CN104319783A - 一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***及方法；本发明的***包括关口、一级控制模块、二级控制模块。本发明的方法设计核心为：中低压配电网向高压配电网提出无功功率调节范围约束，同时高压配电网向中低压配电网提出电压调节范围约束，双方在自身进行优化计算时考虑对方提出的约束，既体现了高压配电网对中低压配电网的电压调控能力，又体现了中低压配电网对高压配电网的无功补偿能力。通过本发明的***及方法，实现高压配电网和中低压配电网的协调优化控制，在全局范围内实现整体的电压、无功功率最优化控制，从而有效地降低网络损耗，提高配电网的电压水平。

Description

一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***及方法

技术领域

本发明涉及电压无功控制技术领域，更具体涉及一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***及方法。

背景技术

电压无功控制，是在电网的有功调度完成之后，对电容器组、变压器分接头、分布式电源的电压和无功出力等进行控制，从而使电网的运行状态趋向于最优。电压无功的优化控制，不仅可以提高电能质量和电压稳定裕度，还可以有效的降低网络损耗。

配电网涉及的电压等级较多，包括110kV、35kV、10kV、0.4kV等；线路呈放射状分布，节点数目多且分散，电压无功调节设备数量大且分布在不同的电压等级；通讯通道薄弱，上下级控制***的控制目标不一致，控制信息难于共享；分布式电源的接入使配电网的运行和控制更加复杂。

目前，配电网的控制方式多是采用集中控制或分布式控制。集中控制是在调度自动化***的基础上，采集全网的数据，由主站自动电压无功调控***AVC对全网进行整体的优化计算，通过通信通道直接控制电压无功设备的执行。分布式控制是将配电网分为多个子网，在SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)***，即数据采集与监视控制***的基础上，各子网分别进行优化计算，从而控制子网内的电压无功设备动作。但是二者都有一定的缺陷，集中控制对通信水平和计算能力要求较高，且要求控制中心有全网的相关数据，并且当***规模很大时计算求解非常复杂；而分布式控制更多的考虑到各子网区域内的最优控制，各区域之间的协调和整体的最优较难实现。特别是当大量的分布式电源接入配电网之后，电压无功调节设备数量急剧增加，考虑分布式电源的不确定性，控制更加复杂，对已有配电网的电压无功控制方式提出了严峻的挑战。

配电网按照电压等级可分为高压配电网和中低压配电网。目前，绝大多数的控制方法及策略的研究只针对变电站层及以上配电网，对10kV及以下等级配电网的研究很少。而随着越来越多的分布式电源接入中压配电网(10kV)，配电网也有了很强的电压无功调节和控制能力，必须考虑中低压配电网的电压无功控制。由于中低压配电网线路节点数目众多，在高压配电网侧不可能进行详细的建模，通常是在降压变电站处将变电站下接的中低压配电网等效为等值负荷，忽略其具体的拓扑结构；同理，在中低压配电网的模型中，通常将高压配电网等效为等值电源。这样，模型信息不完善，对高压配电网和中低压配电网的协调控制带来了一定的困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何实现全网电压、无功功率全局化最优分布和控制。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***，所述***包括关口、一级控制模块、二级控制模块；

所述关口设置于连接高压配电网与中低压配电网的变压器的高压侧的母线处或低压侧的母线处；用于依据负荷预测得到关口处的总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力；

所述一级控制模块根据所述总无功功率、无功设备的最大补偿能力计算各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限，将其与对应关口的所述总有功功率一起传送给二级控制模块；

所述二级控制模块根据所述无功功率调节能力的上、下限以及所述总有功功率，计算对应关口的电压最优范围和功率因数最优范围，并下发给所述一级控制模块以及对应的所述关口；

所述一级控制模块根据所述二级控制模块下发的各个所述关口的所述电压最优范围以及所述功率因数最优范围，以所述关口的电压值以及对应的中低压线路的电压无功控制设备的电压无功出力等为控制变量进行优化计算，得出各个所述关口的最优电压值、最优功率因数和所述关口对应的中低压线路中各控制设备的最优电压无功出力，并将各个所述关口的最优电压值和最优功率因数返回给对应的关口；

