具備現場振動無線告警功能的電能質量智能綜合優化裝置的製作方法

2023-11-08 05:54:42 1

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種具備現場振動無線告警功能的電能質量智能綜合優化裝置。

背景技術：

upqc(unifiedpowerqualityconditioner，統一電能質量調節裝置)通常由串聯型電壓源變流器和並聯型電壓源變流器通過公共直流母線結合而成，其安裝在用戶側的諧波負載附近，可以同時對電壓和電流進行補償。串聯型電壓源變流器起到dvr(dynamicvoltagerestorer，動態電壓補償器)的作用，可抑制電壓波動，補償電源電壓諧波，消除配電系統中經常發生的電壓暫升或電壓暫降問題，提高裝置的阻尼。並聯型電壓源變流器起到apf(activepowerfilter，有源電力濾波器)的作用，可濾除負載諧波電流，補償負載無功功率。

如圖1所示，現有技術中upqc結合了dvr和apf的變流器結構，dvr變流器d1*和apf變流器f1*共用一個直流電容c1*，dvr變流器d1*經串聯變壓器t1*接於電網系統側，具有維持連接點處電壓、補償電壓閃變和不對稱的功能，apf變流器f1*經串聯電抗器l1*接於負載側，主要用於補償諧波和無功電流，同時維持dvr變流器d1*和apf變流器f1*之間的直流電壓恆定。其中，dvr變流器d1*和apf變流器f1*均為雙向pwm(pulse-widthmodulation，脈衝寬度調製)變流器，既可以工作在整流狀態，也可以工作在逆變狀態；dvr變流器d1*經串聯變壓器t1*輸出基波正序補償電壓，向電網注入功率，同時也可以輸出諧波補償電壓；apf變流器f1*向電網注入諧波補償，同時可以輸出無功電流。

upqc工作過程中，需要協調dvr功能和apf功能，當出現電壓跌落時，dvr功能啟動，此時apf功能有兩種選擇：一、同步穩定直流電容c1*電壓，用於電壓跌落補償，但是缺點在於：upqc不再有諧波和無功補償，當串聯側正進行電壓補償時，電網的諧波和無功會出現峰值，需及時進行諧波處理和無功補償；二、補償諧波，不再維持直流電容c1*電壓，但是缺點在於：dvr補償功能受限，因dvr功能僅靠直流電容c1*及其附屬儲能裝置儲存的能量完成，能量用完則dvr補償功能結束，直至直流電容c1*恢復至正常狀態，才可進行下一次dvr補償動作。

通過檢索，中國專利公開號為cn104393599a公開了一種統一電能質量調節裝置及方法，較好地解決了上述問題，但是，該方案中，本發明人發現，在上述兩種apf功能選擇中，直流電容c1*的電壓容易波動，不利於獲得高質量輸出波形，且由於用戶負載的諧波和無功特性是有規律的，使得用戶無法獲得優秀用電質量補償的補償速度。因此有必要對此進行改進。

技術實現要素：

本發明實施例所要解決的技術問題在於，提供一種具備現場振動無線告警功能的電能質量智能綜合優化裝置，電網電壓跌落時補償電壓跌落，無跌落時進行諧波處理和無功補償，且能抑制電壓波動獲得高質量輸出波形，並能提高對用戶進行用電質量補償的補償速度。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種具備現場振動無線告警功能的電能質量智能綜合優化裝置，所述裝置包括dvr變流器、第一apf變流器、第二apf變流器、第一直流電容、第二直流電容、變壓器、第一電抗器、第二電抗器、網絡控制器、負載補償器和直流電壓波動抑制器；其中，

所述dvr變流器、第一直流電容及第一apf變流器三者並聯形成第一補償迴路，且所述第一補償迴路的一端從所述dvr變流器側通過所述變壓器與電網側相連，另一端從所述第一apf變流器側通過所述第一電抗器與負載側相連，用於在所述電網側的電壓跌落時，進行電壓補償，維持所述dvr變流器和所述第一apf變流器之間的直流電壓恆定；

所述dvr變流器、第二直流電容及第二apf變流器三者並聯形成第二補償迴路，且所述第二補償迴路的一端從所述dvr變流器側通過所述變壓器與所述電網側相連，另一端從所述第二apf變流器側通過所述第二電抗器與所述電網側相連，用於在所述電網側的無電壓跌落時，進行諧波處理和無功補償；

