CN105305481A - 用于控制配电网的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于控制配电网的***和方法”。电力***(100)包括配电网(110)和控制装置(310)，其配置成调节所述电力***(100)的至少一个属性。电力***(100)还包括耦合到控制装置(310)的处理器(360)，其配置成在第一时间识别(710)所述配电网(110)上的越界条件。越界条件与至少一个属性关联。处理器(360)还配置成在预定延迟时间经过之后(720)在比第一时间迟的第二时间确定(730)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(360)还配置成至少部分基于该趋势向所述控制装置(310)传送控制动作。

Description

用于控制配电网的***和方法

技术领域

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***和方法。

背景技术

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。

一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。

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***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

在第一方面，提供一种电力***。该电力***包括配电网。该电力***还包括控制装置，其配置成调节所述电力***的至少一个属性。该电力***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。

在另一个方面，提供一种用于电力***的计算装置。该电力***包括配电网。配电***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***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。

在又一方面，提供一种用于对包括配电***的电力***执行控制动作的基于计算机的方法。配电***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***上的越界条件。越界条件与电力***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。

技术方案1：一种电力***，包括：

配电网；

控制装置，配置成调节所述电力***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。

技术方案2：如技术方案1所述的电力***，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。

技术方案3：如技术方案1所述的电力***，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。

技术方案4：如技术方案1所述的电力***，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***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。

技术方案5：如技术方案1所述的电力***，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。

技术方案6：如技术方案1所述的电力***，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。

技术方案7：如技术方案1所述的电力***，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。

技术方案8：一种用于包括配电网的电力***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***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。

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。

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***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。

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。

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。

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。

技术方案14：一种用于执行包括配电***的电力***上的控制动作的基于计算机的方法，所述配电***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***上的越界条件，所述越界条件与所述电力***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。

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。

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。

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***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。

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。

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。

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

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***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***的示范计算***的框图；

图3是图1所示配电***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***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***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***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***上的切换操作的其他相关计算组件。

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***。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

在以下说明书和权利要求书中，将参照定义成具有下列含意的多个术语。

单数形式“一”、“一个”、“该”和“所述”包括复数引用，除非上下文另加明确说明。

“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，以及本描述包括其中发生事件的实例以及其中没有发生事件的实例。

如本文在本说明书和权利要求书中通篇使用的近似语言可适用于修改可准许改变的任何定量表示，而没有引起与其相关的基本功能的变化。相应地，通过诸如“大约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语所修改的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的准确度。在这里并且在整个说明书和权利要求书中，范围限制可经过组合和/或互换其中的一个或多个，这类范围被标识，并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另加说明。

如本文所使用的术语“非暂时计算机可读介质”意在表示按照任何方法或技术所实现以用于信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块或者任何装置中的其他数据)的短期和长期存储的任何有形的基于计算机的装置。因此，本文所述的方法可编码为包含在有形非暂时计算机可读介质(非限制性地包括存储装置和存储器装置)中的可执行指令。这类指令在由处理器运行时使该处理器执行本文所述方法的至少一部分。此外，如本文所使用的术语“非暂时计算机可读介质”包括所有有形计算机可读介质，非限制性地包括非暂时计算机存储装置(非限制性地包括易失性和非易失性介质、可拆卸和不可拆卸介质，例如固件、物理的虚拟存储装置、CD-ROM、DVD)和任何其他数字源(例如网络或因特网)以及有待开发的数字介质，其中唯一例外是暂时传播信号。

如本文所使用的术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储器中存储的任何计算机程序，以供非限制性地包括移动装置集群、个人计算机、工作站、客户端和服务器的装置执行。

此外，如本文所使用的术语“实时”表示关联事件的发生时间、预定数据的测量和收集的时间、处理数据的时间以及对事件和环境的***响应的时间中的至少一个。在本文所述的实施例中，这些活动和事件基本上同时发生。

如本文所使用的术语“控制装置”一般用来表示电力网络上的任何网络组件或装置，其配置成通过一个或多个“控制动作”来影响网络的一个或多个属性(例如电压)。如本文所使用的术语“控制动作”一般用来表示引起网络的变化的操作命令、过程、步骤或动作。电压调节器是可用来调节网络上的电压(属性)的控制装置的一个示例。电压调节器通过抽头变换命令来执行控制动作，以调节网络上的电压。又如本文所使用的术语“控制器”一般用来表示模块、装置或计算机实现***，其管理控制装置上的控制动作。

本文所述的方法和***提供用于控制电力***中的网络组件的操作变化或“控制动作”的节省成本方法在一些实施例中，配电网(“配电***”)包括一个或多个波动发电机、例如光伏(PV)发电机。配电网包括多个负载，其通过网络母线耦合到电源。配电网还包括一个或多个控制装置(例如无功功率控制装置)。例如，在一个实施例中，电压调节器调节配电网上的电压。控制器(例如切换控制器)耦合到电压调节器和多个负载。检测控制器管理检测到越界条件时的电压调节器的控制动作(例如切换或抽头变换操作)。切换控制器配置成监测网络上的电压电平，以检测越界条件和电压趋势。切换控制器还配置成监测指示不利或不合需要的变化方向的趋势值。

图1是包括示范配电***110的示范配电网100的一般示意图。一般来说，电力网络100通常包括生成部分103，其耦合到示范配电***110。生成和传输部分103包括生成并且向输电网传送电力的多个电厂102，输电网包括起高压输电网104和高压输电网106，通过其将电力传送到示范配电***110。电力网络100非限制性地可包括任何数量、类型和配置的超高压输电网104、高压输电网106和配电***110以及配电***110、高压输电网106(例如大于110-265千伏(kV)和超高压输电网104(例如大于265kV)中的任何数量的消费者。术语“***”和“网络”在表示输电和配电介质时在本文中可互换地使用。

