本发明公开了一种低压配电网电能替代高效节能控制系统及其应用方法，其控制系统包括系统优化控制器和多个表箱式节能治理器，所述表箱式节能治理器包括表箱体以及设于表箱体内部的具有谐波治理、无功补偿、以及三相不平衡调节功能的有源补偿单元，所述有源补偿单元并联布置在低压配电网的变压器出线端和线路末端的线路上，所述有源补偿单元的控制端分别通过网络与系统优化控制器相连。本发明具有谐波治理、无功补偿、以及三相不平衡调节功能，系统优化控制器作为协调控制电能替代高效节能控制系统的核心控制单元可实现各表箱式节能治理功能单元的有序高效运行。