En el camp de la gestió de la qualitat de l'energia, el disseny estructural i la disposició funcional dels productes afecten directament el seu rendiment i l'adaptabilitat de l'aplicació. Un dispositiu complet de gestió de la qualitat de l'energia consisteix normalment en una unitat de detecció, un nucli de control, una unitat d'execució de potència, mòduls de protecció i comunicació i sistemes auxiliars. Aquests mòduls treballen conjuntament per aconseguir una detecció ràpida, una anàlisi precisa i una compensació dinàmica de les pertorbacions de la xarxa.
La unitat de detecció és el "nervi sensorial" del producte, compost per sensors de tensió d'alta{0}}precisió, transformadors de corrent i circuits de condicionament del senyal. La seva tasca és mostrejar la-tensió i corrent trifàsica de la xarxa en temps real, adquirint paràmetres clau com ara l'amplitud, la fase i l'espectre harmònic, i assegurant dades d'alta-fidelitat amb característiques de baix soroll i amplada de banda àmplia. La precisió i la velocitat de resposta d'aquesta unitat determinen la qualitat d'entrada dels algorismes de control posteriors, proporcionant una garantia fonamental per a l'efecte de gestió.
El nucli de control és el "cervell" del dispositiu, que sovint empra un-processador de senyal digital (DSP) d'alt rendiment o una matriu de porta programable (FPGA) de camp-, juntament amb un sistema operatiu en temps real-incrustat. S'encarrega d'executar algorismes com ara la detecció d'harmònics, el càlcul de la potència reactiva i la identificació de sag, i generar ordres de modulació segons estratègies preestablertes. El nucli de control avançat també posseeix capacitats de processament en paral·lel multi-tasca, que permeten càlculs en-bucle tancat des de l'adquisició de dades fins a la sortida de comandaments en microsegons, proporcionant suport computacional per a una compensació ràpida.
La unitat d'execució d'energia realitza tasques de conversió d'energia i compensació de sortida. Depenent del tipus de producte, pot consistir en inversors, convertidors o braços generadors estàtics var compostos per dispositius electrònics de potència totalment controlada (com ara IGBT i MOSFET SiC). Aquesta part de l'estructura ha d'equilibrar una alta eficiència, baixa pèrdua de calor i alta fiabilitat, sovint utilitzant una topologia paral·lela modular, que facilita l'expansió de la capacitat i manté el funcionament general en cas de fallada d'un sol mòdul.
El mòdul de protecció i comunicació garanteix que el dispositiu surti de manera segura i reporti informació en condicions de funcionament anormals, inclosa la protecció contra sobretensió/sobreintensitat, la vigilància de la temperatura i els circuits d'aturada redundants. La interfície de comunicació admet protocols com Ethernet, Modbus i IEC 61850, aconseguint una interconnexió perfecta amb sistemes de monitorització de-nivell superior. El sistema auxiliar inclou dispositius de refrigeració, gestió d'energia, estructures mecàniques i tancaments de protecció, que garanteixen un funcionament estable a llarg termini-de l'equip en entorns complexos.
En general, l'estructura dels productes de qualitat d'energia està evolucionant cap a la compacitat, la modularitat i la intel·ligència. L'acoblament profund de programari i maquinari millora la velocitat de resposta i la precisió de govern, proporcionant una plataforma de maquinari que és alhora fiable i econòmica per a diferents escenaris d'aplicació.