配电***110包括低瓦特数消费者112和工业中等瓦特数消费者114。配电***110还包括分布式发电机130，其中包括城市发电厂132、太阳能发电场134和风力田136。虽然配电***110示为具有示范数量和类型的分布式发电机130，但是配电***110可包括任何数量和类型的分布式发电机130，非限制性地包括柴油发电机、微型涡轮机、太阳能收集器阵列、光伏(PV)阵列和风力涡轮机。

图2是用来分析配电网100(图1所示)、更具体来说分析配电***110(图1所示)的示范计算***140的框图。备选地，可使用实现如本文所述***和方法的操作的任何计算机架构。计算***140促进收集、存储、分析、显示和传送与配电***110中的组件(例如控制装置和控制器(图2中未示出))的配置、操作、监测和维护关联的数据和操作命令。

另外，在示范实施例中，计算***140包括存储器装置150以及操作上耦合到存储器装置150供运行指令的处理器152。在一些实施例中，可执行指令存储在存储器装置150中。计算***140由编程处理器152可配置成执行本文所述的一个或多个操作。例如，可通过将操作编码为一个或多个可执行指令，并且在存储器装置150中提供可执行指令，来对处理器152编程。处理器152可例如非限制性地包括按照多核配置的一个或多个处理单元。

此外，在示范实施例中，存储器装置150是实现诸如可执行指令和其他数据之类的信息的存储和检索的一个或多个装置。存储器装置150可包括一个或多个有形非暂时计算机可读介质，非限制性地例如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、固态硬盘、硬盘、只读存储器(ROM)、可擦可编程ROM(EPROM)、电可擦可编程ROM(EEPROM)和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型只是示范性的，并且因而并不是限制可用于存储计算机程序的存储器的类型。

在一些实施例中，计算***140包括耦合到处理器152的呈现接口154。呈现接口154向用户156呈现诸如用户界面或告警之类的信息。例如，呈现接口154可包括显示适配器(未示出)的一个或多个，其可耦合到诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机LED(OLED)显示器和具有显示器的手持装置之类的显示装置(未示出)。在一些实施例中，呈现接口154包括一个或多个显示装置。作为补充或替代，呈现接口154可包括音频输出装置(未示出)，例如音频适配器和喇叭的一个或多个。

在一些实施例中，计算***140包括用户输入接口158。在示范实施例中，用户输入接口158耦合到处理器152，并且接收来自用户156的输入。用户输入接口158可包括例如键盘、指针装置、鼠标、触控笔和触敏面板(例如触摸板或触摸屏)中的一个或多个。单个组件、例如触摸屏可用作呈现接口154和用户输入接口158的显示装置。

此外，通信接口160耦合到处理器152，并且配置成耦合成与一个或多个其他装置(非限制性地例如配电***110中的组件、另一个计算***140、一个或多个控制器或控制装置以及能够访问计算***140的任何装置、非限制性地包括便携膝上型计算机、个人数字助理(PDA)和智能电话)进行通信。通信接口160可以非限制性地包括有线网络适配器、无线网络适配器、移动电信适配器、串行通信适配器和并行通信适配器中的一个或多个。通信接口160可从一个或多个远程装置接收数据并且向其传送数据。计算***140可以是万维网使能的，以供例如与远程台式计算机(未示出)进行远程通信。

另外，呈现接口154和通信接口160均能够例如向用户156或另一个装置提供适合与本文所述方法配合使用的信息。相应地，呈现接口154和通信接口160可称作输出装置。类似地，用户输入接口158和通信接口160能够接收适合与本文所述方法配合使用的信息，并且可称作输入装置。

此外，处理器152和存储器装置150也可在操作上耦合到存储装置162。存储装置162是适合于存储和检索数据、非限制性地例如与数据库164关联的数据的任何计算机操作硬件。在示范实施例中，存储装置162集成在计算***140中。例如，计算***140可包括作为存储装置162的一个或多个硬盘驱动器。此外，例如，存储装置162可包括多个存储单元，例如按照冗余廉价磁盘阵列(RAID)配置的硬盘和固态磁盘。存储装置162可包括存储区域网络(SAN)、网络附连存储(NAS)***和基于云的存储中的一个或多个。备选地，存储装置162是计算***140外部的，并且可由存储接口(未示出)来访问。

此外，在示范实施例中，数据库164包含与配电***组件关联的多种静态和动态操作数据，例如与配电网关联的电压数据和其他数据以及与简化网络模型关联的模型数据。

本文所示和所述的实施例以及本文没有具体描述但处于本公开的方面的范围之内的实施例构成用于控制电力***中的控制装置的操作动作的示范部件。例如，计算***140以及添加到其中或者包含在其中的任何其他类似计算机装置当集成在一起时包括充分的计算机可读存储介质，其编程有充分的计算机可执行指令，以便如本文所述采用处理器来运行进程和技术。具体来说，计算***140以及添加到其中或者包含在其中的任何其他类似计算机装置当集成在一起时构成用于对来自分布式发电机、例如PV发电机130(图1所示)和波动负载(例如消费者设备和电动车辆)的波动进行反应而执行配电***110中的控制装置的控制操作的示范部件。控制装置可包括例如公用事业切换设备，例如电压调节器、抽头变换器和电容器组。

图3是配电***110(又如图1所示)的示意表示，其中示范控制器360管理波动电压电平。在一些实施例中，控制器360还包括充分计算机可读/可执行指令、数据结构、程序模块和程序子模块，以接收与配电网110关联的其他数据。备选地，控制器360是独立***。在本示范实施例中，控制器360包括至少一个中央处理器(CPU)(图3中未示出)，其配置成运行本文所述步骤的一个或多个。在一些实施例中，控制器360可以是计算装置140(图2所示)。CPU可经由网络225耦合到其他装置(未示出)。在一些***中，网络225是无线网络。

