等。

2、UPS電源

數據中心對于重要機(jī)房(fáng)的供電穩定性要求很高，因此常常要應用UPS不間斷電源。UPS電源的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)與變頻設備近似，因此産生(shēng)諧波的方式和種類也較爲相(xiàng)似。一般來(lái)說(shuō)，6脈沖的UPS主要産生(shēng)5、7次諧波，12脈沖的UPS主要産生(shēng)11、13次諧波。

3、照(zhào)明燈

節能燈電子鎮流器将50Hz電源轉換成大(dà)約38kHz的高頻，因此它将電燈閃爍降低到感受不到的水平。高頻電子鎮流器工(gōng)作(zuò)時由于非線性負載使得(de)電流波形不是正弦波而産生(shēng)諧波。一般來(lái)說(shuō)，節能燈主要産生(shēng)3次諧波。

數據中心諧波特點

供電系統中諧波可(kě)分(fēn)爲電網側諧波和負載側諧波。

1、電網側諧波

又稱低頻諧波，通常是指40次以下的諧波，尤以3、5、7、9等次諧波爲代表，主要對供電系統産生(shēng)危害，造成電網供電效率下降，電容器發熱(rè)甚至燒毀等。

2、負載側諧波

又稱高頻諧波，通常是指40次以上的諧波，頻率通常在2kHz以上，主要對用電設備産生(shēng)危害，造成工(gōng)作(zuò)質量下降、死機(jī)、損壞、壽命下降等。

大(dà)型數據中心的諧波又有其特點：

• 存在集中的諧波源，諧波的分(fēn)布較密集；
• UPS下端的設備較多，大(dà)型數據機(jī)房(fáng)較多，計(jì)算機(jī)類設備的分(fēn)布很廣，需要對諧波進行治理(lǐ)；
• 諧波畸變率很高，一般高達40%~50%，遠(yuǎn)高于國(guó)家标準。

數據中心電能質量問(wèn)題危害

1、節能損耗問(wèn)題

變頻化的HVDC、UPS、變頻器、開關電源等産生(shēng)大(dà)量容性無功和諧波，無功電流和諧波電流增加了線路(lù)及變壓器的損耗，約爲用電量的5%；

2、對用電設備壽命的影(yǐng)響

無功電流和諧波電流加速絕緣老化，縮短(duǎn)設備（變壓器、電纜、電機(jī)等）壽命，預計(jì)降低3~6年(nián)；

3、對設備運行穩定性的危害

諧波電流引起采樣數據（電壓、電流、輸出控制信号等）失真，引起保護或控制系統誤動或拒動，增加數據中心設備故障幾率，進而造成系統運行中斷，造成更大(dà)的經濟損失；

4、用電安全性問(wèn)題

諧波電流造成電網諧振、造成中性線等安全隐患，可(kě)能造成火(huǒ)災甚至爆炸等事(shì)故；

5、供電電壓穩定性問(wèn)題

根據2021數據中心高質量發展大(dà)會報告數據統計(jì)，在數據中心電源系統中，幾乎 90%的電壓暫降/供電中斷直接或間接來(lái)自(zì)于配電設備故障，而配電設備故障大(dà)多由電能質量問(wèn)題引起的。

諧波、無功、電壓暫降等電能質量問(wèn)題成爲了制約數據中心可(kě)靠性提高的關鍵因素。

解決方案

電能質量問(wèn)題的存在給數據中心帶來(lái)了嚴重危害，爲此，東方博沃提供了一套完整的解決方案，具體(tǐ)如(rú)下：

諧波治理(lǐ)的用戶價值

1、減小諧波影(yǐng)響，避免諧波引起的電壓放(fàng)大(dà)損壞電氣設備等各類故障，提高供電安全性，保障數據安全；

2、治理(lǐ)諧波，減小注入系統的諧波電流，滿足國(guó)家标準要求；

3、無功動态補償，功率因數達标，避免供電公司罰款；

4、消除UPS等電子産品諧波造成的變壓器發熱(rè)、供電電纜發熱(rè)和載流量下降及電壓波形畸變帶來(lái)的安全隐患；

5、改善機(jī)房(fáng)空調等設備耗能狀況，提高系統功率因數，達到節能降耗的目的。

應用案例

1、BW-APF在百度數據中心的應用

2、BW-APF在優刻得(de)數據中心的應用