所述关口判断所述最优电压值、最优功率因数是否分别在所述电压最优范围和功率因数最优范围内，若在则由所述一级控制模块按照所述最优电压无功出力通过通信装置控制中低压配电线路中的电压无功设备动作；否则由所述二级控制模块修改所述电压最优范围或功率因数最优范围，并重新下发给所述一级控制模块。

优选地，每一所述关口对应一台变压器，所述一级控制模块根据变压器的运行状态设置对应所述关口的工作状态，具体为：

所述变压器为一台时，其对应的关口正常工作；

所述变压器为多台且***运行，每一台所述变压器对应的关口均正常工作；

所述变压器为多台且并列运行时，其中一台所述变压器对应的关口正常工作，其余所述变压器对应的关口关闭。

优选地，所述关口还包括测量元件，设置于所述变压器低压侧的母线处，用于对电压和功率进行监测。

优选地，所述测量元件包括电压互感器和电流互感器。

本发明还公开了一种基于负荷预测的配电网二级协调控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1、设定控制周期；

S2、设置各个关口工作状态；

S3、所述控制周期开始，一级控制模块计算得到各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限；

S4、所述一级控制模块将各个关口的所述无功功率调节能力的上、下限以及根据负荷预测得到的各个关口对应的总有功功率传送给二级控制模块；

S5、所述二级控制模块，将所述各个关口及对应的一级控制模块分别等效为等值负荷，以对应关口处的无功功率调节能力的上、下限作为约束，将各个所述关口及其对应的中低压配电网的线路等效为有功功率已知，而无功功率在一定范围内可调节的负荷，具体为将各个所述关口对应的总有功功率作为等值负荷的有功功率，将各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限作为等值负荷无功功率的可调范围进行全局的优化计算，得到各个所述关口对应的等值负荷的节点电压最优值和功率因数最优值；

S6、所述二级控制模块根据所述电压最优值和功率因数最优值计算得到电压最优范围和功率因数最优范围，并通过通信***将其分别传送给对应的所述关口以及所述一级控制模块；

S7、所述一级控制模块根据各个关口对应的所述电压最优范围和功率因数最优范围，以所述关口的电压值以及对应的中低压接线路的电压无功控制设备的电压无功出力等为控制变量进行优化计算得出各个关口处的最优电压值、最优功率因数和所述关口对应的中低压线路中各控制设备的最优电压无功出力，并将所述最优电压值和最优功率因数传送给对应的所述关口；

S8、所述关口对所述最优电压值和最优功率因数是否分别在所述电压最优范围和功率因数最优范围内进行判断，若在，则由所述一级控制模块将所述最优电压无功出力通过通信***下发给中低压配电线路中的电压无功设备并控制其动作；否则调整所述电压最优范围或功率因数最优范围，并且返回步骤S3。

优选地，所述步骤S3开始时，首先由所述关口通过负荷预测得到各个所述关口处对应的总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力。

优选地，所述步骤S3得到所述总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力后，由所述一级控制模块根据各个所述关口得到总无功功率、无功设备的最大补偿能力，计算各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限：Q_i ^min＝Q_i，Q_i ^max＝Q_i+Q_ci；其中Q_i ^min为第i个关口的无功功率调节能力的下限，Q_i ^max为第i个关口的无功功率调节能力的上限，Q_i为第i个关口的总无功功率，Q_ci为第i个关口的无功设备的最大补偿能力。

优选地，所述步骤S5中以各个所述关口对应的高压配电网的网损最小为目标，以所述高压配电网中电压无功设备的电压调节能力、无功功率调节能力作为约束进行优化计算。

优选地，所述步骤S6中，电压最优范围确定过程具体为：所述二级控制模块对应各个所述关口分别给出一个电压偏移量，得到各个所述关口对应的电压最优范围(V_i ^opt-ΔV_i，V_i ^opt+ΔV_i)，其中V_i ^opt为第i个关口对应的所述电压最优值，ΔV_i为第i个关口对应的所述电压偏移量，允许各个所述关口对应的等值负荷的节点电压在所述电压最优范围内调节；