在本示范实施例中，配电***110包括PV发电机330(例如波动电源)，其生成并且通过网络母线350向多个负载340传送电力。在一些实施例中，PV发电机330与太阳能发电场130(图1所示)相似。此外，在一些实施例中，配电***110包括一个或多个分布式发电机，例如光伏电源(例如PV发电机330、太阳能发电场130)、风力电源(例如风力田130(图1所示))、热力电源(未示出)、水力电源(未示出)或者其组合。在一些实施例中，PV发电机330可包括一个或多个一个或多个住宅规模光伏***、商业规模光伏***、公用事业规模光伏***或者其组合。

在本示范实施例中，配电***110包括一个或多个控制装置、例如电压调节器310，其用来调节配电***110中的属性(例如电压)。控制装置可包括电容器组、能量储存元件、静态同步补偿器、负载上抽头变换器、电压调节器(例如电压调节器310)或者其组合中的一个或多个。此外，在本示范实施例中，至少一个控制器360耦合到(一个或多个)控制装置以及耦合到配电***110中的多个负载340。控制器360配置成从配电***110感测或接收网络属性值并且向电压调节器310传送/运行控制动作(例如抽头变换命令)等等。控制动作基于装置的类型而改变，但是可包括例如装置的分立加电或断电中的一个或多个以及可基于例如时间、负载电流或电压设置点的分立或连续切换设定。

在本示范实施例中，控制器360周期或连续地监测网络母线350的实时电压，并且发起电压调节器310的切换操作，如本文所述。例如，如果特定网络母线350中的实时电压偏离到配电***110中的工作电压的范围之外，则网络组件可切换到操作状态以提供电压支持。控制器360可例如本地位于配电馈线(未示出)或者中央位于配电变电站(未示出)。在一些实施例中，控制器360作为配电***110中的控制器360或电压调节器310的位置的功能来配置。例如，如果两个控制器360位于两个不同馈线(未示出)，则各控制器360控制耦合到相应配电馈线的网络组件的操作(控制动作)。

图4是示范控制器420的示意表示。在一些实施例中，电压调节器410与电压调节器310(图3所示)相似，以及控制器420与控制器360(图3所示)相似。在本示范实施例中，控制器420包括分析模块430、滤波模块440、控制模块450和计算模块460。在一些实施例中，控制器420以及模块430、440、450和460的一个或多个可与计算装置100(图2所示)相似。此外，在本示范实施例中，控制器420还包括数据库470。

在操作期间，在本示范实施例中，分析模块430从电压调节器410接收网络属性测量、例如原始电压测量。滤波模块440从分析模块430接收网络属性测量，并且对测量进行滤波。计算模块460接收经滤波的数据，并且对数据执行计算和分析，以确定是否对电压调节器410执行操作及其时间。当条件是使得计算模块460确定需要对电压调节器410运行操作变换，计算模块460通过控制模块450发起变换事件。控制模块450通过与电压调节器410的通信来运行操作变换。下面针对图5详细描述用于监测电压值并且确定执行操作变换的时间的过程。

图5是用于控制配电***110(图3所示)上的属性、例如电压的示范过程500的流程图。在本示范实施例中，过程500由控制器、例如控制器420(图4所示)结合控制装置、例如电压调节器410(图4所示)来执行。在本示范实施例中，过程500利用若干值，其中一部分是预定义值，其他部分周期地计算。一般来说，过程500评估电压的阈值和电压的趋势两个维度。在其他实施例中，还可考虑一个或多个附加变量，例如电流、有功功率、无功功率、在控制器位置的辐照度和温度、季节、功率或者基于模型的预测。

在本示范实施例中，由过程500所使用的值的两个是归一化电压值V和电压趋势。归一化电压值V由从配电***110所接收的电压测量来计算。更具体来说，在本示范实施例中，切换控制器420从配电***110中的一个或多个调节点、例如在电压调节器410的互连点来接收电压测量或信号(“V_measure”)。计算V_measure的均方根(RMS)，并且将低通滤波器应用于RMS值，以生成经滤波的信号。在一些实施例中，低通滤波器可配置成阻断电压信号V_measure的分量，其与如通过高通滤波器时间常数T_LPH的值所确定、在高于阈值频率的频率的电压变化关联。低通滤波器输出信号除以基本电压基值，以生成归一化的每单位(pu)电压值V。在一些实施例中，移动平均窗口可应用于原始信号，以对信号进行滤波。移动窗口的长度(非限制性地例如1分钟或10分钟)可使信号的高频振荡平滑。此外，通过计算前一时间步与当前时间步之间的每单位电压V的差，来计算电压趋势(例如ΔV/Δt)。在其他实施例中，使用信号处理技术，其使用低通、带通和高通滤波中的一个或多个。在又一些实施例中，使用统计技术，其使用百分点或可变性估计。在其他实施例中，使用原始测量值。

在本示范实施例中，两个电压阈值也通过过程500来识别，即，低电压阈值V_low和高电压阈值V_high。这两个预定值定义网络的目标或优选电压范围。在一些实施例中，V_low和V_high是预定义的每单位值。在其他实施例中，单个预定值用作预定电压，以及预定值还可包括偏离值，其指示与预定值的可接受偏离距离，由此定义预定范围。因此，控制器420和过程500执行动作，其将趋向于将网络上的电压保持在V_low与V_high之间或者趋向于将电压移动到这个预定范围。这个预定范围可用来确定越界条件，如以下更详细描述。

