光伏发电现场“高采低补”无功补偿应用案例   一、项目背景 随着国家“双碳”目标的制定，为我国光伏发电行业带来了重大的发展机遇和广阔的前景。国务院发布了关于印发2030年碳达峰行动方案的通知，明确提出到2030年风电太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。 随着分布式光伏发电项目在工商业用户、园区及居民场景的广泛普及，光伏并网发电带来的绿色能源效益日益凸显，但与此同时，光伏系统接入电网后引发的功率因数偏低问题，也成为不少用户面临的共性痛点。光伏发电自身出力特性、电网侧无功负荷匹配失衡等因素，容易导致整体用电回路功率因数不达标，无法满足电力部门的考核标准，进而产生额外的电力功率因数罚款，不仅增加了用户的用电成本，也削弱了光伏发电项目的经济效益，甚至影响电网的稳定高效运行。   二、行业现状 根据《功率因数调整电费办法》的规定，对于一般工业用户，用户每月平均功率因数必须达到0.9以上，否则就会产生电力罚款。目前，工厂普遍使用传统的电容器投切进行无功补偿，在现场没有安装光伏时，由于电网有功电量消耗巨大，尽管电容器补偿存在一定的缺点，会导致剩余一部分无功电量无法完全补偿，但其与电网消耗的有功电量相比，显得无关紧要，仍然能够保证功率因数达到0.9以上。 但是，当现场安装光伏发电后，光伏发电提供大量的有功电量，导致负载从电网消耗的有功电量急剧减少，此时电容补偿剩余的无功电量与电网消耗的有功电量相比，就会显得举足轻重；同时，变压器自身及输电线路也会产生一定的无功功率，使高压侧剩余无功功率进一步增加，导致现场功率因数急剧下降，产生大量的电力罚款，给用户及光伏厂家造成大量损失。   三、“高采低补”解决方案 目前，电力公司一般在高压侧进行电力计量，在统计无功时，不仅包含低压侧负载产生的无功功率，同时也包含变压器及输电线路产生的无功功率。常规的低压侧治理只能对负载产生的无功功率进行补偿，无法对变压器及输电线路产生的无功功率进行有效补偿。 针对光伏发电现场，我们不能忽视变压器及输电线路产生的无功功率，因此我们设计出一套“高采低补”的产品应用方案，即在高压侧进线处进行采样，低压侧进行补偿，从而达到同时补偿高压侧无功和低压侧无功的目的。 相比传统的高压无功补偿装置，“高采低补”方案不仅价格大幅度下降，并且施工安装简单，维护方便。 1、核心设备选择：补偿精度高，响应速度快 对于光伏发电的现场，由于其有功

一、项目背景 在数字经济高速迭代的今天，数据中心作为“数字底座”，承载着算力输出、数据存储、业务运维的核心使命，其稳定、高效、绿色运行直接关系到企业业务连续性与市场竞争力。贵州电信数据中心作为“东数西算”工程国家枢纽节点核心载体，自2013年启动建设以来，实现了从6栋机楼到15栋机楼的规模跃升，中心规划总投资超10亿元，总建筑面积达30万平方米，目前已建成15栋数据中心机楼，投产机架规模达1.4万架，服务器数量达12万台，目前已成为南方规模最大、数据交互最活跃的国家级算力节点。随着AI算力需求爆发，贵州电信数据中心持续扩容升级，机架规模不断增加，高密度服务器、液冷系统、UPS不间断电源、变频空调等非线性负载激增，投入运行后逐渐出现一系列电能质量问题，严重影响运营效率与业务安全，需要进行治理。 二、电能质量问题的危害 l 谐波污染严重，设备故障频发：UPS、开关电源、液冷循环系统等设备产生大量谐波，导致电网电压畸变，谐波畸变率（THDi）最高达24%。频繁出现服务器集群瞬时宕机、精密监控设备误报，曾因谐波干扰导致算力调度短暂中断，直接影响东部算力承接业务，给中心带来一定的品牌影响与经济损失，严重影响客户信任度。 l 无功损耗偏高，运营成本攀升：数据中心负载波动大，尤其是AI服务器集群、液冷系统启动时，无功功率冲击明显，导致功率因数低至0.81，不仅增加线路损耗（损耗率达11.5%），还需支付电网公司高额无功罚款，每年额外增加电费支出超170万元；同时无功损耗引发设备发热，进一步增加制冷系统负荷，制约PUE值进一步优化，与中心绿色低碳发展目标不符，也不符合“双碳”战略与绿色数据中心建设要求。 l 设备寿命缩短，运维成本增加：谐波电流长期冲击变压器、配电柜、服务器电源模块及液冷系统核心部件，导致设备绝缘老化加速，平均无故障时间（MTBF）缩短30%，设备故障率攀升22%，每年运维维修成本增加近百万元；且传统电容补偿设备响应速度慢，无法适配负载特性，治理效果不佳，难以满足中心高可靠运行需求。 