所述負載補償器至少有一個且均與所述網絡控制器相連，每一負載補償器均用於預存一負載在所有工作狀態下形成對負載側電網參數的變化規律，並根據所述負載當前工作狀態，將對應的負載側電網參數變化規律及對應的補償啟動時間發送至所述網絡控制器中；其中，所述工作狀態包括切入狀態、切出狀態和正常工作狀態；

所述直流電壓波動抑制器與所述網絡控制器相連，用於獲取並修正所述第一直流電容和所述第二直流電容分別對應的電壓波形；

所述網絡控制器還同時與所述dvr變流器、第一apf變流器及第二apf變流器相連，用於當檢測到所述電網側的當前電壓小於預設的閾值時，確定所述電網側的電壓跌落，啟動所述dvr變流器進行電壓補償，並控制所述第一apf變流器維持所述第一直流電容的電壓恆定，以及控制所述第二apf變流器進行諧波處理和無功補償；或當檢測到所述電網側的當前電壓大於預設的閾值時，確定所述電網側的電壓無跌落，切斷所述dvr變流器電壓補償，並控制所述第一apf變流器進行諧波處理和無功補償，以及控制所述第二apf變流器給所述第二直流電容充電；以及根據所述每一負載補償器發送的負載側電網參數變化規律預設有對應的補償算法；

還包括有現場振動告警單元，該現場振動告警單元包括振動信號探測器、rc濾波器、告警主控制器，振動信號探測器檢測到現場振動信號並通過rc濾波器、a/d信號採樣模塊輸入到告警主控制器，所述的告警主控制器連接有用於現場告警的聲光報警器，告警主控制器上還連接有射頻收發器i，

還包括有485網關節點，該485網關節點包括有射頻收發器ii、串口數據通訊模塊、485驅動電路、485接口，所述的射頻收發器i和射頻收發器ii之間無線射頻連接，實現振動信號探測器的振動信號與485網關節點之間的信號的無線通信。

其中，所述每一負載補償器均由arm晶片、存儲器flash、顯示屏幕、通信接口及其外圍電路形成。

其中，所述直流電壓波動抑制器包括電壓波形篩選單元和電壓波形修訂單元；其中，

所述電壓波形篩選單元，用於獲取所述第一直流電容和所述第二直流電容分別對應的電壓波形，並將所述獲取到的電壓波形分別模擬調製成對應的正弦波波形，且進一步篩選出所述模擬後的第一直流電容和第二直流電容中正弦波波形的幅值分別不滿足篩選條件的時刻，確定出所述第一直流電容和所述第二直流電容的正弦波波形中分別對應各自篩選時刻直流電壓分量及每一直流電壓分量的脈衝寬度；

所述電壓波形修訂單元，用於獲取所述第一直流電容和所述第二直流電容的正弦波波形中分別對應各自篩選時刻諧波電壓分量的數值，並根據所述第一直流電容的正弦波波形在其對應篩選時刻直流電壓分量的脈衝寬度及諧波電壓分量的數值，以及所述第二直流電容的正弦波波形在其對應篩選時刻直流電壓分量的脈衝寬度及諧波電壓分量的數值，分別修訂所述第一直流電容的電壓波形和所述第二直流電容的電壓波形。

其中，所述電壓波形修訂單元包括諧波採樣模塊、諧波係數修訂模塊和波形修訂模塊；其中，

所述諧波採樣模塊，用於對所述第一直流電容和所述第二直流電容的電壓波形在各自篩選時刻諧波電壓分量進行採樣，確定所述第一直流電容和所述第二直流電容的正弦波波形在各自篩選時刻諧波電壓分量的數值；

所述諧波係數修訂模塊，用於在所述第一直流電容的正弦波波形中，將同一篩選時刻上的諧波電壓分量數值除以直流電壓分量的脈衝寬度值後並累加為所述第一直流電容的諧波係數；以及在所述第二直流電容的正弦波波形中，將同一篩選時刻上的諧波電壓分量數值除以直流電壓分量的脈衝寬度值後並累加為所述第二直流電容的諧波係數；