在一个实施例中，控制器420将当前归一化电压值V与阈值进行比较，以确定V是否处于通过V_low和V_high所定义的限制之外(例如“越界条件”)。如果检测到越界条件，则切换控制器420识别当前电压V是过高(例如V>V_high，高于阈值条件)还是过低(例如V<V_low，低于阈值条件)。此外，切换控制器420还计算电压趋势或“趋势值”。在一些实施例中，电压趋势是表示最近电压电平的斜率或轨迹的计算值(例如ΔV/Δt)。在其他实施例中，使用配电网110的网络模型，预计在将来某个点的电压电平以确定电压趋势，来估计电压趋势。换言之，电压趋势近似为电压在配电网110上的一个或多个点是处于上升还是下降。一般来说，如果切换控制器420检测“过高”条件并且还确定网络电压仍然处于上升，则将激励抽头变换机构，并且切换控制器420将对电压调节器410发出“抽头降压”操作，以努力降低配电网110上的将来电压电平。如果切换控制器420检测“过低”条件并且还确定网络电压仍然在下降，则将激励抽头变换机构(未示出)，并且切换控制器420将对电压调节器410发出“抽头升压”操作，以努力增加网络上的将来电压电平。否则，切换控制器420可不采取动作。

在本示范实施例中，过程500开始于步骤502，并且一般包括处理的两个主要线程，即低于阈值线程504和高于阈值线程506。过程500在502开始于检查归一化的当前电压值V。然后在步骤510将V与V_low进行比较。如果V高于V_low，则过程500在步骤530继续将V与V_high进行比较。如果V低于V_high，则过程500进入重置步骤560，其中重置标志和定时器。这表示V处于通过V_low和V_high所设置的限制之内的情形。因此，没有网络重新配置操作发生，并且过程500环回到开始。

如果在步骤510，V小于V_low，则这表示归一化电压低于低阈值的情形，并且过程500进入低于阈值线程504。在本示范实施例中，过程500在步骤512将标志“flag_high”设置为零，以指示过程500当前没有处理高于阈值条件。在步骤514，过程500检查另一个标志“flag_low”当前是否设置为“1”。如果不是的话，则flag_low在步骤516设置为1，以及定时器“timer_low”在步骤518启动，以及过程500环回到过程的开始。这个判定分支表示低于阈值条件的开始以及对潜在控制动作的延迟(例如，对timer_low的时长、例如30秒)的开始的指示。在本示范实施例中，timer_low是预定义时间长度，以及定时器功能发起在步骤518运行的定时器时钟。在其他实施例中，开始时间在步骤518来捕获，并且在以后的步骤中用来确定是否经过了timer_low所定义的时间量。如本文所使用的术语“timer_low”和“timer_high”可用来表示定义与定时器关联的时间的变量或者表示分别与低于阈值或高于阈值条件关联的定时器。另外，这两个定时器的任一个或两个可一般称作“阈值定时器”。

在本实施例中，timer_low的时长是预定义值，例如30秒。在其他实施例中，定时器(例如timer_low和timer_high)的时长可波动。例如，在一个实施例中，定时器的时长可相对于当前电压偏离当前电压的预定范围或预定值的程度来计算。例如，如果当前电压值偏离预定范围比较远，从而指示需要在较短时帧中采取动作，则延迟时间可降低。在一些实施例中，可定义多个严重性等级，其确定定时器的长度，以及定时器的独立定时器值可对各严重性等级来定义。例如，正常电压电平可定义为0.95<V<1.05并且具有45秒的关联定时器值，中等电压电平定义为0.90<V<0.95或1.05<V<1.10并且具有30秒的关联定时器值，以及极端电压偏离定义为V<0.90或V>1.10并且具有10秒的关联定时器值。定时器值越短，则控制器420将越迅速动作。但是，这可导致增加数量的操作变换。另一方面，定时器值越长，则控制器420越慢地对越界条件进行反应。这可导致更长时长的越界条件以及电压的可能更宽摆动。

在一些实施例中，定时器是中断样式定时器，其在步骤518来发起，并且设置成在timer_low所定义的后来时间到期。中断定时器是其他计算***中众所周知的，并且涉及处理器将定时器设置成到期，并且随后在定时器到期之后(例如在中断时)通知或“中断”执行操作的其他正进行处理。在这个实施例中，中断定时器例如在步骤518采用timer_low的时长来设置。在定时器到期时(即，在中断时)，处理则在例如步骤510或者在步骤520继续进行处理。

在本示范实施例中，过程500通过低于阈值线程504来执行后续遍(例如，以flag_low=1，并且timer_low被发起并且是活动的)。更具体来说，过程500重新计算后来归一化的电压V，并且在步骤510再次识别V仍然低于下限V_low(即，低电压条件仍然存在)。Flag_high在步骤512再次设置为零。在步骤514，过程500识别flag_low当前设置为1(即，这是对活动低于阈值条件的第二或后续遍)，并且因此进行到步骤520。在步骤520，在本示范实施例中，检查timer_low以确定那个时间是否已经到期。如果不是的话(即，如果与这个低于阈值条件关联的定时器仍然运行并且尚未到期)，则过程500环回到开始。

在本示范实施例中，如果低于阈值定时器timer_low已经到期，则过程500在步骤522检查趋势值(例如ΔV/Δt)。更具体来说，如果电压看来是增加(例如，如果ΔV/Δt大于零，或者如果网络模型的输出指示增加电压)，则不采取动作，以及过程500环回到开始。换言之，当前电压电平是越界的，但是轨迹看来已经朝预定操作范围返回，并且因此可以不需要动作以达到预定范围。在一些实施例中，flag_low可重置为0(即，重置低于阈值条件)。在其他实施例中，低于阈值定时器可重启，由此提供一直到下一趋势检查的另一个延迟，同时仍然保持当前低于阈值条件。在又一些实施例中，低于阈值定时器可采用与timer_low不同(例如更短)的值来重启，由此提供下一趋势检查之前的另一个较短延迟。