三、解决方案 针对贵州电信数据中心的核心痛点，结合其“高密度、高负载、高可靠、绿色化”的运营特点，结合液冷系统、智算设备的运行特性，经过现场实地勘探、负载数据分析及多方案对比，最终确定采用“有源电力滤波器（APF）+ 静止无功发生器（SVG）”协同治理方案，实现谐波治理与无功补偿的双重优化，兼顾稳定性、节能性与可扩展性，适配中心绿色发展与算力扩容需求。方案核心部署思路如下： 1. 核心设备选型：聚焦高效与适配，贴合数据中心场景 本项目为改造项目，选用APF与SVG设备取代原有电容器无功补偿装置。相比传统电容补偿，具备效率高、响应快、体积小、寿命长的优势，完美适配贵州电信数据中心紧凑空间、高可靠运行及绿色节能需求，同时适配液冷系统的运行特性。   有源电力滤波器（APF）：部署10套模块化APF设备，总补偿容量4000A，采用智能耦合抗谐振技术与专利散热设计，滤波效率高达99%，响应时间小于5ms，可精准捕捉并滤除2-51次谐波，尤其针对中性线3次谐波累积问题，实现高效治理，避免火灾隐患；支持4G/WiFi远程监控，可接入中心现有智能运维平台，运维人员可实时查看谐波数据，实现“指尖上的管理”，适配中心无人化运维需求。 静止无功发生器（SVG）：配套部署10套模块化SVG设备，总补偿容量3000kvarvar，采用IGBT功率模块与瞬时无功理论控制技术，响应时间小于5ms，可实现全功率连续动态无功补偿，将功率因数稳定在0.99以上；具备三相不平衡补偿功能，可灵活适配数据中心负载瞬变特性，尤其适配AI服务器集群、液冷系统启动时的无功冲击，即使在油机供电模式下，也能保持稳定补偿效果，保障供电稳定性。 2. 部署方案：分层分区，协同增效 结合贵州电信数据中心的配电架构与机楼布局，采用“集中治理+分区补偿”的部署模式，结合液冷机房、智算机房的负载特点，确保治理效果全覆盖、无死角： 在低压配电总进线端，集中部署APF与SVG主设备，针对整个数据中心的谐波污染与无功损耗进行全局治理，确保公共连接点（PCC）电能质量达标，支撑整体供电稳定； 在液冷机房、智算机房等负载密集区域，分区部署小型APF模块，针对性治理局部高谐波负载（如UPS集群、液冷循环系统、高频开关电源），避免谐波局部累积，保护核心设备安全； 所有设备接入数据中心现有智能运维平台，实现APF与SVG的协同控制、数据实时监测、故障预警与远程运维，与中心现有运维体系无缝衔接，降低运维成本，适配无人化运维趋势。   3. 核心优势：区别于传统方案，凸显技术壁垒 相较于传统LC滤波+SVC补偿方案，本次APF与SVG协同方案具备三大核心优势，完美适配贵州电信数据中心高密度、高可靠、绿色化的场景需求： 智能化程度高：支持负载动态跟踪，自动调整补偿参数，无需人工干预，适配数据中心负载波动大、液冷系统与智算设备运行特性，避免“过补偿”或“欠补偿”，保障电能质量稳定； 稳定性更强：APF采用多模块并联架构，个别模块故障不影响整体系统运行，SVG具备完善的过压、过流、过热保护功能，平均无故障时间（MTBF）高达8万小时，设计寿命长达10年，与中心连续稳定运行需求高度匹配； 可扩展性好：模块化设计支持在线扩容，预留20%补偿容量，满足数据中心未来5000架机架扩容、算力提升的需求，无需重构配电系统，降低升级成本，支撑中心“东数西算”承接能力持续提升。 四、应用成效 该APF与SVG协同治理方案投入运行后，经过连续12个月的稳定运行与数据监测，各项电能质量指标均达到国家标准，彻底解决了项目初期的核心痛点，在稳定、节能、合规、运维等方面实现多维提升，与贵州电信数据中心绿色化、智能化、规模化发展目标高度契合，为中心创造了显著的经济价值与社会价值，具体成效如下： 1. 电能质量达标，保障业务稳定运行 APF设备高效滤除谐波，将电网谐波畸变率（THDi）稳定控制在3.2%以内，远低于5%的国家标准；SVG精准补偿无功功率，将功率因数提升至0.98以上，彻底消除电压畸变、电压闪变等问题。运行以来，服务器集群、液冷系统、智算设备无一次因电能质量问题宕机，业务中断率降至0，设备故障率骤降70%，有效保障了东部算力承接、本地政务服务、企业云服务等核心业务的稳定运行，客户满意度大幅提升，规避了因业务中断带来的经济损失与品牌风险，进一步巩固了中心作为国家级算力节点的核心地位。     2. 节能降耗显著，降低运营成本 无功损耗大幅降低，线路损耗减少14.5%，每年节省电费支出170万元，投资回报周期仅8.5个月；同时，设备发热减少，制冷系统负荷降低，助力中心PUE值从1.2进一步优化至1.15，每年减少耗电量超90万度，进一步践行“双碳”战略，强化绿色算力枢纽优势；此外，设备...

