数据中心供电系统中谐波问题，是仅次于可用性的另一个重要的技术问题。供电设备特 别是ups设备的技术进步和性能改进，在很多方面是与抑制谐波的产生和消除谐波的影响 有关的。本节旨在分析存在于数据中心供电系统中的谐波电流产生过程，谐波对系统和电网 的危害，并重点介绍有关抑制谐波产生和谐波治理的技术及相关的产品。

谐波的定义与产生过程

随着计算机、交换机和电力电子设备的日益增加，使连接到公共电力系统上的非线 性负载的数量成倍增加。这些设备都需要开关电源将正弦波电压转换成不同波形的周期 信号。所有这些频率为/的周期信号都是基波的正整数倍的正弦波信号（称为谐波）叠加 的结果。

1. 谐波的定义

电力系统中有非线性负载时，即使电源都以工频50Hz供电，当工频电压或电流作用于 非线性负载时，就会产生不同于工频的其他频率的正弦电压或电流。这些不同于工频频率的 正弦电压或电流，用傅氏级数展开，就是人们所说的电力谐波。

所有周期性复杂波形都可以被认为是基波与一系列谐波成分的叠加。谐波是基波频率 (市电频率）的所有倍频。例如，常见谐波为3次谐波（3 x50 = 150Hz)、5次谐波（5 x 50 = 250Hz)、7次谐波（7 x 50 = 350Hz)等奇次谐波。

2. 非线性电子设备是供电系统中的主要谐波源

非线性负载是相对线性负载讲的，所以，首先需要先了解什么是线性负载和非线性 负载。

1) 线性负载

线性负载吸收的电流是与电压频率相同的正弦波电流，电流与电压之间可能存在着相位 差。欧姆定律定义了线性负载的电压与电流的比值为一个常系数——负载的阻抗。电流和电 压之间的关系是线性的。

例如：标准的白炽灯泡、电加热器、电阻负载、电动机、变压器，等等。

在这类负载中没有任何有源电子器件，只有电阻（R)、电感（L)和电容（C)。

2) 非线性负栽

非线性负载吸收的电流为周期性的，但却不是电压频率的正弦波，这是因为电流中含有 谐波而造成电流波形失真。

欧姆定律中定义的电压和电流之间的关系不再有效，因为负载的阻抗在一个周期内是变 化的，电流和电压之间的关系不再是线性的。事实上，负载吸收的电流是以下电流的合成。

(1) 基波电流：频率为50Hz正弦波电流。

(2) 谐波电流：它们都是正弦波电流，频率是基波频率的整数倍。

频率的倍数就是谐波的次数。例如，3次谐波的频率为3 x50Hz。此时，欧姆定律适用 于每次的谐波，但对于整个电压和电流却不再适用。

各类非线性和交变性电子装置如变频器、UPS的输人整流器及各种开关电源等，都是非 线性负载。这些装置的周期性的开关动作向电力系统中注人了大量的谐波分量，导致了交流 电力系统中电压和电流波形的严重失真，成为最主要的谐波来源。特别是这些设备投入运行 的同时性和连续性特点，所以成为低压配电系统的主要的污染源。