用于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓控制的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓控制的系統(tǒng)和方法。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)負(fù)載以及多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源。負(fù)載可以在配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近。每個(gè)負(fù)載可以從配電網(wǎng)絡(luò)接收電力。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制VAR源可以位于配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣或該邊緣附近，在這里它們可以各自檢測(cè)近端電壓。進(jìn)一步地，每個(gè)VAR源可以包括處理器和VAR補(bǔ)償部件。處理器可以被配置為使VAR源能夠基于近端電壓來(lái)確定是否啟用VAR補(bǔ)償部件，并且能夠通過(guò)控制開關(guān)以啟用VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
【專利說(shuō)明】用于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓控制的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略。尤其是，本發(fā)明涉及配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓控制的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)電壓控制的常規(guī)方案是基于大約70年前開發(fā)的技術(shù)。近年來(lái)，需要高度復(fù)雜和昂貴的系統(tǒng)來(lái)實(shí)施提高的有效的電壓控制和基于保護(hù)電壓降低(CVR)的需求降低。在現(xiàn)有要求下，連接用戶的交流(AC)線電壓需要在所有負(fù)載和變電站電壓的條件下落入由ANSIC84.1規(guī)定的窄帶內(nèi)。通常，公共設(shè)施工作在116-124伏的窄帶內(nèi)，即使級(jí)別“A”服務(wù)允許114-126伏的范圍。堅(jiān)持嚴(yán)格的調(diào)節(jié)帶的難處來(lái)自于變電站的進(jìn)入線路電壓的正常波動(dòng)以及沿饋線的負(fù)載變化。這些變化導(dǎo)致線路電壓改變，而公共設(shè)施被要求將消費(fèi)者的電壓維持在指定界限內(nèi)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)用于電壓控制的無(wú)功伏安調(diào)節(jié)設(shè)備(VAR設(shè)備)可以分為幾種類別，其包括:i)現(xiàn)有技術(shù)的具有慢響應(yīng)電容器和機(jī)電開關(guān)的VAR設(shè)備；ii)現(xiàn)有技術(shù)的具有中等響應(yīng)電容器和晶閘管切換電容器的VAR設(shè)備；以及iii)現(xiàn)有技術(shù)的具有使用靜止VAR源或靜止同步電容器(STATC0M)的基于功率轉(zhuǎn)換器的VAR控制的VAR設(shè)備。
[0004]需要指出，當(dāng)由客戶使用時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)VAR設(shè)備中的電容器主要用于功率因子控制，當(dāng)由公共設(shè)施使用時(shí)，主要用于電壓控制。對(duì)于功率因子控制，必須測(cè)量下游線路電流?？梢曰诰€路電流接通或切斷電容器和/或電感器，以實(shí)現(xiàn)期望的總功率因子(例如，通常為單位I的值)。在公共設(shè)施使 用的電壓控制的第二種情況下，基于下列參數(shù)控制電容器:I)本地電壓測(cè)量值；2)其他參數(shù)，例如溫度；和/或3)從控制中心通信接收的分派?？刂浦行目梢曰趶木W(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)點(diǎn)接收到的信息分派關(guān)于電容器控制的決策。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的VAR設(shè)備的多數(shù)電容器使用機(jī)電開關(guān)來(lái)切換。機(jī)電開關(guān)受限于切換速度和開關(guān)的壽命。許多機(jī)電開關(guān)被限制于每天切換3-4次。通常需要大約15分鐘的響應(yīng)時(shí)間啟用現(xiàn)有技術(shù)VAR設(shè)備的電壓控制。在這段時(shí)間內(nèi)，下列步驟可以被執(zhí)行:1)本地感測(cè)電壓；2)向集中式控制中心傳送感測(cè)到的電壓；3)在集中式控制中心對(duì)系統(tǒng)進(jìn)彳丁功率建模和/或電壓建模；4)基于該模型和所感知的潛在改善確定采取行動(dòng)；以及5)向現(xiàn)有技術(shù)VAR設(shè)備分派來(lái)自集中式控制中心的一個(gè)或多個(gè)命令，以切換電容器。更先進(jìn)的電壓-VAR優(yōu)化或VVO系統(tǒng)正在進(jìn)行這類集中式實(shí)施，所以它們可以嘗試優(yōu)化沿整個(gè)配電饋線的電壓分布并降低現(xiàn)有技術(shù)VAR設(shè)備之間的內(nèi)耗/內(nèi)?工(infighting)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]描述了用于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓控制的系統(tǒng)和方法。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)負(fù)載以及多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源。負(fù)載可以在配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近。每個(gè)負(fù)載可以從配電網(wǎng)絡(luò)接收電力。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制VAR源可以位于配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近，在這里它們可以各自檢測(cè)近端電壓。進(jìn)一步地，每個(gè)VAR源可以包括處理器和VAR補(bǔ)償部件。處理器可以被配置為使VAR源能夠在一延遲之后基于近端電壓來(lái)確定是否啟用VAR補(bǔ)償部件并且能夠通過(guò)控制開關(guān)以啟用VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
[0007]多個(gè)分路連接的開關(guān)控制VAR源中的每個(gè)的延遲可以是不相等的。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制VAR源的不同成員的不同延遲可以防止至少兩個(gè)不同成員之間的內(nèi)耗。在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)的延遲可以是相等的，但是多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的第三個(gè)的延遲可以不等于這兩個(gè)VAR源。