AHF在医院的应用 医院是需要可靠配电以保证患者健康和挽救生命的地方。电源的连续性和可靠性极为重要。不同医疗场所的自动电源恢复时间如下：0类场所t≤15秒；1类场所0.5s≤T≤15秒；和2类场所t≤0.5s。   背景 新型医疗设备的使用，如X光机、CT扫描仪、MRI扫描仪等在医院中正在增加。设备负荷含有大量谐波电流，会影响医院配电系统，从而降低电能质量。谐波管理是确保医院配电系统安全的必要手段。 随着医院追求可靠的供电，UPS越来越普遍。由于大多数UPS使用6脉冲或12脉冲整流器，大量谐波电流可能流入电网并影响电网稳定性。   电能质量问题 谐波会影响照明稳定性，干扰CT扫描仪、MRI扫描仪和ECG等精密医疗仪器，降低检查精度，最终影响医生对患者病情的诊断。此外，大量谐波电流也会降低稳定性。   设备表现 上海同仁医院3号楼存在一些谐波问题。为了避免谐波对医院正常工作的影响，安装了200A有源谐波滤波器来控制谐波。安装AHF后，磁场谐波问题得到了很好的改善，电流畸变率从12%左右降低到2%左右。   图片   单击此处查看更多应用。  

YTPQC-APF 在火电站的应用 YTPQC-APF，有源电力滤波器有源电力滤波器降低了谐波水平，提高了电网可靠性，降低了运行成本。由于谐波加热效应减小，保护装置的干扰跳闸和保险丝的熔断大大减少。 电机、变压器、开关装置和电缆的过热也得到了减少，从而延长了它们的预期寿命并降低了维护成本。如果是新安装，可以考虑配置大容量设备以降低谐波敏感性。   背景 随着经济的快速发展和城市规模的迅速扩大，城市生活垃圾日益增多，垃圾焚烧发电也逐渐开始得到广泛应用。垃圾焚烧发电的主要动力设备包括焚烧炉、垃圾桶、排气系统和各种水泵，在使用过程中会产生大量谐波和无功功率，需要进行处理。   电能质量问题 2004年建立了一座垃圾焚烧发电厂，主要经营的项目包括垃圾处理、发电和供热。在生产和发电过程中，设备产生了大量的无功谐波和五、七次谐波，导致电能质量下降，急需治理。   解决方案 YTPQC-APF 现场负荷主要包括梳棉机、针刺机、无纺布烤箱、线圈机等，在生产过程中会产生大量谐波，导致现场电容补偿柜无法正常工作。为保证现场电容器柜的正常运行，现场安装300A 有源电力滤波柜进行谐波治理。 APF安装前的主要数据：THDi为16.4%，主要谐波为5、7阶，功率因数为0.85。   技术指标 为了处理现场的无功功率和谐波，在现场安装YTPQC-APF-450A有源电力滤波器。安装APF后，THDi降低到1.9%，功率因数提高到1。补偿效果良好，彻底解决了现场无功和谐波问题。 安装YTPQC-APF之前的谐波 安装YTPQC-APF之后的谐波 安装YTPQC-APF之前的电流波形 安装 YTPQC-APF之后的电流波形 图片     单击此处查看更多应用。    

APF&SVG 在数据中心行业的应用 有源谐波滤波器采用先进的电力电子技术实时检测电网中的谐波，通过变流器产生反相补偿电流，动态滤除电网中的谐波。静止无功发生器可以实时动态补偿，可以补偿感性无功功率和无功功率的容差，并且不会发生过充、欠充，可以稳定系统电压。     背景   由于数据中心机房内负荷供电不间断性，使用了大量的UPS和开关电源以及 变频空调。这些设备输入级均为三相整理，使用时产生大量谐波。开关电源 UPS设备先把交流整流成直流，再通过二次变换，变成相应的直流与交流。 期间通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭，不仅在整流时产生谐波， 而且在开关管开闭时，反射高频的谐波至电源，造成配变的中性线电流居高不下，谐波还会通过配变污染到电网。     