電壓（U）與電流（I）：通過霍爾電壓傳感器（誤差≤0.2%）和羅氏線圈電流傳感器（帶寬 DC~1MHz）采集三相瞬時(shí)值，計(jì)算基波有功功率（P）、無功功率（Q）、功率因數(shù)（cosφ）及諧波含量（THD）。

關(guān)鍵公式：Q = U?I?sinφ（基波無功），其中 φ 為電壓與電流的相位差，sinφ 的符號(hào)決定無功性質(zhì)（感性為正，容性為負(fù)）。

電壓變化率（du/dt）與電流變化率（di/dt）：通過微分算法從 U、I 瞬時(shí)值中提?。ú蓸宇l率≥10kHz），預(yù)判電壓波動(dòng)趨勢(shì)（如 du/dt＞50V/ms 時(shí)，預(yù)示電壓將快速上升）。

硬件濾波：傳感器輸出端串聯(lián) RC 低通濾波器（截止頻率 10kHz），濾除高頻噪聲（如開關(guān)器件產(chǎn)生的 20kHz 以上諧波）；采用屏蔽雙絞線傳輸信號(hào)，降低電磁耦合干擾（EMC 等級(jí)≥IEC 61000-4-3 Level 3）。

數(shù)據(jù)校驗(yàn)：通過 “雙 AD 冗余采樣”（兩個(gè)獨(dú)立 AD 芯片同步采集同一信號(hào)），當(dāng)兩組數(shù)據(jù)偏差＞0.5% 時(shí)觸發(fā)異常告警，避免錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)入決策環(huán)節(jié)。

當(dāng)線路為感性（X＞＞R，如高壓輸電線路），K ≈ X/S_B（S_B 為系統(tǒng)基準(zhǔn)容量），即每補(bǔ)償 1Mvar 無功，電壓變化約為 X/S_B × 100% U_N。

裝置通過實(shí)時(shí)計(jì)算 K 值（每 1ms 更新一次），將電壓偏差 ΔU 直接轉(zhuǎn)換為需補(bǔ)償?shù)臒o功量 ΔQ_target = ΔU / K。

比例 - 積分（PI）控制：基礎(chǔ)調(diào)節(jié)算法，根據(jù) ΔQ = K_p×ΔU + K_i∫ΔUdt（K_p 為比例系數(shù)，K_i 為積分系數(shù)）計(jì)算輸出，確保穩(wěn)態(tài)誤差≤±2%。

前饋補(bǔ)償：針對(duì)可預(yù)測(cè)的無功波動(dòng)（如風(fēng)機(jī)因風(fēng)速變化產(chǎn)生的周期性無功變化），通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練的LSTM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)判 100ms 后的無功需求，提前輸出補(bǔ)償量（ΔQ_feedforward），與 PI 輸出疊加（ΔQ_total = ΔQ_PI + ΔQ_feedforward），使調(diào)節(jié)滯后從 50ms 降至 20ms 以內(nèi)。

限幅保護(hù)：當(dāng)計(jì)算出的 ΔQ_total 超出裝置額定容量（±100% Q_N）時(shí)，自動(dòng)限幅至 ±95% Q_N，避免過負(fù)荷損壞功率模塊。

輸出容性無功：控制 IGBT 開關(guān)狀態(tài)，使 SVG 輸出電流超前電壓 90°，等效為 “電容” 向電網(wǎng)注入容性無功。

輸出感性無功：使輸出電流滯后電壓 90°，等效為 “電感” 從電網(wǎng)吸收感性無功。

無功調(diào)節(jié)的本質(zhì)是通過PWM（脈沖寬度調(diào)制） 改變輸出電流的相位與幅值，調(diào)制頻率≥10kHz，確保電流波形畸變率 THD≤3%。

載波同步：以電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)為基準(zhǔn)（通過鎖相環(huán) PLL 同步，相位誤差≤0.5°），確保 PWM 脈沖與電網(wǎng)頻率（50Hz±0.5Hz）嚴(yán)格同步，避免產(chǎn)生額外諧波。

死區(qū)補(bǔ)償：IGBT 上下橋臂切換時(shí)設(shè)置 2μs 死區(qū)（防止直通短路），通過算法預(yù)判死區(qū)導(dǎo)致的電流偏差，提前調(diào)整 PWM 占空比（補(bǔ)償量 ΔD = 2μs×f_carrier，f_carrier 為載波頻率），確保實(shí)際輸出電流與指令偏差≤1%。

故障快速關(guān)斷：當(dāng)檢測(cè)到過流（＞1.5 倍額定電流）或 IGBT 結(jié)溫過高（＞150℃）時(shí)，通過硬件保護(hù)電路（響應(yīng)時(shí)間≤1μs）直接封鎖 PWM 脈沖，同時(shí)觸發(fā)軟關(guān)斷（逐步降低無功輸出至 0，避免電壓沖擊）。

感知層解決 “狀態(tài)精準(zhǔn)測(cè)”，依賴高頻抗干擾采集；

決策層解決 “補(bǔ)償多少量”，依賴動(dòng)態(tài)算法與預(yù)判模型；

執(zhí)行層解決 “如何精準(zhǔn)送”，依賴 PWM 調(diào)制與快速保護(hù)。