所述步骤S6中，最优功率因数最优范围确定过程具体为：所述二级控制模块对应各个所述关口分别给出一个功率因数偏移量，得到各个所述关口对应的功率因数最优范围其中为第i个关口对应的所述功率因数最优值，为第i个关口对应的所述功率因数偏移量，允许各个所述关口对应的等值负荷的无功功率在所述功率因数最优范围内调节。

优选地，所述步骤S7中以各个关口对应的中低压配电网的网损最小为目标，以各个所述关口对应的中低压配电网中的电压无功设备的电压调节范围、无功功率调节范围，分布式发电装置(DistributedGeneration)的电压调节范围、无功功率调节范围，关口处的电压上下限作为约束，以所述关口的电压以及对应的中低压线路的电压无功控制设备的电压无功出力为控制变量进行优化计算。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***及方法，本发明的***以及方法实现了高压配电网和中低压配电网之间的协调控制，在全网范围内实现整体的电压无功功率最优控制，从而有效地降低网络损耗，提高配电网的电压水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于负荷预测的配电网二级协调控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明公开了一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***，所述***包括：关口、一级控制模块以及二级控制模块。

关口，用于依据负荷预测得到各个关口处的总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力；设置于连接高压配电网与中低压配电网的变压器的高压侧的母线处或低压侧的母线处，每台所述变压器对应设置一个关口。所述关口根据一级控制模块下发的最优电压值和最优功率因数控制其对应的变压器工作。

一级控制模块，包括各个关口对应的中低压配网中的线路及其连接的分布式电源、电容器等电压无功设备，还包括一个控制器，通过通信***控制中低压配电线路中的电压无功设备动作。所述一级控制模块根据所述总无功功率、无功设备的最大补偿能力计算各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限，并将其与对应关口的总有功功率P_i一起传送给二级控制模块；

二级控制模块，根据所述无功功率调节能力的上、下限以及所述总有功功率，计算对应关口的电压最优范围和功率因数最优范围，并下发给所述一级控制模块以及对应的所述关口。所述二级控制模块作为调度中心，具有双向的数据传输功能，既可以向一级控制模块发出指令，又可以接收一级控制模块的返回数据。

所述一级控制模块根据所述二级控制模块下发的各个所述关口的电压最优范围以及所述功率因数最优范围，以所述关口的电压值以及对应关口连接的中低压线路的电压无功控制设备的电压无功出力等为控制变量，计算得出各个所述关口的最优电压值、最优功率因数和所述关口对应的中低压线路中各控制设备的最优电压无功出力，并将所述最优电压值和最优功率因数返回给对应的所述关口。

所述关口判断所述最优电压值、最优功率因数是否分别在所述电压最优范围和功率因数最优范围内，若在则由所述一级控制模块按照所述最优电压无功出力通过通信装置控制中低压配电线路中的电压无功设备动作；否则由所述二级控制模块修改所述电压最优范围或功率因数最优范围，并重新下发给所述一级控制模块。

各个所述关口是一级控制模块、二级控制模块的接口，一级控制模块、二级控制模块的数据交互一般围绕关口处的电压和无功功率进行。

所述关口的工作状态由一级控制模块进行控制，所述变压器为一台时，所述变压器对应的关口正常工作；所述变压器为多台且***运行，每一台所述变压器对应的关口均正常工作；所述变压器为多台且并列运行时，其中一台所述变压器对应的关口正常工作，其余所述变压器对应的关口关闭。

所述一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***的关口还包括测量元件，优选地设置于所述变压器低压侧的母线处，用于对电压和功率进行监测。所述测量元件包括电压互感器、电流互感器和其他的测量元件，通过这些测量元件不仅可以监测关口对应的中低压配电网线路首端电压和功率因数，还可以监测关口对应的高压配电网线路末端的电压和无功补偿情况，其中所述功率因数根据有功功率和无功功率计算得出。

