何謂 諧波(Harmonic)？
(The electric power harmonic)
諧波畸變率，在電氣工程學科中表徵波形相對正弦波畸變程度的一個性能參數，稱為諧波，縮寫為THD（Total Harmonics Distortion）。
諧波是指在電力系統中，電壓或電流波形中出現的分量，這些分量的頻率是基頻（例如 50Hz 或 60Hz）的整數倍。例如，藍色基頻為 60Hz 時，綠色虛線為三次諧波是 180Hz，橘色虛線為五次諧波 (5rd Harmonic – 300 Hz)，以此類推。諧波會讓原本應該是平滑正弦波的電壓或電流波形變得不規則，這就是所謂的波形扭曲。
諧波就像「雜音」干擾了電力系統中的「主旋律」，會降低電力品質、浪費能源，甚至損壞設備。透過電力迴路優化降低諧波，我們可以讓電力系統更穩定、更高效，為現代化的用電需求提供支持。
諧波的來源
諧波通常是由非線性負載設備運行時產生的波形失真，其頻率為基頻的整數倍。諧波造成通電導線及運轉設備發熱、提高阻抗、絕緣老化、導線設備壽命縮短，增加電力實功耗損，以致電費成本墊高，形成經營利潤上的不必要的電費成本損失。
諧波來源
非線性負載：如電力電子設備（變頻器、整流器等）在運作過程中產生非線性電流，導致諧波。
電力設備：如變壓器在磁飽和狀態下會產生諧波。
開關動作：如大功率電機的啟動、停止切換，會造成瞬態諧波。
電力系統中的諧振：當電力系統的某些元件（如電感與電容）發生諧振時，可能會放大某些頻率的諧波。
通訊與電子設備：如電腦、LED燈具等高頻設備也會引起諧波干擾。這些來源通常會影響電網品質，需要透過濾波器等方式進行控制和抑制。
這些來源通常會影響電網品質，需要迴路優化進行諧波控制和抑制。
如上圖：藍色基頻為 60Hz 時，綠色虛線為三次諧波是 180Hz，橘色虛線為五次諧波 (5rd Harmonic – 300 Hz)，紅色實現為三次及五次諧波的綜合波 (Combined Wave)。
電力傳輸耗損的原因-諧波污染
1、阻抗：導體阻抗。
2、諧波失真率：電氣訊號失真以（%）表示。
3、諧波污染：諧波會使電線、電子元件及設備發熱、老化、耗損功率，造成耗電現象。
4、由於正弦電壓加於非線性負載，基波電流發生畸變而產生諧波，即所謂「諧波汙染」，以總諧波電流（A）數表示。
5、諧波電流流入系統後，會造成電壓波形的畸變，這意味著電力品質的不佳，對各種設備有許多不良影響。
6、高壓直流功率轉換傳輸:由於高壓交流電轉換成高壓直流電會將許多非正弦波電壓送回電源，使系統供電品質降低。而高壓直流電流的傳輸可被視為諧波電流的主要來源。
正弦波與畸變波的比較 (綠色為正弦波，紅色畸變波)
諧波對電力系統的危害
諧波污染
諧波如何影響您的電力系統？
一、諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低。
七、諧波污染讓電力系統內部虛耗電能，多繳電費。
諧波對設備系統的損害
當諧波出現在電力系統中時，會對系統和設備產生以下主要影響：
1. 設備過熱與損壞
增加電流中的熱量，導致變壓器、馬達等設備過熱，縮短使用壽命，引起故障。
2. 能源浪費
引發不必要的能量消耗，降低系統的整體效率，導致電費成本增加。
3. 電能品質下降
諧波會使波形扭曲，導致電壓不穩，可能對精密設備造成干擾。
4. 系統不穩定
在嚴重情況下，諧波會影響電網的穩定性，增加設備誤動作風險，引發供電中斷。
5. 電磁干擾
諧波可能引起電磁干擾，影響通訊設備或鄰近系統的正常運作。