[0008]開關(guān)可以包括與NTC或電阻器串聯(lián)的半導(dǎo)體開關(guān)。半導(dǎo)體開關(guān)(與NTC或電阻器串聯(lián))可以與繼電器并聯(lián)。半導(dǎo)體開關(guān)可以由來(lái)自處理器的第一信號(hào)控制，并且繼電器可以由來(lái)自處理器的第二信號(hào)控制。半導(dǎo)體開關(guān)可以控制啟用VAR補(bǔ)償部件并且減輕繼電器的切換壓力。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)激活時(shí)，繼電器可以進(jìn)行傳導(dǎo)，由此降低半導(dǎo)體器件的傳導(dǎo)損耗。
[0009]在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)在配電網(wǎng)絡(luò)的變壓器的低壓側(cè)。VAR補(bǔ)償部件可以包括電容器或電感器。
[0010]在某些實(shí)施例中，多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)包括至少一個(gè)電壓設(shè)定值。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器中的每個(gè)可以被配置為基于近端電壓與至少一個(gè)電壓設(shè)定值的比較來(lái)確定是否啟用VAR補(bǔ)償部件。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)可以在至少一個(gè)電壓設(shè)定值高于檢測(cè)到的近端電壓時(shí)增加在前的無(wú)功伏安，并且至少一個(gè)電壓設(shè)定值低于檢測(cè)到的近端電壓時(shí)減少在前的無(wú)功伏安。
[0011]在某些實(shí)施例中，多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)包括通信模塊，通信模塊被配置為接收至少一個(gè)電壓設(shè)定值。不同的分路連接的開關(guān)控制的VAR源的通信模塊可以接收用于至少一個(gè)電壓設(shè)定值的更新。通信模塊可以被配置為更新電壓設(shè)定值，電壓設(shè)定值的更新速率可以顯著慢于基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用VAR補(bǔ)償部件從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。在某些實(shí)施例中，多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)接收不同的電壓設(shè)定值。
[0012]在某些實(shí)施例中，處理器進(jìn)一步被配置為檢測(cè)過(guò)壓狀況并且基于檢測(cè)到的過(guò)壓狀況來(lái)禁用開關(guān)。在各個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)自己確定啟用多個(gè)VAR源的VAR補(bǔ)償部件中的哪一個(gè)并且不啟用多個(gè)VAR源的VAR補(bǔ)償部件中的哪一個(gè)。
[0013]示例性方法包括由在配電網(wǎng)絡(luò)接近第一負(fù)載的邊緣處或該邊緣附近的第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)第一近端電壓，第一負(fù)載被配置為是否從配電網(wǎng)絡(luò)接收電力，第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源包括處理器和VAR補(bǔ)償部件，在第一延遲之后，由第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器基于第一近端電壓來(lái)確定是否啟用VAR補(bǔ)償部件，由第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安。
[0014]該方法可以進(jìn)一步包括，由在配電網(wǎng)絡(luò)接近第二負(fù)載的邊緣處或該邊緣附近的第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)第二近端電壓，第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源包括VAR補(bǔ)償部件和處理器，在第二延遲之后，由第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器基于第二近端電壓確定在第二延遲之后是否啟用VAR補(bǔ)償部件；由第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安。
[0015]第一延遲可以不等于第二延遲。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制VAR源的不同成員的不同延遲可以防止至少兩個(gè)不同成員之間的內(nèi)耗。
[0016]另一個(gè)示例方法可以包括，將第一開關(guān)控制的VAR源分路耦合在配電網(wǎng)絡(luò)上，第一開關(guān)控制的VAR源接近在配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的第一負(fù)載，第一負(fù)載被配置為從配電網(wǎng)絡(luò)接收電力，第一開關(guān)控制的VAR源被配置為檢測(cè)在配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的第一近端電壓，第一開關(guān)控制的VAR源包括VAR補(bǔ)償部件和處理器，處理器被配置為使第一開關(guān)控制的VAR源能夠在第一延遲之后基于第一近端電壓來(lái)確定是否啟用VAR補(bǔ)償部件，并且能夠基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
[0017]該方法可以進(jìn)一步包括，將第二開關(guān)控制的VAR源分路耦合在配電網(wǎng)絡(luò)上，第二開關(guān)控制的VAR源接近在配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的第二負(fù)載，第二負(fù)載被配置從配電網(wǎng)絡(luò)接收電力，第二開關(guān)控制的VAR源被配置為檢測(cè)在配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的第二近端電壓，第二開關(guān)控制的VAR源包括VAR補(bǔ)償部件和處理器，處理器被配置為使第二開關(guān)控制的VAR源能夠在第二延遲之后基于第二近端電壓來(lái)確定是否啟用VAR補(bǔ)償部件，并且能夠基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
[0018]第一延遲可以不等于第二延遲。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制VAR源的不同成員的不同延遲可以防止至少兩個(gè)不同成員之間的內(nèi)耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1a示出在某些實(shí)施例中的從單個(gè)變電站饋送的典型配電饋線。
[0020]圖1b示出在某些實(shí)施例中的從單個(gè)變電站饋送并包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓優(yōu)化(ENVO)設(shè)備的配電饋線。