本发明还公开了一种基于负荷预测的配电网二级协调控制方法，所述方法包括以下步骤，如图1所示：

S1、设定控制周期；该控制周期与短期或超短期负荷预测数据的周期相等，可根据实际情况和需求人工设定；

S2、设置各个关口工作状态；

S3、所述控制周期开始，一级控制模块根据各个所述关口得到总无功功率、无功设备的最大补偿能力，计算各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限：Q_i ^min＝Q_i，Q_i ^max＝Q_i+Q_ci；其中Q_i ^min为第i个关口的无功功率调节能力的下限，Q_i ^max为第i个关口的无功功率调节能力的上限，Q_i为第i个关口的总无功功率，Q_ci为第i个关口的无功设备的最大补偿能力；

S4、所述一级控制模块将各个关口的所述无功功率调节能力的上、下限以及各个关口对应的总有功功率传送给二级控制模块；

S5、在电压满足***规定的电压水平时，二级控制模块以各个所述关口对应的高压配电网的网损最小为目标，以所述高压配电网中电压无功设备的电压调节能力、无功功率调节能力，对应关口处的无功功率调节能力的上、下限作为约束，将各个所述关口及其对应的中低压配电网的线路等效为无功功率可调节的负荷，将各个所述关口对应的总有功功率作为等值负荷的有功功率，将各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限作为等值负荷无功功率的可调范围，进行全局的优化计算，得到各个所述关口对应的等值负荷的节点电压最优值和功率因数最优值；优化模型如下公式。

minf^S(x^S,u^S)

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{g}^S(x^S,u^S)=0\\ h^S(x^S,u^S)\≤0\end{array}\right.$

上面公式中，目标函数f^S为网络损耗，u^S为控制变量，包括关口的无功功率、可调DG的无功功率(分布式发电装置DistributedGeneration)、平衡节点和PV节点的电压幅值等；x^S为状态变量，包括PQ节点的电压和功率、PV节点的功率等；等式约束包括潮流约束等，不等式约束包括控制变量和状态变量的范围约束等，约束条件中要特别考虑对应关口处的无功功率调节能力；上式中，上标S代表二级控制模块(Secondary System)；

S6、考虑到负荷预测的不确定性和各关口处变压器的电压调节能力，所述二级控制模块对应各个所述关口分别给出一个电压偏移量，得到各个所述关口对应的电压最优范围(V_i ^opt-ΔV_i，V_i ^opt+ΔV_i)，其中V_i ^opt为第i个关口对应的所述电压最优值，ΔV_i为第i个关口对应的所述电压偏移量，允许各个所述关口对应的等值负荷的节点电压在所述电压最优范围内调节；

最优功率因数最优范围确定过程具体为：所述二级控制模块对应各个所述关口分别给出一个功率因数偏移量，得到各个所述关口对应的功率因数最优范围其中为第i个关口对应的所述功率因数最优值，为第i个关口对应的所述功率因数偏移量，允许各个所述关口对应的等值负荷的无功功率在所述功率因数最优范围内调节；所述二级控制模块将所述电压最优范围和功率因数最优范围分别传送给对应的所述关口以及所述一级控制模块；

S7、在电压满足***规定的电压水平时，所述一级控制模块根据各个关口对应的电压最优范围和功率因数最优范围，以各个关口对应的中低压配电网的网损最小为目标，以各个所述关口对应的中低压配电网中的电压无功设备的电压调节范围、无功功率调节范围，可调DG的电压调节范围、无功功率调节范围，关口处的电压上、下限，电容器组投切容量作为约束，以所述关口的电压以及对应关口下接线路的电压无功控制设备的电压无功出力等为控制变量进行优化计算，进行优化计算，得出各个关口处的最优电压值和最优功率因数值，优化模型如下公式

minf^P(x^P,u^P)