所述波形修訂模塊，用於通過所述第一直流電容的諧波係數分別乘以所述第一直流電容的電壓波形在其對應篩選時刻的波形幅值來調整所述第一直流電容的電壓波形幅值；以及通過所述第二直流電容的諧波係數分別乘以所述第二直流電容的電壓波形在其對應篩選時刻的波形幅值來調整所述第二直流電容的電壓波形幅值。

其中，所述參數包括負載在當前工作狀態下的電壓電流指令、pi參數、濾波參數和諧波次數。

實施本發明實施例，具有如下有益效果：

1、在本發明實施例中，由於裝置中存在有兩個補償迴路，在電網側電壓跌落時，第一補償迴路中的第一apf變流器用於電壓補償，第二補償迴路中的第二apf變流器用於諧波和無功補償，從而實現既能在第一補償迴路中穩定電壓恆定確保電壓跌落補償效果，又能在第二補償迴路中及時進行諧波和無功補償；

2、在本發明實施例中，由於裝置中採用了與負載一一對應的負載補償器，負載補償器中存儲有負載在所有工作狀態下對負載側電網參數的變化規律，而裝置中的網絡控制器則預先存儲有對應每一負載所有工作狀態下的補償算法，從而使得裝置中的網絡控制器可以根據預先存儲的補償算法，減小從突變到治理的延時，同時可提高補償質量；

3、在本發明實施例中，由於裝置中採用了直流電壓波動抑制器改善第一直流電容和第二直流電容的脈衝寬度，減少諧波電壓帶來的不利影響，從而更有效的降低第一直流電容和第二直流電容的直流電壓波動，獲得了質量更優的正弦波波形。

另外，本發明還具有現場振動告警，防止非法入侵，同時還可以通過無線方式將振動信號無線傳輸給與485接口相連的上位機，實現振動信號數據的記錄和無線遠程告警功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，根據這些附圖獲得其他的附圖仍屬於本發明的範疇。

圖1為現有技術提供的電能質量智能綜合優化裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的電能質量智能綜合優化裝置的結構示意圖；

圖3現場振動無線告警單元的原理框圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。

如圖2所示，為本發明實施例提供的一種具備現場振動無線告警功能的電能質量智能綜合優化裝置，該裝置包括dvr變流器d1、第一apf變流器f1、第二apf變流器f2、第一直流電容c1、第二直流電容c2、變壓器t1、第一電抗器l1、第二電抗器l2、網絡控制器m、負載補償器j和直流電壓波動抑制器k；其中，

dvr變流器d1、第一直流電容c1及第一apf變流器f1相併聯後三者間形成為第一補償迴路11，且第一補償迴路11的一端從dvr變流器d1側通過變壓器t1與電網側相連，另一端從第一apf變流器f1側通過第一電抗器l1與負載側相連，用於在電網側的電壓跌落時，進行電壓補償，維持dvr變流器d1和第一apf變流器f1之間的直流電壓恆定；

dvr變流器d1、第二直流電容c2及第二apf變流器f2相併聯後三者間形成為第二補償迴路12，且第二補償迴路12的一端從dvr變流器d1側通過變壓器t1與電網側相連，另一端從第二apf變流器f2側通過第二電抗器l2與電網側相連，用於在電網側的無電壓跌落時，進行諧波處理和無功補償；

負載補償器j至少有一個且均與網絡控制器m相連，每一負載補償器j均用於預存一負載在所有工作狀態下形成對負載側電網參數的變化規律，並根據負載當前工作狀態，將對應的負載側電網參數變化規律及對應的補償啟動時間發送至網絡控制器m中；其中，所述工作狀態包括切入狀態、切出狀態和正常工作狀態；

直流電壓波動抑制器k與網絡控制器m相連，用於獲取並修正第一直流電容c1和第二直流電容c2分別對應的電壓波形；

網絡控制器m還同時與dvr變流器d1、第一apf變流器f1及第二apf變流器f2相連，用於當檢測到電網側的當前電壓小於預設的閾值時，確定電網側的電壓跌落，啟動dvr變流器d1進行電壓補償，並控制第一apf變流器f1維持第一直流電容c1的電壓恆定，以及控制第二apf變流器f2進行諧波處理和無功補償；或當檢測到電網側的當前電壓大於預設的閾值時，確定電網側的電壓無跌落，切斷dvr變流器d1電壓補償，並控制第一apf變流器f1進行諧波處理和無功補償，以及控制第二apf變流器f2給第二直流電容c2充電；以及根據每一負載補償器發送的負載側電網參數變化規律預設有對應的補償算法。