[0021]圖1c示出在某些實(shí)施例中的從單個(gè)變電站饋送并包括多個(gè)ENVO設(shè)備的另一個(gè)配電饋線。
[0022]圖2示出在現(xiàn)有技術(shù)中的在未實(shí)現(xiàn)電容器組的情況下由于負(fù)載而導(dǎo)致的沿饋線的電壓降的示意圖。
[0023]圖3a示出在某些實(shí)施例中的在每個(gè)負(fù)載或靠近每個(gè)負(fù)載具有分路連接的開關(guān)控制的VAR源的配電網(wǎng)的示意圖。
[0024]圖3b示出在某些實(shí)施例中的在每個(gè)負(fù)載或靠近每個(gè)負(fù)載具有分路連接的開關(guān)控制的VAR源的配電網(wǎng)的另一個(gè)示意圖。
[0025]圖4a是示出在某些實(shí)施例中的可以分路連接的示例性開關(guān)控制的VAR源的電路圖。
[0026]圖4b是示出在某些實(shí)施例中的激活與繼電器相關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)，以接合VAR補(bǔ)償?shù)那€圖。
[0027]圖4c示出在某些實(shí)施例中的去激活與繼電器相關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)，以解除VAR補(bǔ)償?shù)那€圖。
[0028]圖5a和5b是示出在某些實(shí)施例中的與設(shè)定點(diǎn)相關(guān)的期望電壓范圍的曲線圖。
[0029]圖6是示出在某些實(shí)施例中的由開關(guān)控制的VAR源進(jìn)行的電壓調(diào)節(jié)的流程圖。
[0030]圖7是示出在某些實(shí)施例中的用兩個(gè)開關(guān)控制的VAR源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的事件的時(shí)序。
[0031]圖8是示出在現(xiàn)有技術(shù)中的各節(jié)點(diǎn)處的典型電壓分布的曲線圖。[0032]圖9是示出在某些實(shí)施例中的用240個(gè)開關(guān)控制的VAR源操作以調(diào)節(jié)沿配電饋線的邊緣的電壓實(shí)現(xiàn)的在各節(jié)點(diǎn)處的相對(duì)平坦電壓分布的曲線圖。
[0033]圖10是示出在某些實(shí)施例中的ENVO系統(tǒng)對(duì)線路電壓變化(這可以由太陽(yáng)能光伏電站引起)以及對(duì)線路負(fù)載的階躍變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的曲線圖。
[0034]圖1 Ia是示出在某些實(shí)施例中的可以在柱頂變壓器或任何電網(wǎng)資產(chǎn)內(nèi)或在柱頂變壓器或任何電網(wǎng)資產(chǎn)旁邊的多個(gè)開關(guān)控制的VAR源的另一個(gè)電路圖。
[0035]圖1lb示出在某些實(shí)施例中的開關(guān)控制的VAR源。
[0036]圖1lc示出在某些實(shí)施例中的多個(gè)開關(guān)控制的VAR源。
[0037]圖1ld示出在某些實(shí)施例中的控制器。
[0038]圖lie示出在某些實(shí)施例中的包括耦合到控制器的ADC電路和Z⑶電路的功率模塊。
[0039]圖12示出示例性數(shù)字設(shè)備的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]由分配可再生能源滲透和在不建設(shè)新線路或基礎(chǔ)設(shè)施的情況下增加電網(wǎng)容量的需求驅(qū)動(dòng)的分配動(dòng)態(tài)電壓控制的新要求正在不斷涌現(xiàn)。諸如保護(hù)電壓下降(CVR)和伏特VAR優(yōu)化(VVO)的應(yīng)用簡(jiǎn)單地通過(guò)降低并且平坦化沿配電網(wǎng)的電壓分布來(lái)使系統(tǒng)容量增加3-5%。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的CVR和VV0，對(duì)電網(wǎng)的改善在操作上是緩慢的，由于整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜性增加而難以建模，需要相當(dāng)?shù)暮蠖嘶A(chǔ)設(shè)施(例如，建模以及集中式計(jì)算和通信設(shè)施)，安裝足夠數(shù)量的設(shè)施以改善性能是昂貴的，并且難以維護(hù)。進(jìn)一步地，由于控制元件少并且粒狀響應(yīng)(granular response)差,常規(guī)的VVO方案實(shí)現(xiàn)很差的電壓調(diào)節(jié)。
[0041]在本文討論的各個(gè)實(shí)施例中，可以在每個(gè)客戶點(diǎn)處或靠近每個(gè)客戶點(diǎn)(即，在沿配電網(wǎng)的負(fù)載處)調(diào)節(jié)線路電壓。例如，公共設(shè)施可以在每個(gè)客戶位置處安裝分路連接的開關(guān)控制的無(wú)功伏安(VAR)源。每個(gè)分路連接的開關(guān)控制的無(wú)功伏安(VAR)源可以檢測(cè)該設(shè)備附近的電壓并且決定啟用VAR補(bǔ)償部件(例如，電容器和/或電感器)，以調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)上的電壓。多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的無(wú)功伏安(VAR)源獨(dú)立地切換可以共同操作來(lái)平坦化沿電網(wǎng)的電壓曲線(例如，沿從變電站開始的中壓配電饋線的電壓沖擊)。該多個(gè)VAR源可以被控制以防止VAR源之間的內(nèi)耗，同時(shí)允許連接點(diǎn)以較高的粒度和精度達(dá)到期望的電壓設(shè)定值。
[0042]如果實(shí)現(xiàn)了分布式VAR補(bǔ)償，則公共設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)好處。例如，即使在系統(tǒng)配置變化時(shí)也可以沿線路最佳地保持期望的電壓分布，系統(tǒng)損耗可以減少和/或可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。也可以通過(guò)分布式動(dòng)態(tài)可控VAR的可用性避免新的級(jí)聯(lián)電網(wǎng)失效機(jī)制，例如故障引起的滯后電壓恢復(fù)(FIDVR)。
[0043]在各個(gè)實(shí)施例中，在電網(wǎng)邊緣處或電網(wǎng)邊緣附近的分布式快速電壓控制器和/或補(bǔ)償器提供了能夠在很少或沒(méi)有內(nèi)耗的情況下自主地對(duì)本地信息起作用的解決方案。這種方式可以消除一些節(jié)點(diǎn)處的電壓變化的不確定性，使沿網(wǎng)絡(luò)邊緣的電壓分布平坦化，以及允許有載分接頭(LTC)將電壓下降到可能的最低程度。
[0044]圖1a示出在某些實(shí)施例中的從單個(gè)變電站102饋送的典型配電饋線106。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)踐包括在變電站102處使用有載分接頭(LTC)變壓器104，其中在饋線上具有固定和可切換的中壓電容器。圖1示出從耦合到初級(jí)饋線106的各個(gè)配電饋線(例如，通過(guò)變壓器108a-d與初級(jí)饋線分開的配電饋線)接收電力的一系列房屋(S卩，負(fù)載)110、112、114和116。在現(xiàn)有技術(shù)中，隨著與變電站102的距離增加，沿初級(jí)饋線的公共設(shè)施電壓118(例如，中壓配電饋線106)減少。