如果电压趋势沿向上方向发展(例如，如果ΔV/Δt小于零，或者如果网络模型的输出指示降低电压)，则过程500在步骤524发起网络中的控制动作(例如抽头变换)。更具体来说，在本示范实施例中，过程500发起电压调节器410的向上抽头变换。换言之，当前电压电平过低，并且轨迹看来朝向更低、偏离预定操作范围，并且因此可需要动作以反转当前趋势。过程500还在步骤526通过设置flag_low=0来重置低于阈值条件，从而重置低于阈值定时器，并且环回到开始。

对于上述阈值条件，过程500转移到步骤530，并且运行高于阈值线程506。一般来说，高于阈值线程506与低于阈值线程504相似，但是具有为相反效果所保留的某种分析。在本示范实施例中，如果在步骤530，V大于V_high，则这表示归一化电压高于高阈值的情形，并且过程500进入高于阈值线程506。在本示范实施例中，过程500在步骤532将标志“flag_low”设置为零，以指示过程500当前没有处理低于阈值条件。在步骤534，过程500检查标志“flag_high”当前是否设置为“1”。如果不是的话，则flag_high在步骤536设置为1，以及定时器“timer_high”在步骤538启动，以及过程500环回到过程的开始。这个判定分支表示高于阈值条件的开始以及对潜在控制动作的延迟(例如，对timer_high的时长、例如30秒)的开始的指示。在本示范实施例中，timer_high是预定义时间长度，以及定时器功能发起在步骤538运行的定时器时钟。在其他实施例中，开始时间在步骤538来捕获，并且在以后的步骤中用来确定是否经过了timer_high所定义的时间量。在本实施例中，timer_high的时长是预定义值，例如30秒。在其他实施例中，timer_high的时长可波动，如以上针对timer_low所述。在另一个实施例中，定时器是与以上针对timer_low所述相似的中断样式定时器。

在本示范实施例中，过程500通过高于阈值线程506来执行后续遍(例如，以flag_high=1，并且timer_high被发起并且运行)。更具体来说，过程500重新计算后来归一化的电压V，并且在步骤510再次识别V仍然高于上限V_high。Flag_low在步骤532再次设置为零。在步骤534，过程500识别flag_high当前设置为1(即，这是在高于阈值条件中的或后续遍)，并且因此进行到步骤540。在步骤540，在本示范实施例中，检查timer_high以确定那个时间是否已经到期。如果不是的话(即，如果与这个高于阈值条件关联的定时器仍然运行并且尚未到期)，则过程500环回到开始。

在本示范实施例中，如果高于阈值定时器timer_high已经到期，则过程500在步骤542检查趋势值(例如ΔV/Δt)。更具体来说，如果趋势处于向下方向(例如，如果ΔV/Δt小于零，或者网络模型的输出指示降低电压)，则不采取动作，以及过程500环回到开始。换言之，当前电压电平为高电平，但是轨迹看来已经朝预定操作范围返回，并且因此可以不需要动作以达到预定范围。在一些实施例中，flag_high可在这个阶段重置为0(即，重置高于阈值条件)。在其他实施例中，高于阈值定时器可重启，由此提供一直到下一趋势检查的另一个延迟，同时仍然保持当前高于阈值条件。在又一些实施例中，高于阈值定时器可采用与timer_high不同(例如更短)的值来重启，由此提供下一趋势检查之前的另一个较短延迟。

如果电压趋势处于向上方向(例如，ΔV/Δt大于零，或者网络模型的输出指示增加电压)，则过程500在步骤544发起网络中的控制动作。更具体来说，在本示范实施例中，过程500发起电压调节器410的向下抽头变换。换言之，当前电压电平为高电平，并且轨迹看来攀升偏离预定操作范围，并且因此可需要动作以达到预定范围。过程500还在步骤546通过设置flag_high=0来重置低于阈值条件，从而重置高于阈值定时器，并且环回到开始。

在本文所述的本示范实施例中，过程500可按照若干不同方式来计算属性趋势(例如电压趋势)。在本文所述的一些实施例中，过程500使用基于测量的方式，其包括值(例如ΔV/Δt)，作为基于来自配电***110(图3所示)的实际测量的电压趋势(例如在步骤522和542)。电压的这个斜率可使用所进行的两个最近样本测量、例如第二分隔的分数或者通过使用分隔开数秒或分钟所进行的两个样本测量进行。

在本文所述的其他实施例中，过程500使用基于模型的方式来确定属性趋势。为了促进这个实施例中的趋势确定，控制器420包括配电网(例如配电***110)的部分或全部的网络模型。控制器420通过输入现有条件(例如所感测电压、负载等)并且在稍后时间模拟(一个或多个)属性的预计值，使用网络模型来确定所检查属性(例如电压)的一个或多个的趋势。这个预计值然后用来计量趋势，并且因而进行关于在当前时间是否运行配电网中的操作变换的判定。例如，在步骤522和542，控制器420可在将来时间计算预计电压，以便确定电压趋势以及是否执行抽头变换操作(例如步骤524和544)。下面参照图6更详细描述与网络模型用来确定趋势相关的附加细节。

图6是来自配电***110(图3所示)的经滤波的归一化电压信号的示范图形表示600。在本示范实施例中，X轴610表示单位为分钟(m)的时间，并且Y轴620表示每单位(pu)电压，以及曲线625表示随时间所读取和计算的经滤波和归一化的电压V，如上所述。在本示范实施例中，为了便于简化这些***和方法的描述，电压V的曲线325示为完全正弦波。

在本示范实施例中，图表600包括低电压阈值632(例如大约0.96pu)和高电压阈值634(例如大约1.04pu)。因此，低电压阈值632与高电压阈值634之间的电压范围630表示配电***110的预定操作范围。在一些实施例中，高电压阈值634和低电压阈值632是按照Y轴620的单位(例如pu)所表达的预定义值。