在本發明實施例中，dvr變流器d1由igbt(insulatedgatebipolartransisto，絕緣柵雙極型電晶體)模組、驅動電路及保護電路組成，其功能為檢測電網電壓的畸變和基波偏差，作為電壓指令，對dvr變流器d1進行控制，使得dvr變流器d1通過變壓器t1輸出一個與電網電壓畸變和基波偏差相抵消的補償電壓，從而保證負載電壓是一個額定的正弦電壓；

第一apf變流器f1同樣由igbt模組、驅動電路及保護電路組成，其功能包括：1、檢測負載的無功和諧波電流，作為電流指令，對該變流器f1進行控制，使得該變流器f1輸出與負載無功和諧波電流大小相等的無功和諧波，從而實現對負載無功和諧波電流的補償，使得電網輸入電流為正弦波電流，功率因數為1；2、當電網電壓出現波動，系統工作在dvr狀態時，該變流器f1停止無功補償功能，只負責有功輸入，為dvr穩定第一直流電容c1的直流電壓，不再參與電網的諧波和無功治理；

第二apf變流器f2同樣由igbt模組，驅動電路及保護電路組成，其功能包括：1、檢測負載在切入、實時工作、切出條件下通過區域網發送的狀態信息，在網絡控制器m中查找對應負載的切入、實時工作、切出的固化apf程序，根據固化程序作為電流指令，對該變流器f2進行控制，使得該變流器f2輸出與負載無功和諧波電流大小相等的無功和諧波，從而實現對負載無功和諧波電流的補償，使得電網輸入電流為正弦波電流，功率因數為1；2、當電網電壓出現波動需要進行dvr補償時，則該變流器f2進行無功和諧波補償。

網絡控制器m作為裝置的控制核心，基於總線結構的dsp+fpga架構，用於完成電網電壓採集，控制策略調試，補償算法實現，電壓電流指令輸出及其他系統功能。除包含上述基本功能外，網絡控制器m還控制負載補償器r進行特定負載的錄波，並將錄波數據存儲於負載補償器r中，負載補償器r安裝在用戶的特定負載側與網絡控制器m通信，從而基於區域網的upqc就可以根據用戶的用電習慣、實時用電策略，調整控制器輸出，對用戶進行用電質量補償。

應當說明的是，網絡控制器m還要存儲用戶用電設備信息，與用戶用電設備進行tcp/ip通信，通信內容包括命令傳輸包和參數傳輸包；其中，命令傳輸包內容包括設備id號，設備動作指令(切入或切出或正在運行中)，動作預期時間，時間校準，數據校驗等，因此網絡控制器m中預設的補償算法可根據用戶用電設備信息，為任一負載設置有負載在任一工作狀態下對應的補償算法，從而使得裝置中的網絡控制器m可以根據預先存儲的補償算法，減小從突變到治理的延時，同時可提高補償質量。

作為一個例子，負載每次切入、切出及正常使用狀態下，都需設置upqc工作於錄波狀態，則upqc檢測負載動作對負載側電網造成的電能質量波動影響，並將數據錄入負載補償器j，前後存取時間可由用戶設置，可以並不限於錄製電壓跌落的前後1.5秒時間，切入、切出的後2秒時間，正常工作狀態的2～5秒時間，作為負載設備的跌落、諧波、切入切出影響的參考。負載補償器記錄負載設備參數後，與負載設備的切入、切出或正常使用狀態關聯，當負載側準備啟動、停止設備時，首先通過區域網口與upqc通信，將裝置錄波參數通過tcp/ip傳送給網絡控制器，網絡控制器裝載算法，等待設備啟動。當檢測到設備啟動後，根據預先計算的電壓電流指令對負載產生的諧波無功進行補償，可大大減小低通濾波帶來的時間延遲，同時減小pi參數調節延時，顯著提高電能質量智能綜合優化裝置的軟體、硬體延時，加快針對特定負載的電能質量治理反應速度。其中，負載補償器j的參數包括負載在當前工作狀態下的電壓電流指令、pi參數、濾波參數和諧波次數。