[0045]在現(xiàn)有技術(shù)中，可以沿一個(gè)或多個(gè)初級(jí)饋線106分散放置有載分接頭、緩動(dòng)電容器組和線路電壓調(diào)節(jié)器，以改善電壓范圍。在沒(méi)有保護(hù)電壓下降或CVR的情況下，第一房屋110具有所需要的大約124.2伏的公共設(shè)施電壓。房屋112具有明顯降低的大約120-121伏的公共設(shè)施電壓。房屋114進(jìn)一步具有所需要的在115與116之間的電壓，而房屋116具有所需要的在114與115之間的電壓。
[0046]圖1b示出在某些實(shí)施例中的從單個(gè)變電站102饋送并包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓優(yōu)化(ENVO)設(shè)備120a-d的配電饋線106。在各個(gè)實(shí)施例中，可以在任何數(shù)量的負(fù)載處或靠近任何數(shù)量的負(fù)載(例如，房屋110、112、114以及116)安置VAR補(bǔ)償器(例如，或任何VAR源)，包括例如ENVO設(shè)備120a-d。結(jié)果，沿著與變電站102的距離可以使整體電壓范圍平坦化，由此節(jié)約能源，增加響應(yīng)性，并且改善沿著較長(zhǎng)配電饋線的整體控制。為了避免一個(gè)或多個(gè)VAR源之間的內(nèi)耗，切換的動(dòng)作(例如，接合/解除VAR補(bǔ)償?shù)那袚Q時(shí)序或點(diǎn))在所有VAR源或一部分VAR源之間可以是不同的。
[0047]每個(gè)VAR源可以分別至少基于接近VAR源的電壓快速且獨(dú)立地動(dòng)作(例如，激活或去激活一個(gè)或多個(gè)VAR部件，例如電容器和/或電感器)，以改善電壓調(diào)節(jié)且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓優(yōu)化(ENVO)(參照ENVO線路122)。ENVO線路122描繪房屋110所需要的電壓是大約120伏。房屋112、114和116也可以需要大約在120伏周圍的合理平坦的電壓范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，ENVO線路122實(shí)現(xiàn)所需要的電壓范圍的期望平坦化，同時(shí)線路指示公共設(shè)施電壓118而沒(méi)有VAR補(bǔ)償?shù)募眲∠陆怠?br> [0048]圖1c示出在某些實(shí)施例中的從單個(gè)變電站102饋送并包括多個(gè)ENVO設(shè)備120a_d的另一個(gè)配電饋線106。在各個(gè)實(shí)施例中，ENVO設(shè)備120a-d可以進(jìn)一步包括應(yīng)用保護(hù)電壓下降(CVR)以進(jìn)一步降低所需要的電壓。線路124表示在ENVO設(shè)備132a_b應(yīng)用CVR的情況下房屋110、112、114和116所需要的電壓。例如，線路124(像ENVO線路122)是相對(duì)平坦的。房屋110和112可能需要大約115.2伏，而房屋114可能需要大約115伏。進(jìn)一步地，在這個(gè)示例中，房屋116可能需要115.4伏。提高系統(tǒng)的容量利用率的需求正推動(dòng)公共設(shè)施在非ENVO設(shè)備上使用諸如保護(hù)電壓下降(CVR)以及伏特VAR優(yōu)化(VVO)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)峰值需求量降低和容量擴(kuò)展。公共設(shè)施公司當(dāng)前通過(guò)從電網(wǎng)中的多個(gè)點(diǎn)接收信息、對(duì)性能進(jìn)行建模、對(duì)建議的改善進(jìn)行建模以及潛在地協(xié)調(diào)沿著變壓器的中壓側(cè)上的初級(jí)饋線的電容器組的動(dòng)作來(lái)應(yīng)用VAR。
[0049]之前存在的電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的較差的可控制性向系統(tǒng)規(guī)劃者和經(jīng)營(yíng)者提出帶來(lái)了管理電壓變化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。具體地，較差的可控制性限制了配電饋線可以被管理的長(zhǎng)度。較差的可控制性還限制了在將終端用戶位置處的所有電壓保持在界限內(nèi)的同時(shí)能夠處理的負(fù)載可變性。
[0050]進(jìn)一步地，新的趨勢(shì)看到了，越來(lái)越多地使用具有斷路器/重合器的分段器來(lái)隔離故障區(qū)段并且向其他非故障線路區(qū)段恢復(fù)電力，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)和電壓分布的明顯變化。越來(lái)越多地使用網(wǎng)絡(luò)重新配置也使得將電容器組和LTC放置在固定地點(diǎn)的任務(wù)變得更加困難，這是因?yàn)檫@種放置必須滿足多種配置的需要。而且，越來(lái)越多地使用分布式發(fā)電資源，例如屋頂光伏(PV)陣列，會(huì)在本地產(chǎn)生電力流的逆轉(zhuǎn)，距離變電站越遠(yuǎn)線路電壓越高，并且會(huì)導(dǎo)致所實(shí)現(xiàn)的任何電壓調(diào)節(jié)算法的崩潰。
[0051]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在電網(wǎng)邊緣處或電網(wǎng)邊緣附近的VAR源可以單獨(dú)地對(duì)可能是由于光伏陣列(例如，綠色能源發(fā)展，如太陽(yáng)能電池板)造成的較高線路電壓起反作用和校準(zhǔn)。這些VAR源可以允許客戶和網(wǎng)絡(luò)享有綠色電力的好處，而無(wú)需明顯再設(shè)計(jì)或改變電網(wǎng)以適應(yīng)該變化。由于網(wǎng)絡(luò)邊緣對(duì)沿著電網(wǎng)的事件或變化快速且獨(dú)立地反應(yīng)，因此用于緩慢電壓控制和調(diào)節(jié)的含有電網(wǎng)的完整狀態(tài)(包括影響負(fù)載和輸入的所有變量)集中式算法也變得沒(méi)有必要。
[0052]圖2是示出在現(xiàn)有技術(shù)中的在未實(shí)施電容器組的情況下由于負(fù)載而造成的沿著饋線的電壓降的示意圖。如圖2所示，自變電站的饋線線路的長(zhǎng)度受電壓降限制。在這個(gè)示例中，可用電壓存在10%的變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，目的是保持電壓在寬帶內(nèi)。由于可用的控制手段很少，因此只有過(guò)程控制是可能的。理想地，電壓應(yīng)當(dāng)沿著所有線路被嚴(yán)密調(diào)節(jié)到規(guī)范，包括在動(dòng)態(tài)波動(dòng)存在的情況下。在傳感器少、校準(zhǔn)點(diǎn)少、通信慢以及操作次數(shù)有限的情況下，現(xiàn)有技術(shù)的控制不能滿足新的和未來(lái)的配電電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)控制要求。
[0053]通過(guò)使用分散布置的電容器組，可以實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)以平坦化可用的電壓范圍和降低損耗。電容器組可以基于例如溫度操作，或基于來(lái)自集中式控制設(shè)施的命令操作。當(dāng)基于例如溫度時(shí)，為了避免電容器組的相互作用和最大化電容器組的開關(guān)壽命，激活或去激活一個(gè)或多個(gè)電容器的切換是不頻繁且緩慢的。在集中式設(shè)施的控制下操作的電容器組可以被單獨(dú)命令以避免相互作用。