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{g}^P(x^P,u^P)=0\\ h^P(x^P,u^P)\≤0\end{array}\right.$

上式中，目标函数f^P为网损最小，u^P为控制变量，x^P为状态变量，等式约束包括潮流约束等，不等式约束包括控制变量u^P和状态变量x^P的范围约束等，约束条件中要特别考虑对应关口处的电压最优范围和关口处的功率因数最优范围，上式中，上标P代表一级控制模块(Primary System)，将所述最优电压值和最优功率因数传送给对应的所述关口；

S8、所述关口对所述最优电压值和最优功率因数是否分别在所述电压最优范围和功率因数最优范围内进行判断，若在，则此控制周期的协调控制完成，由所述一级控制模块将所述最优电压无功出力通过通信***下发给中低压配电线路中的电压无功设备并控制其动作；否则通过调整电压偏移量调整所述电压最优范围或通过调整功率因数偏移量调整所述功率因数最优范围，重新下发给所述以及控制模块，并且返回步骤S3。

所述步骤S3开始时，首先由所述关口通过负荷预测得到各个所述关口处对应的总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力。

新控制周期到来，从所述步骤S3开始执行。

本发明的***和方法实现了高压配电网和中低压配电网之间的协调控制，中低压配电网向高压配电网提出无功功率调节范围约束，同时高压配电网向中低压配电网提出电压调节范围约束，双方在自身进行优化计算时考虑对方提出的约束，既体现了高压配电网对中低压配电网的电压调控能力，又体现了中低压配电网对高压配电网的无功补偿能力。通过本发明的***及方法，实现高压配电网和中低压配电网的协调优化控制，在全局范围内实现整体的电压、无功功率最优化控制，从而有效地降低网络损耗，提高配电网的电压水平。

本发明的方法的一个实施例：

本实施例考虑一个高压配电网H和三个中压配电网M1、M2、M3之间的协调电压控制，其中高压配电网H作为上级电网，控制66kV电压等级电网及通过升压变压器与66kV电网相连的一个风电场和一个火电厂，中压配电网控制10kV电压等级的电网，高压配电网和中压配电网通过66/10kV的变压器相连，其中，三个中压配电网M1、M2、M3分别通过变压器T1、T2、T3与高压配电网H相连。高压配电网H由二级控制模块(Secondary System)SS控制,三个中压配电网M1、M2、M3分别由一级控制模块(Primary System)PS1、PS2、PS3控制。

具体的控制步骤如下：

1)根据超短期负荷预测数据的预测周期是5分钟，设定控制周期为5分钟；

2)在连接高压配电网和中压配电网的变压器T1、T2、T3的低压侧分别建立关口，命名为G1、G2、G3，三个关口分别对应连接高压配电网H和三个中压配电网M1、M2、M3；

3)当一个控制周期到来时，一级控制模块PS1、PS2、PS3根据负荷预测数据得到对应关口G1、G2、G3的总有功功率P₁、P₂、P₃和总无功功率Q₁、Q₂、Q₃，以及每个关口处的无功设备的最大补偿能力Q_c1、Q_c2、Q_c3，计算得出对应关口处的无功功率调节能力的上下限：Q₁ ^min＝Q₁,Q₁ ^max＝Q₁+Q_c1,Q₂ ^min＝Q₂,Q₂ ^max＝Q₂+Q_c2,Q₃ ^min＝Q₃,Q₃ ^max＝Q₃+Q_c3，并将得到的关口G1、G2、G3的无功功率调节能力的上下限和总有功功率P₁、P₂、P₃传送给二级控制模块SS。

4)二级控制模块SS将关口G1、G2、G3及其对应中压配电网的线路M1、M2、M3等效为有功功率固定而无功功率在一定范围内可调节的负荷，等效负荷的有功功率分别为P1、P2、P3，无功功率的调节范围分别为(Q₁ ^min，Q₁ ^max)、(Q₂ ^min，Q₂ ^max)、(Q₃ ^min，Q₃ ^max)；在电压合格条件下，二级控制模块SS以高压配电网H的网损最小为目标，以高压配电网中电压无功设备的电压、无功调节能力，关口处的无功功率调节能力的上、下限作为约束，进行全局的优化计算；