為了克服第一直流電容c1和第二直流電容c2的直流電壓波動，降低諧波帶來的衝擊，因此直流電壓波動抑制器k包括電壓波形篩選單元和電壓波形修訂單元；其中，

電壓波形篩選單元，用於獲取第一直流電容和第二直流電容分別對應的電壓波形，並將獲取到的電壓波形分別模擬調製成對應的正弦波波形，且進一步篩選出模擬後的第一直流電容和第二直流電容中正弦波波形的幅值分別不滿足篩選條件的時刻，確定出第一直流電容和第二直流電容的正弦波波形中分別對應各自篩選時刻直流電壓分量及每一直流電壓分量的脈衝寬度；

電壓波形修訂單元，用於獲取第一直流電容和第二直流電容的正弦波波形中分別對應各自篩選時刻諧波電壓分量的數值，並根據第一直流電容的正弦波波形在其對應篩選時刻直流電壓分量的脈衝寬度及諧波電壓分量的數值，以及第二直流電容的正弦波波形在其對應篩選時刻直流電壓分量的脈衝寬度及諧波電壓分量的數值，分別修訂第一直流電容的電壓波形和第二直流電容的電壓波形。

其中，電壓波形修訂單元包括諧波採樣模塊、諧波係數修訂模塊和波形修訂模塊；其中，

諧波採樣模塊，用於對第一直流電容和第二直流電容的電壓波形在各自篩選時刻諧波電壓分量進行採樣，確定第一直流電容和第二直流電容的正弦波波形在各自篩選時刻諧波電壓分量的數值；

諧波係數修訂模塊，用於在第一直流電容的正弦波波形中，將同一篩選時刻上的諧波電壓分量數值除以直流電壓分量的脈衝寬度值後並累加為第一直流電容的諧波係數；以及在第二直流電容的正弦波波形中，將同一篩選時刻上的諧波電壓分量數值除以直流電壓分量的脈衝寬度值後並累加為第二直流電容的諧波係數；

波形修訂模塊，用於通過第一直流電容的諧波係數分別乘以第一直流電容的電壓波形在其對應篩選時刻的波形幅值來調整第一直流電容的電壓波形幅值；以及通過第二直流電容的諧波係數分別乘以第二直流電容的電壓波形在其對應篩選時刻的波形幅值來調整第二直流電容的電壓波形幅值。

在本發明實施例中，第一直流電容c1和第二直流電容c2的電壓波形所含的電壓分量相同。因此，以第一直流電容c1的電壓波形v(t)為例來說明直流電壓波動的抑制，該電壓波形v(t)可分解成直流電壓分量、諧波電壓分量和總畸變分量，具體展開如下公式(1)：

其中，v(t)為第一直流電容c1的電壓波形，v0為第一直流電容c1的直流電壓分量，即電壓目標值，可為一固定值；為第一直流電容c1的諧波電壓分量；n為諧波序列；p為檢測最高階諧波次數；為諧波初相位；vψ為第一直流電容c1的波動影響較低的總畸變分量；

由於第一直流電容c1的直流側電壓每一個諧波分量都會對脈衝的高度產生影響，有影響較大的諧波分量，也有不同諧波分量的影響相互抵消的情形和相互加強的情形，因此為了確定諧波電壓對第一直流電容c1的電壓波形的影響，需要先通過電壓波形模擬出被調製後的正弦波波形，並與正常的正弦波進行比較，從而找到諧波電壓引起的畸變時刻，並進一步消除。鑑於畸變時刻模擬出被調製後的正弦波波形的脈衝高度(即幅值)已經被影響，因此可以調整畸變時刻直流電壓分量的脈衝寬度，以確保脈衝的面積一致，從而修正正弦波在畸變時刻的輸出波形。

可通過篩選模擬的輸出正弦波波形的脈衝高度(即幅值)來確定畸變時刻，即篩選出模擬後的正弦波波形中幅值不滿足篩選條件的時刻(如n個)，同時為了調整畸變時刻直流電壓分量的脈衝寬度，達到修正輸出正弦波的目的，因此需要確定電壓波形中直流電壓分量篩選時刻(n個)分別對應的脈衝寬度，以便進行波形一一修復。