[0054]盡管嘗試通過(guò)CVR控制電壓，沿著饋線長(zhǎng)度的下降僅輕微影響電容器組的激活。在這些示例中，電容器組可能每天切換三到四次。該過(guò)程也可能是緩慢的。在一個(gè)示例中，可能花費(fèi)15分鐘來(lái):1)檢測(cè)狀況；2)向集中式設(shè)施提供這些狀況；3)集中式設(shè)施對(duì)狀況進(jìn)行建模并且確定啟用或禁用電容器組；4)向一個(gè)或多個(gè)電容器組提供命令；以及5)接收命令并且執(zhí)行切換。即使一個(gè)或多個(gè)這些缺點(diǎn)被克服，在試圖控制電壓的多個(gè)設(shè)備之間仍然可能存在內(nèi)耗。例如，在每個(gè)設(shè)備嘗試補(bǔ)償電網(wǎng)的電力狀態(tài)時(shí)，多個(gè)晶閘管切換的電容器會(huì)彼此沖突。由于晶閘管切換的電容器以交叉目的工作，因此它們往往過(guò)分補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，同時(shí)不斷地對(duì)電網(wǎng)上的其他晶閘管切換的電容器的校準(zhǔn)做出反應(yīng)。
[0055]圖3a示出在某些實(shí)施例中的在每個(gè)負(fù)載處或靠近每個(gè)負(fù)載具有分路連接的開關(guān)控制的VAR源的配電網(wǎng)的示意圖。負(fù)載被示為房屋或住宅。除了房屋或住宅以外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，負(fù)載還可以是包括但不限于商業(yè)設(shè)施或工業(yè)設(shè)施的任何負(fù)載。負(fù)載可以是任何部件，電路，設(shè)備，配電網(wǎng)上消耗、耗散、輻射或使用電力的裝備或系統(tǒng)的零件。配電網(wǎng)是電網(wǎng)，例如用于從供給裝置向消費(fèi)者輸送電力的互連網(wǎng)絡(luò)。
[0056]在這個(gè)示例中，可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣處或網(wǎng)絡(luò)邊緣附近調(diào)節(jié)電壓，從而允許網(wǎng)絡(luò)邊緣的電壓優(yōu)化(ENVO)。網(wǎng)絡(luò)邊緣是配電網(wǎng)中接近接收電力的負(fù)載的部分。在一個(gè)示例中，負(fù)載是客戶負(fù)載。網(wǎng)絡(luò)邊緣可以是在變壓器的低壓側(cè)。例如，網(wǎng)絡(luò)邊緣可以包括一個(gè)或多個(gè)被配置為向多個(gè)客戶負(fù)載(例如，房屋住宅)提供電力的饋線。
[0057]在圖3中，變電站通過(guò)一系列區(qū)域配電饋線向住宅(例如，負(fù)載)提供電力。每個(gè)住宅和分路連接的開關(guān)控制的VAR源耦合到配電網(wǎng)。在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源被配置為檢測(cè)電壓并且基于檢測(cè)到的電壓來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安(VAR)。在一個(gè)示例中，分路連接的開關(guān)控制的VAR源啟用電容器和/或電感器來(lái)改變(例如，降低或消除)配電網(wǎng)的無(wú)功功率，由此調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電壓(即，網(wǎng)絡(luò)電壓)。無(wú)功功率的改變可以降低沿著配電饋線的電壓降。
[0058]如關(guān)于圖1所討論的，分路連接的開關(guān)控制的VAR源可以被放置在任何數(shù)量的負(fù)載處或靠近任何數(shù)量的負(fù)載。結(jié)果，可以沿著自變電站的距離使整體電壓范圍平坦化，由此節(jié)約能量，增加響應(yīng)性，以及改善沿著較長(zhǎng)配電饋線的整體控制。VAR源可以各自分別至少基于接近VAR源的電壓而快速且獨(dú)立地動(dòng)作(例如，激活或去激活一個(gè)或多個(gè)VAR部件，例如電容器和/或電感器)，從而共同動(dòng)作以改善電壓調(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)ENV0。圖3示出在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)電容器組的情況下，配電電壓降是平坦的，例如在圖3中示出的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上是+/-2%的變化。
[0059]圖3b是示出在某些實(shí)施例中的在每個(gè)負(fù)載處或靠近每個(gè)負(fù)載具有分路連接的開關(guān)控制的VAR源的配電網(wǎng)的另一個(gè)示意圖。在圖3b中，具有有載分接頭(LTC)304的變電站302饋送配電饋線306，其中在整個(gè)配電饋線306上具有線路電感。負(fù)載312、314、316和318分別經(jīng)由變壓器310a-d接收來(lái)自配電饋線306的電力。進(jìn)一步地，變壓器與負(fù)載之間的每個(gè)子饋線可以包括一個(gè)或多個(gè)ENVO設(shè)備310a-e，所述一個(gè)或多個(gè)ENVO設(shè)備310a_e可以被配置為用作一個(gè)或多個(gè)VAR補(bǔ)償器。在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)ENVO設(shè)備(例如，ENVOVAR單元)可以沿著典型配電饋線的長(zhǎng)度部署，以平坦化所需要的電壓并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行響應(yīng)。
[0060]在各個(gè)實(shí)施例中，可選的中央控制器320可以與一個(gè)或多個(gè)ENVO設(shè)備310a_e通信，以接收關(guān)于一個(gè)或多個(gè)ENVO設(shè)備310a-e的動(dòng)作的傳感器信息和/或行為信息。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)ENVO設(shè)備310可以包括被配置為彼此通信和/或與中央控制器320通信的通信接口。在某些實(shí)施例中，中央控制器320可以提供可輔助控制一個(gè)或多個(gè)ENVO設(shè)備310何時(shí)變?yōu)榧せ畹囊粋€(gè)或多個(gè)(本文所討論的)設(shè)定值(例如，基于比較一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值與一部分配電網(wǎng)絡(luò)的電壓)。中央控制器320將在這里進(jìn)一步討論。
[0061]圖4a是示出在某些實(shí)施例中的可以分路連接的示例性開關(guān)控制的VAR源400的電路圖。開關(guān)控制的VAR源400可以是大量開關(guān)控制VAR源400在配電網(wǎng)(S卩，電網(wǎng))邊緣處或配電網(wǎng)邊緣附近的一部分。
[0062]在高層次上，開關(guān)控制的VAR源400包括電容器412 (例如，VAR補(bǔ)償部件)，電容器412通過(guò)與半導(dǎo)體開關(guān)416 (例如，三端雙向控制硅420-NTC418是可選的)并聯(lián)的繼電器414進(jìn)行控制。處理器(例如，控制器426)可以基于電壓來(lái)控制繼電器414和半導(dǎo)體開關(guān)416。例如，控制器426可以(例如，通過(guò)線路402)檢測(cè)接近開關(guān)控制的VAR源400的電壓?；跈z測(cè)到的電壓，控制器426可以通過(guò)控制繼電器414和半導(dǎo)體開關(guān)416來(lái)啟用或禁用電容器。如這里所討論的，繼電器414和半導(dǎo)體開關(guān)416可以一起工作以在切換操作期間保護(hù)并且延長(zhǎng)開關(guān)控制的VAR源400的各種部件的壽命。