在图6所示的示例中，图表600包括通过大约6m与13m之间的曲线625中的凹陷所表示的较低电压“低谷”以及通过大约13m与19m之间的曲线625中的倾斜所表示的较高电压“峰值”。曲线625在大约7m与12m之间下降到低于低电压阈值632，如范围650所表示。因此，在那个时间周期期间，在感测点的网络被认为处于低于阈值条件(例如V<V_low)。同样，曲线625在大约13m与18m之间上升到高于高电压阈值630，如范围660所表示。因此，在那个时间周期期间，在感测点的网络被认为处于高于阈值条件(例如V>V_high)。

参照图5和图6，在操作期间，在本示范实施例中，切换控制器420(图4所示)执行过程500。在第一示例中，假定当过程500在与点A(例如，就在8m之前)关联的时间开始迭代时，切换控制器420处于中性状态(即，既没有当前活动低于阈值条件也没有当前活动高于阈值条件)。在这个时间的归一化电压值V低于低电压阈值632。因此，在步骤510，控制器420确定V低于低电压阈值632，进入低于阈值线程504，在步骤514识别***状态没有处于低于阈值条件，在步骤514设置flow_low=1以指示到低于阈值条件的状态变化，并且对30秒的时长(例如，timer_low=30秒)启动低于阈值定时器(例如timer_low)。

继续这个第一示例，假定点B表示timer_low到期之后的下一迭代(即，点B比点A迟15秒以上)。控制器420在步骤510确定在点B的时间的V仍然低于低电压阈值632，并且因而进入低于阈值线程504。控制器420在步骤514识别***状态已经处于低于阈值条件，并且timer_low在步骤520已经超时(例如到期)。控制器420然后在步骤522确定网络的趋势。在一些基于测量的实施例中，控制器420基于电流和以往测量来计算趋势值、例如ΔV/Δt。在一些基于模型的实施例中，控制器420基于当前条件并且使用网络模型来计算在将来时间的一个或多个属性的预计值，并且确定网络的趋势。控制器420在步骤522确定趋势值在点B的时间低于零或者以其他方式降低。换言之，电压V在较早点A以及timer_low的后续延迟进入低于阈值条件之后仍然向下前进。因此，控制器420在步骤524运行抽头变换命令，在步骤526将***状态重置到正常条件，并且循环到过程500的开始。

在第二示例中，假定当过程500在与点B(例如，就在8m之后，对这个示例忽略点A)关联的时间开始迭代时，切换控制器420处于中性状态(即，既没有当前活动低于阈值条件也没有当前活动高于阈值条件)。在这个时间的归一化电压值V低于低电压阈值632。因此，在步骤510，控制器420确定V低于低电压阈值632，进入低于阈值线程504，在步骤514识别***状态没有处于低于阈值条件，在步骤514设置flow_low=1以指示到低于阈值条件的状态变化，并且对15秒的时长(例如，timer_low=15秒)启动低于阈值定时器(例如timer_low)。

继续第二示例，假定点C表示timer_low到期之后的下一迭代(即，点C比点B迟15秒以上)。控制器420在步骤510确定在点C的时间的V仍然低于低电压阈值632，并且因而进入低于阈值线程504。控制器420在步骤514识别***状态已经处于低于阈值条件，并且timer_low在步骤520已经超时(例如到期)。控制器420然后计算或者以其他方式分析趋势值ΔV/Δt，并且确定趋势值在点B的时间高于零(例如上升)。换言之，电压V这时向上朝预定操作范围前进。因此，控制器420没有运行抽头变换命令，而是环回到过程500的开始。在后一点D，当电压V已经返回到预定操作范围时，过程500识别电压V在步骤510没有低于低电压阈值632也没有在步骤530高于高阈值634，并且因而控制器420在步骤560将***状态重置到中性。因此，第二示例表示控制器420在低于阈值条件和延迟时间之后确定电压已经恢复并且抽头操作可以不需要的条件。

在一些基于测量的实施例中，控制器420基于两个状态变量、即经滤波和归一化的电压V和电压趋势ΔV/Δt来实现控制动作。在进入低于或高于阈值***状态以及后续延迟时间、例如timer_low之后，控制器420基于下列控制表来确定操作：

类似地，在其他实施例中，可使用状态变量的多维超空间中的控制表。各状态可通过值的n元组来表示，例如经归一化和滤波的电压V、电压的导数、定时器状态、辐射、温度、季节等。例如，在一些实施例中，电压趋势可以是电压的斜率(例如曲线625的斜率)或者两个时间样本之间的差，在本文中均一般称作ΔV/Δt。在其他实施例中，电压趋势可包括功率或辐照度的负导数。在又一些实施例中，包括基于离散状态、例如一年的季节或者周日的条件行为。

在又一些实施例中，控制动作还受到例如电压调节器410的当前抽头位置影响。如果控制在可用范围的中间附近，则控制器420配置成更倾向于控制动作。更多或更少动作的趋势可例如通过调整高于或低于阈值条件的检测之后的延迟时间来控制。例如，如果当前抽头位置在可用范围的中间附近，则timer_low或timer_high可设置成较短时间长度、例如10秒。但是，如果抽头位置当前设置成朝中间范围的极端的位置，则控制器420可配置成通过增加那个相应定时器(即，与沿那个方向的移动关联的定时器)的时间长度，来阻止沿那个方向的进一步移动。

在一些实施例中，控制器420实现对趋势的基于模型的分析。更具体来说，控制器420至少部分基于使用配电***110的部分或全部的网络模型所生成的预测进行至少一些控制判定。在一些实施例中，这个网络模型可以是简化网络模型。如本文所使用的术语“网络模型”表示计算机化模型，其可用来模拟对配电网上的事件的动作和反应。此外，如本文所使用的术语“简化网络模型”一般表示配电***(例如配电***110)的网络模型，其中网络模型经过简化，以促进建模模拟期间的更快计算。配电网的模型简化技术是本领域已知的。在本示范实施例中，配电网110(图3所示)的至少一部分的简化网络模型可安装在控制器420上或者以其他方式是控制器420可用的。基于最近或当前电压读数的网络属性值(例如经归一化、滤波的电压V)可作为输入提供给简化网络模型，并且用来预测将来网络值和阈值趋势。