根據周期信號的頻譜特性，諧波次數越高，諧波分量越小，諧波電壓分量進行有限次數採樣。

以一個篩選時刻為例(即畸變時刻)k,k＝1,2...m，其中，m為脈衝周期總時間；假如採樣數m＝10，則採樣10次諧波作為一組對象，為每一個諧波加一個係數，以表示對調製脈衝寬度的影響。根據公式(2)，得到該時刻k上每一採樣數對應的諧波係數βik：

其中，i為10，因此可推導出在本實施例中檢測最高階諧波次數p≥10；

並根據計算出的每一採樣數對應的諧波係數βik，把所有10個係數累積起來，得出第一直流電容c1在時刻k上諧波係數βk，即再進一步將第一直流電容c1在時刻1-m上分別計算出的諧波係數進行累加，得到第一直流電容c1的諧波係數β，即

設定第一直流電容c1時刻k的電壓波形幅值ton(k),將諧波係數β與k時刻的電壓波形幅值ton(k)相乘，修訂k時刻電壓波形幅值ton(k)為相對應的乘積依次類推，將所有的篩選時刻的電壓波形幅值均修訂為相對應的乘積(即諧波係數補償後的脈衝寬度)，待所有的篩選時刻都補償完成後，將電壓波形調製成正弦波輸出，從而能夠克服現有技術的局限性，更有效的降低直流電壓波動，獲得了質量更優的正弦波波形。

同理，第二直流電容c2的直流電壓抑制，與第一直流電容c1的直流電壓抑制相同，在此不再贅述。

在本發明實施例中，每一負載補償器j均由arm晶片、存儲器flash、顯示屏幕、通信接口及其外圍電路形成。其中，通信接口包括lan口、usb/sd卡口、i/o口、rs232接口等，該lan口負責與網絡控制器m進行通信，通信內容包括建立連接，錄波時存儲錄波數據，工作時上傳負載信息；rs232接口用於與pc通信調試；usb/sd用於外部介質下載數據；i/o口用於接收負載控制信號；arm晶片負責整個負載補償器j的處理器功能；flash用於存儲負載補償器j的id數據及對應負載相關參數；顯示屏幕由數碼管形成，用於顯示當前負載補償器j的工作狀態(待機，數據下載，數據上傳)。

在本發明實施例中，電能質量智能綜合優化裝置有如下幾種工作狀態：

(1)啟動狀態：upqc上電，upqc完成網絡控制器自檢，i/o口狀態初始化，系統參數初始化，直流電容電壓穩定，lan通信測試及負載補償器掃描等工作；

(2)第一apf變流器補償狀態：當upqc自檢通過，且未檢測到設定的電壓跌落範圍時(以單相電壓檢測為例)，裝置工作在第一apf變流器補償狀態。在此狀態下，upqc負責進行對負載的無功補償、諧波抑制及第一直流電容的電壓穩定三個部分工作；

(3)第二apf變流器補償狀態：工作模塊包括dvr變流器、第二apf變流器、網絡控制器、第二電抗器及igbt功率器件。在此狀態下，upqc只根據用戶的負載特性，利用固化在網絡控制器中的控制策略(即補充算法)進行無功和諧波的治理，包括針對負載啟動的補償固化策略執行，負載切出的補償固化程序以及特定負載工作過程中的補償固化程序。當電網側發生電壓跌落時，第二apf變流器功能轉為被動無功治理和諧波治理，輸出電流為無功輸出電流和諧波治理電流的失量和。此時，第一apf變流器在網絡控制器的控制下只負責吸收電網有功功率，將第一直流存儲電容的電壓穩定至但不限於800v，為dvr功能提供持續不斷的有功支撐；

(4)被動補償狀態：工作模塊包括dvr變流器、第一apf變流器、網絡控制器及igbt功率器件。在此狀態下，upqc利用dvr變流器和第一apf變流器進行被動補償，即只通過檢測到的電網參數進行被動補償，不考慮負載側負載特性；此時第二apf變流器利用igbt反向二極體進行布控整流，將第二直流村能電容充電至但不限於500v，為系統增加無功補償能力；