[0063]示例性開關(guān)控制的VAR源400包括線路402和430、熔絲404、電感器406、電阻器408、410、418、422和424、電容器412、繼電器414、包含可選的NTC418和三端雙向控制硅420的開關(guān)416、控制器426以及電源單元(PSU)428。線路402和430可以耦合到饋線，例如變壓器的低壓側(cè)上的饋線。在一個(gè)示例中，線路402和430可以耦合到被配置為向(例如，在網(wǎng)絡(luò)邊緣上或網(wǎng)絡(luò)邊緣處的)一個(gè)或多個(gè)負(fù)載提供電力的任何線路或饋線。在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400接近住宅負(fù)載或商業(yè)負(fù)載。例如，開關(guān)控制的VAR源400可以在接近負(fù)載的智能電表、普通電表或變壓器內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，開關(guān)控制的VAR源400可以在任何電網(wǎng)資產(chǎn)內(nèi)。
[0064]熔絲404被配置為保護(hù)開關(guān)控制的VAR源400免于電壓尖峰、瞬變、過(guò)大電流等。熔絲404可以是任何熔絲，并且可以是容易可替換的。在某些實(shí)施例中，如果熔絲404短路電路和開關(guān)控制的VAR源400從配電網(wǎng)斷開，則輸送到住宅負(fù)載和/或商業(yè)負(fù)載的電力可能不會(huì)中斷。
[0065]電感器406和電阻器408可以用作L-R緩沖器(snubber)，以控制峰值浪涌電流(例如，在啟動(dòng)狀況期間)并且管理共振。在某些實(shí)施例中，電感器406和電阻器408可以防止由從線路402接收的電壓或電力的變化和/或開關(guān)控制的VAR源400的激活或去激活而導(dǎo)致的對(duì)電容器412和/或開關(guān)控制的VAR源的其他電路的磨損。
[0066]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在某些實(shí)施例中，電感器406和電阻器408會(huì)降低電容器412對(duì)諧波共振的易感性。在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400不包括電感器406和/或電阻器408。
[0067]電容器412可以是被配置為補(bǔ)償無(wú)功功率(例如，VAR)的任何電容器。在各個(gè)實(shí)施例中，繼電器414和/或半導(dǎo)體開關(guān)416可以形成一開關(guān)，該開關(guān)完成電路，從而允許電容器412影響網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功功率。在一個(gè)示例中，如果繼電器414是打開的并且(半導(dǎo)體開關(guān)416的)三端雙向控制硅420被去激活，則電容器412可以是開路的一部分，因此，對(duì)配電網(wǎng)或負(fù)載沒(méi)有影響。
[0068]電阻器410是可選的泄放電阻器。在某些實(shí)施例中，當(dāng)電容器被開關(guān)禁用或斷開時(shí)(例如，經(jīng)由繼電器414和/或半導(dǎo)體開關(guān)416)，電阻器410可以潛在地接收來(lái)自電容器412的能量，由此允許電容器412的能量狀態(tài)減少。
[0069]繼電器414可以被用于降低當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)416是激活時(shí)的損耗。半導(dǎo)體開關(guān)416可以被用于在接通或斷開時(shí)提供精確且快速的響應(yīng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以使用任何經(jīng)過(guò)適當(dāng)測(cè)試的繼電器(例如，經(jīng)過(guò)測(cè)試的機(jī)電繼電器)。
[0070]半導(dǎo)體開關(guān)416的三端雙向控制硅420是柵極控制的晶閘管，在其中電流能夠在兩個(gè)方向流動(dòng)。繼電器414和/或三端雙向控制硅420可以用作一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。例如，控制器426可以打開繼電器414并且將三端雙向控制硅420去激活，從而產(chǎn)生開路以斷開電容器412。
[0071]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以使用任何開關(guān)。例如，也可以使用諸如IGBT、晶閘管對(duì)或晶閘管/ 二極管布局的開關(guān)S。在另一個(gè)示例中，mosfet或IGBT可以與二極管并聯(lián)使用，以控制電容器412。
[0072]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，繼電器414和三端雙向控制硅420可以一起工作，以維持開關(guān)控制的VAR源400的全部部件或部分部件的壽命?？刂破?26可以被配置為控制繼電器414和三端雙向控制硅420，以避免瞬變或其他不希望的可能影響電路壽命的功率特性的方式切斷電路。例如，控制器426可以確保在命令三端雙向控制硅420去激活之前(例如，1/2周期后)，繼電器414是打開的(例如，如果繼電器414是閉合的，則命令繼電器414打開)。這個(gè)過(guò)程可以防止繼電器414上的火花或電弧，并且進(jìn)一步地，可以維持繼電器414的壽命。在某些實(shí)施例中，三端雙向控制硅420可以被接通，并且在足夠的延遲后，繼電器414可以被閉合。接著，控制器426可以命令繼電器414打開，由此保護(hù)電路的一個(gè)或多個(gè)部件。
[0073]在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400包括繼電器414，但是不包括半導(dǎo)體開關(guān)416。在一個(gè)示例中，控制器426可以命令繼電器414打開或閉合，由此啟用或禁用電容器412。在其他實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400包括半導(dǎo)體開關(guān)416，但是不包括繼電器414。控制器426可以類似地控制三端雙向控制硅420啟用或禁用電容器412。
[0074]可選的電阻器418可以是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)的電阻器或熱敏電阻。NTC電阻器418是其電阻會(huì)隨著溫度而改變的電阻器類型。通過(guò)控制NTC電阻器418，三端雙向控制硅420可以在不用等待線路402的AC功率的過(guò)零電壓的情況下被激活或去激活，從而允許以最小延遲插入VAR源。例如，在沒(méi)有NTC電阻器418的情況下，三端雙向控制硅420只可以在AC電壓跨過(guò)零伏時(shí)被激活。NTC電阻器418可以被配置為使得三端雙向控制硅420可以在任何點(diǎn)被激活而沒(méi)有或少有不期望的效果(例如，最小或降低的浪涌)。
[0075]電阻器422和424會(huì)衰減過(guò)濾來(lái)自線路402的要被控制器426接收的信號(hào)。