5)二级控制模块SS经过全局的优化计算，得出各个关口G1、G2、G3对应的等值负荷的节点电压最优值V₁ ^opt、V₂ ^opt、V₃ ^opt，得出各个关口G1、G2、G3对应的等值负荷的功率因数最优值 作为关口处对应的中压配电网中线路的平衡节点电压最优值和功率因数最优值，考虑到负荷预测的不确定性和各关口处的电压调节能力，对应关口G1、G2、G3分别给出一个允许的电压的偏移量ΔV₁、ΔV₂、ΔV₃，允许平衡节点电压在电压最优范围(V_i ^opt-ΔV_i，V_i ^opt+ΔV_i)区间内调节；对应各个所述关口分别给出一个功率因数偏移量得到各个所述关口对应的功率因数最优范围允许各个所述关口对应的等值负荷的无功功率在所述功率因数最优范围内调节；所述二级控制模块将所述电压最优范围和功率因数最优范围分别传送给对应的所述关口G1、G2、G3以及所述一级控制模块PS1、PS2、PS3；

6)一级控制模块PS1、PS2、PS3在收到二级控制模块下发的电压最优范围和功率因数最优范围后，分别以对应中压配电网M1、M2、M3的网损最小为目标，以关口对应的中低压配电网中的电压无功设备的电压调节范围、无功功率调节范围，可调DG的电压调节范围、无功功率调节范围，关口处的电压上、下限，电容器组投切容量作为约束，分别进行优化计算，计算得出关口G1、G2、G3的最优电压值V₁ ^P、V₂ ^P、V₃ ^P，最优功率因数Q₁ ^P、Q₂ ^P、Q₃ ^P，即中低压配电网线路的平衡节点的最优电压值和最优功率因数；

7)比较二级控制模块SS下发的关口处电压最优范围和功率因数范围和一级控制模块PS1、PS2、PS3优化计算得出的关口处的最优电压值和最优功率因数，若一级控制模块得到所述最优电压值在所述电压最优范围内，所述最优功率因数在所述功率因数最优范围内，则此次周期的协调控制完成，否则考虑调整关口处允许的功率因数偏移量或者电压偏移量ΔV₁、ΔV₂、ΔV₃，并且返回步骤3)重新进行优化计算。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***，其特征在于，所述***包括关口、一级控制模块、二级控制模块；

所述关口设置于连接高压配电网与中低压配电网的变压器的高压侧的母线处或低压侧的母线处；用于依据负荷预测得到关口处的总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力；

所述一级控制模块根据所述总无功功率、无功设备的最大补偿能力计算各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限，将其与对应关口的所述总有功功率一起传送给二级控制模块；

所述二级控制模块根据所述无功功率调节能力的上、下限以及所述总有功功率，计算对应关口的电压最优范围和功率因数最优范围，并下发给所述一级控制模块以及对应的所述关口；

所述一级控制模块根据所述二级控制模块下发的各个所述关口的所述电压最优范围以及所述功率因数最优范围，进行优化计算，得出各个所述关口的最优电压值、最优功率因数和所述关口对应的中低压线路中各控制设备的最优电压无功出力，并将各个所述关口的最优电压值和最优功率因数返回给对应的关口；

所述关口判断所述最优电压值、最优功率因数是否分别在所述电压最优范围和功率因数最优范围内，若在则由所述一级控制模块按照所述最优电压无功出力通过通信装置控制中低压配电线路中的电压无功设备动作；否则由所述二级控制模块修改所述电压最优范围或功率因数最优范围，并重新下发给所述一级控制模块。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，每一所述关口对应一台变压器，所述一级控制模块根据变压器的运行状态设置对应所述关口的工作状态，具体为：

