用于控制配电网的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例一般涉及配电网，以及更具体来说涉及用于控制配电网中的组件 (包括可变或波动发电机，例如光伏（PV)发电机或风力涡轮发电机）的操作的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 输电网和配电网通常包括集中发电厂、输电线、配电线、变压器以及促进电力传输 和输送的其他装置。在中央发电厂中生成电力之后，通常对通过高压输电线的延伸距离将 电力传送到二次输电/配电变电站。从变电站，电力则通过配电网传送给最终消费者。
[0003] -些已知配电网还包括可容易受到自然行为所引起的波动的分布式发电机，例如 光伏（PV)发电机或风力涡轮机。PV发电机例如将太阳能辐射转换为直流电力，并且将那个 电力贡献到配电网供本地使用。但是，来自PV发电机的输出随云量而波动。在阴天，PV发 电机向配电网贡献较少电力，而在晴天，PV发电机可向网络贡献大量电力。此外，当云通过 附近时，PV发电机输出可在一天中多次达到尖峰和低谷，从而呈现对网络所贡献的总功率 输出的大变化以及低与高输出之间的较快波动。
[0004] 为了控制配电网的某些方面（例如将电压保持在标称电压限制之内），配电网有 时包括附加控制装置、例如电容器组和电压调节器。这些装置运行控制动作，例如在操作与 非操作状态之间进行切换或者在改变配电网中的一个或多个属性（例如电压）的步骤中进 行切换。这些变化可帮助例如缓解超出标称电压限制的电压偏移。在没有波动发电机、例 如PV的一些已知系统中，控制器能够充分管理给定极限中的电压，因为因网络条件的变化 引起的偏移一般是更为可预测或者更少动态的。但是，配电网上的波动发电机、例如PV的 存在可导致过度切换操作，因为控制装置追踪下游网络上的净负载可变性。附加控制装置 的过度切换导致装置的降低使用期限和增加的维护成本。
【发明内容】
[0005] 在第一方面，提供一种电力系统。该电力系统包括配电网。该电力系统还包括控 制装置，其配置成调节所述电力系统的至少一个属性。该电力系统还包括耦合到控制装置 的处理器。处理器配置成在第一时间识别所述配电网上的越界条件。越界条件与至少一个 属性关联。处理器还配置成在预定延迟时间经过之后在比第一时间迟的第二时间确定至少 一个属性的趋势。该趋势指示远离预定范围和预定值的至少一个的方向。处理器还配置成 至少部分基于该趋势向所述控制装置传送控制动作。
[0006] 在另一个方面，提供一种用于电力系统的计算装置。该电力系统包括配电网。配 电系统包括控制装置。计算装置包括处理器，其编程为在第一时间识别配电系统上的越界 条件。越界条件与至少一个属性关联。处理器还编程为在预定延迟时间经过之后在比第一 时间迟的第二时间确定至少一个属性的趋势。该趋势指示远离预定范围和预定值的至少一 个的方向。处理器还编程为至少部分基于该趋势向控制装置传送控制动作。
[0007] 在又一方面，提供一种用于对包括配电系统的电力系统执行控制动作的基于计算 机的方法。配电系统包括控制装置。该方法使用计算装置，其包括耦合到存储器的处理器。 该方法包括在存储器中在第一时间识别电力系统上的越界条件。越界条件与电力系统的至 少一个属性关联。该方法还包括由处理器在预定延迟时间经过之后在比第一时间迟的第二 时间计算至少一个属性的趋势。该趋势指示远离预定范围和预定值的至少一个的方向。该 方法还包括至少部分基于该趋势向控制装置传送控制动作。
[0008] 技术方案1:一种电力系统，包括： 配电网； 控制装置，配置成调节所述电力系统的至少一个属性；以及 处理器，耦合到所述控制装置，所述处理器配置成： 在第一时间识别所述配电网上的越界条件，所述越界条件与所述至少一个属性关联； 在预定延迟时间经过之后，在比所述第一时间迟的第二时间确定所述至少一个属性的 趋势，所述趋势指示偏离预定范围和预定值的至少一个的方向；以及 至少部分基于所述趋势向所述控制装置传送控制动作。
[0009] 技术方案2:如技术方案1所述的电力系统，其中，所述控制装置是电压调节器，并 且所述至少一个属性包括电压，其中所述处理器还配置成识别包括高阈值和低阈值的一个 或多个的电压的所述预定范围。
[0010] 技术方案3 :如技术方案1所述的电力系统，其中，所述控制装置是电压调节器，其 中所述处理器还配置成向所述电压调节器传送抽头变换命令。
[0011] 技术方案4:如技术方案1所述的电力系统，其中，所述至少一个属性是电压，其中 所述处理器还配置成： 从所述电力系统的多个电压测量来计算归一化电压值；以及 将所述归一化电压值与所述预定范围和所述预定值的一个或多个进行比较。
[0012] 技术方案5 :如技术方案1所述的电力系统，其中，所述处理器还配置成基于所述 至少一个属性的测量值来计算表示所述至少一个属性的轨迹的趋势值。