[0076]控制器426可以被配置為基于線路402的電壓來(lái)確定近端電壓(proximatevoltage)并且可以啟用或禁用電容器412。在各個(gè)實(shí)施例中，控制器426是諸如微處理器的處理器和/或可以檢測(cè)饋線402的電壓的外設(shè)接口控制器(PIC)微控制器。
[0077]在某些實(shí)施例中，基于該電壓，控制器426可以控制繼電器414和/或三端雙向控制硅420將電路打開或閉合，由此啟用或禁用電容器412。例如，如果檢測(cè)到的電壓是不期望的，則控制器426可以通過(guò)命令三端雙向控制硅420激活和/或命令繼電器414閉合來(lái)啟用電容器412。接著，電容器412可以補(bǔ)償無(wú)功功率(例如，調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電壓)。
[0078]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，繼電器414的響應(yīng)可能存在延遲(例如，繼電器414可能是當(dāng)與三端雙向控制硅420相比緩慢反應(yīng)的機(jī)電繼電器)。在這個(gè)示例中，打開繼電器414的命令可以在去激活三端雙向控制硅420的命令之前發(fā)送。
[0079]電網(wǎng)上電容器的一個(gè)最常見的失效機(jī)制是過(guò)壓。在某些實(shí)施例中，繼電器414和三端雙向控制硅420可以在檢測(cè)到過(guò)壓時(shí)被去激活，由此保護(hù)電容器。
[0080]控制器426可以延遲激活開關(guān)(例如，繼電器414和半導(dǎo)體開關(guān)416)。在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)開關(guān)控制的VAR源400對(duì)電網(wǎng)內(nèi)的電壓進(jìn)行反應(yīng)。為了防止開關(guān)控制的VAR源400之間的內(nèi)耗，一個(gè)或多個(gè)設(shè)備可以延遲啟用或禁用VAR補(bǔ)償部件(例如，電容器412)。在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)開關(guān)控制的VAR源400的控制器包括不同的延遲。結(jié)果，每個(gè)開關(guān)控制的VAR源400可以在不同時(shí)間激活開關(guān)以調(diào)節(jié)電壓，由此向每個(gè)設(shè)備給出檢測(cè)可能由一個(gè)或多個(gè)開關(guān)控制的VAR源400產(chǎn)生的電壓變化的時(shí)間。
[0081]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，該延遲可以在開關(guān)控制的VAR源400的制造期間被設(shè)定，或者可以從集中式通信設(shè)施上傳?？梢詾槊總€(gè)不同的開關(guān)控制的VAR源400隨機(jī)地設(shè)定延遲。
[0082]電源單元(PSU)可以使電力適合于控制器426。在某些實(shí)施例中，控制器426從線路402、電池和任何其他電源供應(yīng)的電力供電。PSU428可以是任何電源。
[0083]雖然圖4a將耦合到電阻器422的線路描繪為在熔絲404的未保護(hù)側(cè)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，熔絲404可以保護(hù)控制器426和PSU428。例如，電阻器422可以經(jīng)由熔絲404耦合到線路402。
[0084]在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400可以動(dòng)態(tài)且自主地操作，以調(diào)節(jié)電壓和/或補(bǔ)償電網(wǎng)故障。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，開關(guān)控制的VAR源400可以基于檢測(cè)到的電壓來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，并且因此調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電壓，而不用檢測(cè)或分析電流。在某些實(shí)施例中，負(fù)載電流信息可以從額外的電流傳感器或從智能電表導(dǎo)出。
[0085]在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400可以包括可被用于調(diào)節(jié)電壓的電感器。例如，一個(gè)或多個(gè)電感器可以代替電容器412。在另一個(gè)示例中，一個(gè)或多個(gè)電感器可以與電容器412并聯(lián)。電感器可以耦合到熔絲404 (或不同的熔絲)，并且可以進(jìn)一步耦合到單獨(dú)的開關(guān)。例如，(多個(gè))電感器可以與三端雙向控制硅(或mosfet或IGBT)并聯(lián)地耦合到繼電器，這可以執(zhí)行類似于繼電器414和半導(dǎo)體開關(guān)416的切換。控制器426可以通過(guò)啟用一個(gè)開關(guān)并且用另一開關(guān)生成開路，從而啟用電感器且禁用電容器412。類似地，控制器426可以禁用電感器且啟用電容器412，或者替換地，禁用兩者。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，與電感器關(guān)聯(lián)的三端雙向控制硅也可以耦合到NTC電阻器，從而允許三端雙向控制硅在任何時(shí)間被去激活。
[0086]開關(guān)控制的VAR源400可以被分路連接到配電網(wǎng)。在一個(gè)示例中，開關(guān)控制的VAR源400經(jīng)由導(dǎo)電線路402和430分路耦合在住宅或其他商業(yè)負(fù)載處，或者接近住宅或其他商業(yè)負(fù)載。分路連接可以是電路內(nèi)的部件以如下方式進(jìn)行的連接，在這種方式中，存在多個(gè)路徑，電流在其間被劃分，而所有部件具有同一施加電壓。
[0087]在一個(gè)示例中，饋線可以從變壓器延伸到一個(gè)或多個(gè)負(fù)載(例如，住宅)。饋線也可以與開關(guān)控制的VAR源400以分路方式耦合。在某些實(shí)施例中，如果開關(guān)控制的VAR源400失效或以其他方式不工作，則因?yàn)榉致愤B接，配電網(wǎng)的電力輸送不中斷(例如，即使到開關(guān)控制的VAR源400的連接變成開路，變壓器與沿著饋線的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載之間的電力不會(huì)中斷)。
[0088]在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源400可以被布置在電表(例如，智能電表)內(nèi)部或與電表一起布置，使得安裝可以是背載式的，從而節(jié)省公共設(shè)施的總安裝成本和讀取成本。開關(guān)控制的VAR源400可以使用智能電表內(nèi)的通信鏈路與公共設(shè)施通信，獲取VAR分派或電壓設(shè)定值命令，和/或通知公共設(shè)施故障。多個(gè)開關(guān)控制的VAR源400可以被布置在公共外殼中，并且可以被裝設(shè)在另一電網(wǎng)資產(chǎn)上，例如柱頂或支架安裝變壓器上。這可以允許較低成本的VAR補(bǔ)償，降低通信鏈路的成本，并且允許導(dǎo)出另外的值，例如評(píng)估資產(chǎn)的狀態(tài)和預(yù)期壽命。
[0089]在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以各自包括通信模塊。通信模塊是被配置為與一個(gè)或多個(gè)數(shù)字設(shè)備或其他分路連接的開關(guān)控制的VAR源以無(wú)線方式或有線方式通信的任何硬件。通信模塊可以包括調(diào)制解調(diào)器和/或天線。