在一些实施例中，基于模型的分析可用作以上参照过程500和图5(例如线程504和线程506)所述的延迟和再检查步骤的替代或者与其结合。例如，在一个实施例中，在确定低于阈值条件存在之后，控制器420可将最近或当前电压值立即输入简化网络模型，并且在将来的某个时间量、例如通过timer_low或timer_high所定义的时间来生成电压值的预测。换言之，控制器420可略过定时器步骤、例如步骤512、514和520(及其在线程506中的等效步骤)，而立即转移到在步骤522计划将来时间(例如在等于timer_low的时间长度)的趋势。在另一个实施例中，控制器420仍然可执行定时器步骤512、514和520，以便在稍后时间(例如到步骤510和530的第二遍)循环和再检查当前电压，以及如果相同越界条件仍然存在，则控制器420在步骤522在将来点、例如15秒以后或者45秒以后计划趋势。因此，在稍后时间的电压的所产生模型预测可用作原本在稍后时间(例如在其他实施例下在过程500的步骤522、542)来读取/计算的实际电压或实际趋势值的替代。相应地，在一些实施例中，控制动作(例如抽头变换524、544)可在时间上更早执行，因为控制器420不需要等待到以后的时间点来收集实际测量。控制器420而是使用网络模型来计算预测，并且对那个预测进行动作。

在其他实施例中，网络模型分析可与以上参照过程500和图5所述的延迟和再检查步骤结合使用。例如，在确定低于阈值条件存在并且延迟通过timer_low所定义的时间量之后，控制器420可计算实际趋势值(例如步骤522)以及将来预测(例如使用简化网络模型)。控制器420可将实际趋势值与将来预测相结合，同时判定是否运行控制动作、例如抽头变换524。在一些实施例中，实际趋势值和将来预测经过加权，以确定是否运行控制动作。在其他实施例中，仅当高于或低于某个阈值时才可使用实际趋势值，否则控制器420可使用将来预测代替实际趋势值。

在又一些实施例中，过程500和控制器420可配置成考虑来自一个以上位置的值，并且可进一步配置成考虑并且基于那些值的一个或多个采取动作。例如，控制器420可以不仅接收来自电压调节器410的电压值，而是还接收来自其他下游或上游母线的电压。因此，控制器420可基于配电***110的其他部分上相对于通过例如低电压阈值632和高电压阈值634所设置的预定操作边界的电压趋势进行判定。

此外，在一些实施例中，简化网络建模可通过改变在各母线的所分配负载对运行于所分配负载的单一功率流或者使用蒙特卡洛模拟的多个灵敏度分析来执行，蒙特卡洛模拟的结果生成在馈线中的各母线的电压的概率分布。在母线的电压分布的平均和标准偏差表征馈线相对电压调节的性能。在配电网中，在各母线的电压应当在低电压阈值632与高电压阈值630(例如0.95pu与1.05pu)之间。如果将要超出这个范围的母线的电压的概率较高，则控制器起作用以使电压回到预定范围之内。概率可从电压的分布来计算，以及用户可指定阈值概率。例如，控制器可基于蒙特卡洛模拟来计算单个母线或多个母线的概率，并且在电压超出预定范围的概率高于用户指定概率阈值时可起作用。

在又一些实施例中，控制器可具有控制区域，其定义为控制器的互连点与下一个控制器之间的区域。因此，各控制器(例如控制器420)可在其自己的控制区域中起作用。来自各控制器的控制工作可以是将网络参数保持(例如电压剖面)保持在其边界之内，已知(一个或多个)下游控制器将按照与将网络参数控制在其边界之内相似的方式执行。在一些实施例中，控制器420可基于网络模型来识别控制器420下游的配电***110的组件。这些组件可包括例如最终消费者负载、PV或分布式生成和电动车辆(EV)。网络模型可包括来自离线研究的先前知识，其包括基于例如气候模式、配电***110中的位置以及发电机和EV的容量的这些组件的行为。在一些实施例中，控制器420预测组件中的短时间可变性，并且可包括数据、例如查找表，其例如链接作为功率的函数的不同时标的可变性。在其他实施例中，控制器420可基于例如所分配负载和短时间可变性、使用功率流技术来估计网络母线的各种状态。在一些实施例中，功率流技术基于用于估计在各种网络母线的电压和角的前向和后向扫描算法的一个或多个。因此，控制器420可基于网络母线的所估计或预计状态来生成用于切换相应网络组件的切换命令。

图7是用于使用控制器420(图4所示)对配电***110(图3所示)执行控制动作的示范方法700的流程图。在本示范实施例中，方法700使用包括耦合到存储器的处理器的计算装置来执行。在一些实施例中，方法700使用计算装置140(图2所示)来执行。在一些实施例中，控制装置是电压调节器，并且至少一个属性是电压，以及方法700包括识别电压的预定范围，其中包括高阈值和低阈值中的一个或多个。

在本示例实施例中，方法700包括在第一时间在存储器中识别710电力***上的越界条件，越界条件与电力***的至少一个属性关联。方法700还包括延迟720对越界条件的响应预定延迟时间。方法700还包括在预定延迟时间经过之后，由处理器在比第一时间迟的第二时间来计算730至少一个属性的趋势，该趋势指示偏离预定范围和预定值的至少一个的方向。方法700还包括至少部分基于该趋势向控制装置传送740控制动作。