[0013] 技术方案6:如技术方案1所述的电力系统，其中，所述处理器还配置成使用所述 配电网的网络模型来确定所述趋势。
[0014] 技术方案7:如技术方案1所述的电力系统，其中，所述处理器还配置成至少部分 基于所述至少一个属性的测量值来计算所述延迟时间。
[0015] 技术方案8:-种用于包括配电网的电力系统的计算装置，所述配电网包括控制 装置，所述计算装置包括编程为执行下列步骤的处理器： 在第一时间识别所述配电系统上的越界条件，所述越界条件与所述至少一个属性关 联； 在预定延迟时间经过之后，在比所述第一时间迟的第二时间确定所述至少一个属性的 趋势，所述趋势指示偏离预定范围和预定值的至少一个的方向；以及 至少部分基于所述趋势向所述控制装置传送控制动作。
[0016] 技术方案9:如技术方案8所述的计算装置，其中，所述控制装置是电压调节器，其 中所述至少一个属性是电压，所述处理器还编程为识别包括高阈值和低阈值的一个或多个 的电压的预定范围，所述处理器还编程为向所述电压调节器传送抽头变换命令。
[0017] 技术方案10:如技术方案8所述的计算装置，其中，所述至少一个属性是电压，其 中所述处理器还编程为： 从所述电力系统的多个电压测量来计算归一化电压值；以及 将所述归一化电压值与所述预定范围和所述预定值的一个或多个进行比较。
[0018] 技术方案11 :如技术方案8所述的计算装置，其中，所述处理器还编程为确定所述 至少一个属性的趋势，包括基于所述至少一个属性的测量值来计算表示所述至少一个属性 的轨迹的趋势值。
[0019] 技术方案12 :如技术方案8所述的计算装置，其中，所述处理器还编程为确定所述 至少一个属性的趋势，包括使用所述配电网的网络模型来确定所述趋势。
[0020] 技术方案13 :如技术方案8所述的计算装置，其中，所述处理器还编程为至少部分 基于所述至少一个属性的测量值来确定计算所述延迟时间。
[0021] 技术方案14 :一种用于执行包括配电系统的电力系统上的控制动作的基于计算 机的方法，所述配电系统包括控制装置，所述方法使用包括耦合到存储器的处理器的计算 装置，所述方法包括： 在第一时间在所述存储器中识别所述配电系统上的越界条件，所述越界条件与所述电 力系统的所述至少一个属性关联； 在预定延迟时间经过之后，由所述处理器在比所述第一时间迟的第二时间计算所述至 少一个属性的趋势，所述趋势指示偏离预定范围和预定值的至少一个的方向；以及 至少部分基于所述趋势向所述控制装置传送控制动作。
[0022] 技术方案15 :如技术方案14所述的方法，其中，所述控制装置是电压调节器，并且 所述至少一个属性是电压，所述方法还包括识别包括高阈值和低阈值中的一个或多个的电 压的预定范围。
[0023] 技术方案16 :如技术方案14所述的方法，其中，所述控制装置是电压调节器，其中 传送控制动作包括向所述电压调节器传送抽头变换命令。
[0024] 技术方案17 :如技术方案14所述的方法，其中，所述至少一个属性是电压，其中识 别越界条件还包括： 从所述电力系统的多个电压测量来计算归一化电压值；以及 将所述归一化电压值与所述预定范围和所述预定值的一个或多个进行比较。
[0025] 技术方案18 :如技术方案14所述的方法，其中，计算所述至少一个属性的趋势包 括基于所述至少一个属性的测量值来计算表示所述至少一个属性的轨迹的趋势值。
[0026] 技术方案19 :如技术方案14所述的方法，其中，计算所述至少一个属性的趋势包 括使用所述配电网的网络模型来确定所述趋势。
[0027] 技术方案20 :如技术方案14所述的方法，其中，确定所述至少一个属性的趋势包 括至少部分基于所述至少一个属性的测量值来计算所述延迟时间。
【附图说明】
[0028] 通过参照附图阅读以下详细描述，将会更好地了解本公开的这些及其他特征、方 面和优点，附图中，相似标号通篇表示相似部件，附图包括： 图1是包括示范配电系统的示范配电网的一般示意图； 图2是用来分析图1所示的配电网、更具体来说分析图1所示的配电系统的示范计算 系统的框图； 图3是图1所示配电系统的示意表示，其中示范切换控制器管理波动电压电平； 图4是图3所示切换控制器的示意表示； 图5是用于控制图3所示配电系统上的属性、例如电压的示范过程的流程图； 图6是来自图3所示配电系统的经滤波的归一化电压信号的示范图形表示； 图7是用于使用图4所示控制器对图3所示配电系统执行控制动作的示范方法的流程 图；以及 图8示出计算装置中的数据库的示例配置连同可用来控制图3所示配电系统上的切换 操作的其他相关计算组件。
[0029] 除非另加说明，否则本文所提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特 征被认为可适用于包括本公开的一个或多个实施例的大量系统。因此，附图不是意在包括 本领域的技术人员已知的、实施本文所公开实施例所需的所有常规特征。
【具体实施方式】
[0030] 在以下说明书和权利要求书中，将参照定