电能质量问题   开关电源和UPS的输入端均产生谐波电流，最终谐波电流汇集到总的母排上。大量的谐波电流将会对通 信机房造成如下危害  谐波电流会对相邻导线的通信信号造成干扰；  电网中的谐波电流使总电流增大，容易导致保护器件误动作，导致误工事故；  谐波会降低设备，线缆，变压器等设备的稳定性和寿命；  谐波电流占用变压器容量，使变压器的负载率上升，并有可能引发变压器噪声；  如果不采取必要的谐波治理措施，会对输入电网带来严重的谐波污染。严重时，还可能会危及输入电网以及跨接在该电网中的各种用电设备的安全运行。   解决方案YTPQC-APF 和 YTPQC-SVG   数据中心主要负荷为UPS、开关电源，是传统的谐波源负载，会严重影响电力系统稳定性。同时，由于数据中心存在大量的UPS,大部分数据中心无功负荷呈容性针对数据中心的谐波以及无功现状，最佳解决方案是采用有源电力滤波装置补偿谐波，静止无功发生器补偿无功。有源滤波装置采用先进的电力电子技术，实时检测电网中的谐波，通过变流器产生反相的补偿电流，动态滤除电网中的谐波。静止无功发生器能够实时动态补偿，可以补偿感性无功和容性无功，且不会发生过补，欠补，可以稳定系统电压。     技术指标   经过YTPQC-APF有源电力滤波器装置治理后，现场谐波电流下降幅度非常明显，通过YTPQC-SVG静态无功发生器，现场电流畸变率将从32.8%下降到1.5%左右，现场功率因数从0.94提高到1.0。 治理前电流波形 治理后电流波形 治理前谐波含量 治理后谐波含量 补偿前无功功率和功率因数 补偿后的无功功率和功率因数   图片     单击此处查看更多应用。  

YTPQC-APF 有源谐波滤波器在化纤行业的应用 YTPQC-APF 有源谐波滤波器降低了谐波水平，提高了电网可靠性，降低了运行成本。由于谐波加热效应降低，保护装置的干扰跳闸和保险丝的熔断大大减少。 电机、变压器、开关装置和电缆的过热也得到了减少，从而延长了它们的预期寿命并降低了维护成本。如果是新安装，可以考虑配置大容量设备以降低谐波敏感性   背景 化学工业中使用的主要负载是电动机。随着科学技术的成熟和越来越向节能和智能化方向发展，大量的节能和大量的逆变器导致了大量的3/5/7/11（2n+1）次谐波。   电能质量问题 .江苏恒科新材料有限公司位于南通市通州滨江区（五节镇）恒力纺织新材料产业园，园区总投资200亿元，分期建设年产240万吨差异化、功能化新纤维及智能化、超模拟功能化聚酯新材料，科技、工业、，贸易综合产业基地，高科技纺织材料。 现场谐波源主要为6脉冲变频器，主要谐波为5、7次谐波。   解决方案 YTPQC-APF 现场谐波源主要为6脉冲变频器，主要谐波为5、7次谐波。根据负荷情况，配置2台450A有源谐波滤波屏和4台375A有源谐波滤波器进行谐波治理。   技术指标 以375A APF面板为例，APF安装前THDi为50%，APF安装后THDi降至5%。补偿效果良好，彻底解决了现场无功和谐波问题。   图片   单击此处查看更多应用。    

行业 商业复杂自动化系统中的大量自动化设备需要高质量的电源。然而，由于这些装置的非线性负载特性，其中相当一部分已成为低压供电系统的谐波畸变干扰源。造成配电系统污染，对周围通信系统甚至配电系统造成危害。 背景 商业综合谐波主要有以下两种来源： 电梯/自动扶梯、供水系统泵和空调风机逆变器、办公和计算机网络、UPS电源、电子照明等大量非线性负载形成的谐波源，导致配电系统电压和电流畸变；占总谐波的80%以上。 背景谐波，公共电网本身具有一定的谐波含量，从电网侧传输到配电系统。 