在一些实施例中，控制装置是电压调节器，以及传送740控制动作包括向电压调节器传送抽头变换命令。在一些实施例中，至少一个属性是电压，以及识别710越界条件还包括从电力***的多个电压测量来计算归一化电压值，并且将归一化电压值与预定范围和预定值的一个或多个进行比较。此外，在一些实施例中，计算730至少一个属性的趋势包括基于至少一个属性的测量值来计算表示至少一个属性的轨迹的趋势值。在一些实施例中，计算730至少一个属性的趋势包括使用配电网的网络模型来确定趋势。在其他实施例中，计算730至少一个属性的趋势包括至少部分基于至少一个属性的测量值来计算延迟时间。

图8示出计算装置810中的数据库820的示例配置800连同可用来控制配电***110(图3所示)上的切换操作的其他相关计算组件。数据库820耦合到计算装置810中的若干独立组件，其执行特定任务。在示例实施例中，计算装置810可以是计算***140(图2所示)。

在本示例实施例中，数据库820包括电压数据822、配电网数据824和模型数据826。电压数据822包括与电压值关联的信息，例如经归一化和滤波的电压值V、电压趋势值ΔV/Δt和电压阈值，如上所述。配电网数据824包括与配电网、例如配电***110关联的信息，并且可包括从网络所收集的其他操作数据。模型数据826包括与建模配电***110关联的信息，例如配电***110的完全模型或简化网络模型。

计算装置810包括数据库820以及数据存储装置830。计算装置810还包括用于诸如接收和处理电压数据822或者处理与模型数据826关联的计算之类的操作的分析组件840。计算装置810还包括用于执行与电压数据822关联的滤波和均方根运算的滤波组件850。还包含控制组件860，以用于诸如对电压调节器运行抽头操作之类的操作。计算装置810还包括用于处理与电压数据822、配电网数据824和模型数据826关联的其他值的计算组件870。处理组件880帮助与***关联的计算机可执行指令的执行。

本文所示和所述的实施例以及本文没有具体描述但处于本公开的方面的范围之内的实施例构成用于控制配电网(例如配电***110)上的切换操作的示范部件。例如，计算***140以及添加到其中或者包含在其中的任何其他类似计算机装置当集成在一起时包括充分的计算机可读存储介质，其编程有充分的计算机可执行指令，以便如本文所述采用处理器来运行进程和技术。具体来说，计算***140以及添加到其中或者包含在其中的任何其他类似计算机装置当集成在一起时构成用于控制配电网上的切换操作的示范部件。

上述***和方法提供一种控制具有波动发电机、例如光伏阵列的配电网上的切换操作的方式。配电网具有一个或多个控制装置、例如电压调节器。电压调节器由切换控制器来管理，以保持网络上的电压稳定性。电压值从电压调节器来收集并且归一化。阈值被识别，并且描述网络的优选操作范围。当网络上的电压偏离到优选操作范围之外时，发起低于或高于阈值条件，并且启动定时器。在规定时间周期之后，切换控制器检查电压趋势，以及如果趋势仍然离开优选操作范围，则切换控制器运行抽头操作，以使电压返回到优选范围之内。

本文所述的方法、***和设备的一个示范技术效果包括下列至少一个：(a)分析配电网上的趋势，以限制切换操作；(b)计算归一化电压值，其可用来限制切换操作；(c)当电压趋向于离开优选范围时，运行配电网上的切换操作；以及(d)分析配电网的简化网络模型，以确定网络上的控制操作。

以上详细描述了用于配电网上的控制切换操作的***和方法的示范实施例。本文所述的***和方法并不局限于本文所述的具体实施例，而是可单独并且独立于本文所述的其他组件和步骤来利用***的组件和方法的步骤。例如，方法还可与涉及数据流的分析的其他***结合使用，而并不局限于仅采用如本文所述输电***和方法的实施。示范实施例而是能够与许多其他控制应用结合实现和使用。

虽然各个实施例的具体特征可在部分附图中示出而在其他附图中未示出，但是这只是为了方便起见。按照本文所述***和方法的原理，可与任何其他附图的任何特征结合引用和/或要求保护附图的任何特征。

本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开实施例，并且还使本领域的技术人员能够实施实施例，包括制作和使用任何装置或***，以及执行任何结合方法。本公开的专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构单元，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构单元，则预计它们落入权利要求的范围之内。

附图标记说明

。

Claims (10)

1.一种电力***(100)，包括：

配电网(110)；

控制装置(31)，配置成调节所述电力***(100)的至少一个属性；以及

处理器(360)，耦合到所述控制装置，所述处理器(360)配置成：

在第一时间识别(710)所述配电网(110)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(720)，在比所述第一时间迟的第二时间确定(730)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(740)控制动作。

2.如权利要求1所述的电力***，其中，所述控制装置(310)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(360)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。

3.如权利要求1所述的电力***，其中，所述控制装置(310)是电压调节器，其中所述处理器(360)还配置成向所述电压调节器传送抽头变换命令。

4.如权利要求1所述的电力***，其中，所述至少一个属性是电压，其中所述处理器(360)还配置成：

从所述电力***(100)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。

5.如权利要求1所述的电力***，其中，所述处理器(360)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。

6.如权利要求1所述的电力***，其中，所述处理器(360)还配置成使用所述配电网(110)的网络模型来确定所述趋势。

7.如权利要求1所述的电力***，其中，所述处理器(360)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。

8.一种用于包括配电***(110)的电力***(100)的计算装置(360)，所述配电***(110)包括控制装置(310)，所述计算装置(360)包括编程为执行下列步骤的处理器(152)：

在第一时间识别(710)所述配电***(110)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(720)，在比所述第一时间迟的第二时间确定(730)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(310)传送(740)控制动作。

9.如权利要求8所述的计算装置，其中，所述控制装置(310)是电压调节器，其中所述至少一个属性是电压，所述处理器(152)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(152)还编程为向所述电压调节器传送抽头变换命令。

10.如权利要求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(152)还编程为：

从所述电力***(100)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。