电能质量智能综合优化装置的制作方法

技术特征：

1.一种电能质量智能综合优化装置，其特征在于，所述装置包括DVR变流器、第一APF变流器、第二APF变流器、第一直流电容、第二直流电容、变压器、第一电抗器、第二电抗器、网络控制器、负载补偿器和直流电压波动抑制器；其中，

所述DVR变流器、第一直流电容及第一APF变流器三者并联形成第一补偿回路，且所述第一补偿回路的一端从所述DVR变流器侧通过所述变压器与电网侧相连，另一端从所述第一APF变流器侧通过所述第一电抗器与负载侧相连，用于在所述电网侧的电压跌落时，进行电压补偿，维持所述DVR变流器和所述第一APF变流器之间的直流电压恒定；

所述DVR变流器、第二直流电容及第二APF变流器三者并联形成第二补偿回路，且所述第二补偿回路的一端从所述DVR变流器侧通过所述变压器与所述电网侧相连，另一端从所述第二APF变流器侧通过所述第二电抗器与所述电网侧相连，用于在所述电网侧的无电压跌落时，进行谐波处理和无功补偿；

所述负载补偿器至少有一个且均与所述网络控制器相连，每一负载补偿器均用于预存一负载在所有工作状态下形成对负载侧电网参数的变化规律，并根据所述负载当前工作状态，将对应的负载侧电网参数变化规律及对应的补偿启动时间发送至所述网络控制器中；其中，所述工作状态包括切入状态、切出状态和正常工作状态；

所述直流电压波动抑制器与所述网络控制器相连，用于获取并修正所述第一直流电容和所述第二直流电容分别对应的电压波形；

所述网络控制器还同时与所述DVR变流器、第一APF变流器及第二APF变流器相连，用于当检测到所述电网侧的当前电压小于预设的阈值时，确定所述电网侧的电压跌落，启动所述DVR变流器进行电压补偿，并控制所述第一APF变流器维持所述第一直流电容的电压恒定，以及控制所述第二APF变流器进行谐波处理和无功补偿；或当检测到所述电网侧的当前电压大于预设的阈值时，确定所述电网侧的电压无跌落，切断所述DVR变流器电压补偿，并控制所述第一APF变流器进行谐波处理和无功补偿，以及控制所述第二APF变流器给所述第二直流电容充电；以及根据所述每一负载补偿器发送的负载侧电网参数变化规律预设有对应的补偿算法。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述每一负载补偿器均由ARM芯片、存储器FLASH、显示屏幕、通信接口及其外围电路形成。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电压波动抑制器包括电压波形筛选单元和电压波形修订单元；其中，

所述电压波形筛选单元，用于获取所述第一直流电容和所述第二直流电容分别对应的电压波形，并将所述获取到的电压波形分别模拟调制成对应的正弦波波形，且进一步筛选出所述模拟后的第一直流电容和第二直流电容中正弦波波形的幅值分别不满足筛选条件的时刻，确定出所述第一直流电容和所述第二直流电容的正弦波波形中分别对应各自筛选时刻直流电压分量及每一直流电压分量的脉冲宽度；

所述电压波形修订单元，用于获取所述第一直流电容和所述第二直流电容的正弦波波形中分别对应各自筛选时刻谐波电压分量的数值，并根据所述第一直流电容的正弦波波形在其对应筛选时刻直流电压分量的脉冲宽度及谐波电压分量的数值，以及所述第二直流电容的正弦波波形在其对应筛选时刻直流电压分量的脉冲宽度及谐波电压分量的数值，分别修订所述第一直流电容的电压波形和所述第二直流电容的电压波形。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压波形修订单元包括谐波采样模块、谐波系数修订模块和波形修订模块；其中，

所述谐波采样模块，用于对所述第一直流电容和所述第二直流电容的电压波形在各自筛选时刻谐波电压分量进行采样，确定所述第一直流电容和所述第二直流电容的正弦波波形在各自筛选时刻谐波电压分量的数值；

所述谐波系数修订模块，用于在所述第一直流电容的正弦波波形中，将同一筛选时刻上的谐波电压分量数值除以直流电压分量的脉冲宽度值后并累加为所述第一直流电容的谐波系数；以及在所述第二直流电容的正弦波波形中，将同一筛选时刻上的谐波电压分量数值除以直流电压分量的脉冲宽度值后并累加为所述第二直流电容的谐波系数；

所述波形修订模块，用于通过所述第一直流电容的谐波系数分别乘以所述第一直流电容的电压波形在其对应筛选时刻的波形幅值来调整所述第一直流电容的电压波形幅值；以及通过所述第二直流电容的谐波系数分别乘以所述第二直流电容的电压波形在其对应筛选时刻的波形幅值来调整所述第二直流电容的电压波形幅值。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：第一直流电容(C1)和第二直流电容(C2)的电压波形所含的电压分量相同，以第一直流电容(C1)的电压波形V(t)来说明直流电压波动的抑制，该电压波形V(t)可分解成直流电压分量、谐波电压分量和总畸变分量，具体展开如下公式(1)：

其中，V(t)为第一直流电容(C1)的电压波形，V₀为第一直流电容(C1)的直流电压分量，即电压目标值，可为一固定值；为第一直流电容(C1)的谐波电压分量；n为谐波序列；p为检测最高阶谐波次数；为谐波初相位；V_ψ为第一直流电容C1的波动影响较低的总畸变分量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：设定筛选时刻k,k＝1,2...m，其中，m为脉冲周期总时间；假如采样数M＝10，则采样10次谐波作为一组对象，为每一个谐波加一个系数，以表示对调制脉冲宽度的影响，根据公式(2)，得到该时刻k上每一采样数对应的谐波系数β_ik：

其中，i为10，因此可推导出检测最高阶谐波次数p≥10；

并根据计算出的每一采样数对应的谐波系数βik，把所有10个系数累积起来，得出第一直流电容C1在时刻k上谐波系数β_k，即再进一步将第一直流电容C1在时刻1-m上分别计算出的谐波系数进行累加，得到第一直流电容C1的谐波系数β，即

设定第一直流电容C1时刻k的电压波形幅值T_on(k),将谐波系数β与k时刻的电压波形幅值T_on(k)相乘，修订k时刻电压波形幅值T_on(k)为相对应的乘积依次类推，将所有的畸变时刻的电压波形幅值均修订为相对应的乘积，待所有的畸变时刻都补偿完成后，将电压波形调制成正弦波输出。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参数包括负载在当前工作状态下的电压电流指令、PI参数、滤波参数和谐波次数。