存在的问题 商业综合体系统中的负荷主要包括照明、电梯、中央空调等，其中照明等单相负荷设备主要产生3次谐波，变频器驱动的电梯和中央空调负荷主要产生5、7、11、13次谐波。对于商业复杂系统的谐波情况，最好的解决方案是采用有源滤波技术。有源滤波装置采用先进的电力电子技术，实时检测电网中的谐波，通过变流器产生反相补偿电流，动态滤除电网中的谐波。 解决方案 上海国家展览中心的主要负荷为电梯/自动扶梯、供水系统泵及空调风机逆变器、办公及计算机网络、UPS电源、电子照明等，在使用过程中产生大量谐波。根据现场情况，我们配置400A有源滤波柜，以下为现场治理效果。经过YTPQC-APF 有源电力滤波器装置处理后，电流波形得到了很好的改善，谐波电流畸变率从34.7%降至1.5%。 技术指标 图片   单击此处查看更多应用。  

地铁、铁路有源谐波滤波器 截至2020年底，中国铁路总运营里程14.6万公里，运营里程3.79万公里，居世界首位。高速铁路牵引变压器一般采用12或24脉冲整流，配电变压器负荷主要包括变频器、UPS、电梯、照明，会三、五、七、十一、十三次谐波。   行业 由于交通电网系统中含有大量的非线性设备，这些设备会产生大量的谐波。当电网谐波含量较高时，会对交通电力和照明系统造成一定的危害。 电力系统中的继电保护设备和自动装置误动或拒动，直接危及电网的安全运行，造成严重的系统崩溃和用户停电事故。 各种电气设备会产生额外的损耗和热量，并会增加电机和变压器的振动和噪声。 谐波电流会干扰通信系统，降低信号的传输质量。 增加电网谐振的可能性，造成过电流或过电压，造成危险。 电容器无功补偿装置产生谐波放大，使电容器损坏甚至爆炸。   电能质量问题 交通配电系统主要是三、五、七、十一、十三次谐波，对电力系统危害很大，需要采用有源电力滤波器进行治理。有源滤波装置采用先进的电力电子技术，实时检测电网中的谐波，通过变流器产生反相补偿电流，动态滤除电网中的谐波。   解决方案 YTPQC-APF 由于上海地铁线路谐波较大，为了保证现场无功补偿柜中电容器的正常运行，现场安装了100A有源谐波滤波器来控制谐波。经过处理后，场谐波问题得到了很好的改善，电流畸变率从16%左右降低到3%左右。 技术指标 图片     单击此处查看更多应用。    

APF&SVG在冶金行业的应用 YTPQC-APF有源谐波滤波器 降低了谐波水平，提高了电网可靠性，降低了运行成本。由于谐波加热效应，由于谐波加热效应降低，保护装置的干扰跳闸和保险丝的熔断大大减少。 与传统电容器组相比，YTPQC-SVG静止无功发生器具有响应速度快、补偿精度高、无欠补偿或过补偿问题、避免不合理等优点。   背景 现代工业的发展增加了对金属的需求，使冶金工业迅速发展。冶金企业的电气设备具有容量大、感性负荷多、负荷冲击和制动速度大、自动化程度高、工作连续性好等特点。   电能质量问题 中频炉在冶金行业有着广泛应用，主要用于有色金属和黑色金属的熔炼。中频炉工作 频率在50~20000Hz之间，具有热效率高、熔炼时间短、合金元素烧损少、熔炼材质广、 对环境污染小、能精确控制金属液的温度和成分等优点。但是，中频炉在使用过程中， 会产生大量的谐波，导致电网谐波污染严重，对整个用电系统产生巨大的危害。   解决方案 YTPQC-APF 和 YTPQC-SVG 根据现场情况，我们配置500A有源谐波滤波器和250kVAr 静止无功发生器，解决现场电能质量问题。 技术指标 从现场测试数据（下图）来看，YTPQC-APF和YTPQC-SVG后，现场电能质量问题得到了很好的解决，电流波形从锯齿波到正弦波，谐波电流畸变率从61.3%到3.5%，系统功率因数从0.67到0.99。   图片   单击此处查看更多应用。