(5)upqc主動被動混合狀態：工作模塊包括dvr變流器、第一apf變流器、第二apf變流器、網絡控制器、第一電抗器、第二電抗器及igbt功率器件。在此狀態下，upqc即執行被動狀態，同時兼顧系統的固化補償功能，即被動補償的過程中如果收到主動補償調節指令(如負載有切入、切出等動作時，負載補償器通過區域網發送信號給網絡控制器)，則會在被動補償狀態下切換到主動補償狀態，基於錄波數據進行有針對的無功和諧波補償；

(6)跌落狀態下的第二apf變流器補償狀態：當電網側出現電壓跌落時，apf功能由第二apf變流器完成，此時第一apf變流器只負責為第一直流存儲電容提供有功輸入，維持該電容的直流電壓穩定，第二apf變流器進入無功和諧波補償狀態，優點在於可以將電壓補償dvr功能工作時產生的無功有效屏蔽，使電力系統與dvr有效隔離；

(7)錄波及補償狀態：工作模塊包括dvr變流器、第一apf變流器、第二apf變流器、網絡控制器、第一電抗器、第二電抗器、igbt功率器件及多個負載補償器。在此狀態下，upqc的補償功能工作在被動補償狀態下，網絡控制器利用第二apf變流器對特定負載進行錄波。錄波內容包括負載切入、切出及負載正常工作狀態等條件下的負載側電網參數變化規律。負載補償器在完成錄波數據載入後，安裝在負載側，當負載設備發生切入、切出動作時，負載補償器通過區域網口向upqc發送控制命令，upqc接收到負載補償器發送的命令後，會在通信數據內容中的設定時間內啟動基於錄波數據的控制策略，即啟動區域網口傳過來的錄波數據，並在upqc內執行，以補償特定負載產生的無功和諧波。

(8)直流電壓抑制狀態：工作模塊包括直流電壓抑制器。在此狀態下，upqc只根據第一直流電容c1和第二直流電容c2分別對應的電壓波形，降低第一直流電容c1和第二直流電容c2分別對應電壓波形的諧波衝擊，從而，獲得了質量更優的正弦波波形。

如圖3所示，本發明還具有現場振動告警單元，包括振動信號探測器、rc濾波器、告警主控制器，振動信號探測器檢測到現場振動信號並通過rc濾波器、a/d信號採樣模塊輸入到告警主控制器，所述的告警主控制器連接有用於現場告警的聲光報警器，告警主控制器上還連接有射頻收發器i，還包括有485網關節點，該485網關節點包括有射頻收發器ii、串口數據通訊模塊、485驅動電路、485接口，所述的射頻收發器i和射頻收發器ii之間無線射頻連接，實現振動信號探測器的振動信號與485網關節點之間的信號的無線通信。

另外，所述的主控制器上還連接有lcd顯示屏、鍵盤接口和存儲單元。本實施例所述的告警主控制器採用nxp公司的arm7tdmi-s微控制器lpc2368。

實施本發明實施例，具有如下有益效果：

1、在本發明實施例中，由於裝置中存在有兩個補償迴路，在電網側電壓跌落時，第一補償迴路中的第一apf變流器用於電壓補償，第二補償迴路中的第二apf變流器用於諧波和無功補償，從而實現既能在第一補償迴路中穩定電壓恆定確保電壓跌落補償效果，又能在第二補償迴路中及時進行諧波和無功補償；

2、在本發明實施例中，由於裝置中採用了與負載一一對應的負載補償器，負載補償器中存儲有負載在所有工作狀態下對負載側電網參數的變化規律，而裝置中的網絡控制器則預先存儲有對應每一負載所有工作狀態下的補償算法，從而使得裝置中的網絡控制器可以根據預先存儲的補償算法，減小從突變到治理的延時，同時可提高補償質量；

3、在本發明實施例中，由於裝置中採用了直流電壓波動抑制器改善第一直流電容和第二直流電容的脈衝寬度，減少諧波電壓帶來的不利影響，從而更有效的降低第一直流電容和第二直流電容的直流電壓波動，獲得了質量更優的正弦波波形。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，所述的存儲介質，如rom/ram、磁碟、光碟等。

以上所揭露的僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。