所述变压器为一台时，其对应的关口正常工作；

所述变压器为多台且***运行，每一台所述变压器对应的关口均正常工作；

所述变压器为多台且并列运行时，其中一台所述变压器对应的关口正常工作，其余所述变压器对应的关口关闭。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述关口还包括测量元件，设置于所述变压器低压侧的母线处，用于对电压和功率进行监测。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述测量元件包括电压互感器和电流互感器。

5.一种基于负荷预测的配电网二级协调控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、设定控制周期；

S2、设置各个关口工作状态；

S3、所述控制周期开始，一级控制模块计算得到各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限；

S4、所述一级控制模块将各个关口的所述无功功率调节能力的上、下限以及根据负荷预测得到的各个关口对应的总有功功率传送给二级控制模块；

S5、所述二级控制模块，将所述各个关口及对应的一级控制模块分别等效为等值负荷，将各个所述关口对应的总有功功率作为等值负荷的有功功率，将各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限作为等值负荷无功功率的可调范围进行全局的优化计算，得到各个所述关口对应的等值负荷的节点电压最优值和功率因数最优值；

S6、所述二级控制模块根据所述电压最优值和功率因数最优值计算得到电压最优范围和功率因数最优范围，并通过通信***将其分别传送给对应的所述关口以及所述一级控制模块；

S7、所述一级控制模块根据各个关口对应的所述电压最优范围和功率因数最优范围，进行优化计算得出各个关口处的最优电压值、最优功率因数和所述关口对应的中低压线路中各控制设备的最优电压无功出力，并将所述最优电压值和最优功率因数传送给对应的所述关口；

S8、所述关口对所述最优电压值和最优功率因数是否分别在所述电压最优范围和功率因数最优范围内进行判断，若在，则由所述一级控制模块将所述最优电压无功出力通过通信***下发给中低压配电线路中的电压无功设备并控制其动作；否则调整所述电压最优范围或功率因数最优范围，并且返回步骤S3。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3开始时，首先由所述关口通过负荷预测得到各个所述关口处对应的总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3得到所述总有功功率、总无功功率、无功设备的最大补偿能力后，由所述一级控制模块根据各个所述关口得到总无功功率、无功设备的最大补偿能力，计算各个所述关口的无功功率调节能力的上、下限：Q_i ^min＝Q_i，Q_i ^max＝Q_i+Q_ci；其中Q_i ^min为第i个关口的无功功率调节能力的下限，Q_i ^max为第i个关口的无功功率调节能力的上限，Q_i为第i个关口的总无功功率，Q_ci为第i个关口的无功设备的最大补偿能力。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中以各个所述关口对应的高压配电网的网损最小为目标，以所述高压配电网中电压无功设备的电压调节能力、无功功率调节能力作为约束进行优化计算。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S6中，电压最优范围确定过程具体为：所述二级控制模块对应各个所述关口分别给出一个电压偏移量，得到各个所述关口对应的电压最优范围(V_i ^opt-ΔV_i，V_i ^opt+ΔV_i)，其中V_i ^opt为第i个关口对应的所述电压最优值，ΔV_i为第i个关口对应的所述电压偏移量，允许各个所述关口对应的等值负荷的节点电压在所述电压最优范围内调节；

所述步骤S6中，最优功率因数最优范围确定过程具体为：所述二级控制模块对应各个所述关口分别给出一个功率因数偏移量，得到各个所述关口对应的功率因数最优范围其中为第i个关口对应的所述功率因数最优值，为第i个关口对应的所述功率因数偏移量，允许各个所述关口对应的等值负荷的无功功率在所述功率因数最优范围内调节。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S7中以各个关口对应的中低压配电网的网损最小为目标，以各个所述关口对应的中低压配电网中的电压无功设备的电压调节范围、无功功率调节范围，分布式发电装置的电压调节范围、无功功率调节范围，关口处的电压上下限作为约束，以所述关口的电压以及对应的中低压线路的电压无功控制设备的电压无功出力为控制变量进行优化计算。