[0090]一個(gè)或多個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以接收一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值，所述一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值與電壓進(jìn)行比較，以幫助確定是否接合VAR補(bǔ)償部件。設(shè)定值可以是改善電壓調(diào)節(jié)的預(yù)定值。開關(guān)控制的VAR源的處理器可以基于近端電壓與設(shè)定值的比較，確定是否調(diào)整電壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，對(duì)于不同的開關(guān)控制的VAR源，設(shè)定值可以是不同的。
[0091]例如，開關(guān)控制的VAR源可以將檢測(cè)到的饋線電壓(例如，近端電壓)與一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值進(jìn)行比較，從而基于該比較確定是否激活電容器。例如，如果檢測(cè)到的電壓高于先前接收到的設(shè)定值，則開關(guān)控制的VAR源可以啟用電容器以降低電壓。替換地，如果該電壓低于先前接收到的設(shè)定值，則開關(guān)控制的VAR源可以禁用原本激活的電容器以降低電壓。
[0092]在某些實(shí)施例中，通信設(shè)施可以分派和/或更新一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值。開關(guān)控制的VAR源可以經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)、電力線載波網(wǎng)絡(luò)(例如，經(jīng)由電網(wǎng))、以無(wú)線方式、經(jīng)由近場(chǎng)通信技術(shù)等進(jìn)行通信。通信設(shè)施可以以任何速率或速度更新任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源的設(shè)定值。例如，通信設(shè)施可以基于電網(wǎng)、電力使用率或任何其他因素的變化而更新設(shè)定值。
[0093]在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以接收信息和提供信息。例如，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以向一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)施(例如，數(shù)字設(shè)備)提供電壓信息、電流信息、諧波信息和/或任何其他信息。
[0094]可以跟蹤并且評(píng)估由開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)的、接收的或以其他方式處理的信息。例如，電壓和/或其他電力信息可以被VAR源或集中式設(shè)施跟蹤，以確定使用率和識(shí)別不一致的使用。預(yù)期使用的歷史可以被開發(fā)并與更新的信息進(jìn)行比較，以識(shí)別可能指示竊電、一個(gè)或多個(gè)電網(wǎng)部件的失效或退化裝備的變化。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以提供信息，以監(jiān)測(cè)老化的裝備。當(dāng)電壓的變化或其他信息指示退化或降級(jí)時(shí)，可以在失效之前規(guī)劃并且執(zhí)行改變、更新或維修。
[0095]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，開關(guān)控制的VAR源的控制器可以啟用或禁用電感器。如本文所述，在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源可以包括并聯(lián)的電感器和電容器。在某些示例中，基于檢測(cè)到的電壓對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收到的設(shè)定值的比較，分路連接的開關(guān)控制的VAR源的控制器可以獨(dú)立地啟用或禁用電感器和電容器。
[0096]圖4b是示出在某些實(shí)施例中的激活與繼電器有關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)以接合VAR補(bǔ)償?shù)那€圖。如這里所討論的，當(dāng)激活開關(guān)控制的VAR源400時(shí)，控制器426可以被配置為在激活繼電器414之前激活三端雙向控制硅420。在某些實(shí)施例中，控制器426可以在預(yù)定延遲之后激活繼電器414。該延遲可以是任何延遲。在一個(gè)示例中，控制器426可以在開關(guān)控制的VAR源400的制造之前或之后，在校準(zhǔn)或安裝期間接收預(yù)定的延遲(例如，作為軟件或固件)。
[0097]如圖4b所示，三端雙向控制硅420可以在電壓是低的和/或電容電流接近O時(shí)被激活。在一延遲之后，例如其可以是大約一個(gè)周期，繼電器414可以被閉合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，利用NTC電阻器418，三端雙向控制硅420可以在任何時(shí)候被激活。進(jìn)一步地，繼電器414可以在三端雙向控制硅420是激活的之后的任何時(shí)間被閉合(即，延遲可以是任何時(shí)間長(zhǎng)度)。
[0098]圖4c是示出在某些實(shí)施例中的去激活與繼電器414有關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)以接觸VAR補(bǔ)償?shù)那€圖。如這里所討論的，當(dāng)去激活開關(guān)控制的VAR源400時(shí)，控制器426可以被配置為確保在去激活三端雙向控制硅420之前，繼電器414是閉合的?？刂破?26可以隨后去激活(打開)繼電器420。在某些實(shí)施例中，控制器426可以在預(yù)定的延遲之后去激活繼電器414。該延遲可以是在校準(zhǔn)或安裝期間接收到的任何延遲，其可以是軟件或固件。
[0099]如圖4c所示，繼電器420可以在任何時(shí)間被閉合。在某些實(shí)施例中，控制器426確認(rèn)繼電器420是閉合的。如果繼電器420是打開的，則控制器426可以控制繼電器420閉合。在一延遲之后(例如，在大約一個(gè)周期或任何時(shí)間之后)，控制器426可以去激活三端雙向控制硅420。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，三端雙向控制硅420可以在任何點(diǎn)被去激活。在三端雙向控制硅420被去激活之后，控制器426可以控制繼電器414打開。在某些實(shí)施例中，控制器426可以在預(yù)定的延遲值后控制繼電器414打開。該延遲可以等于或不等于閉合繼電器與去激活三端雙向控制硅414之間的延遲。
[0100]圖5a和圖5b是示出在某些實(shí)施例中的與設(shè)定值有關(guān)的期望的電壓范圍的曲線圖500和508。在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源可以包括單個(gè)設(shè)定值502 (例如，240伏)。開關(guān)控制的VAR源可以被配置為通過(guò)比較檢測(cè)到的電壓和設(shè)定值502來(lái)調(diào)整電壓(例如，通過(guò)控制VAR補(bǔ)償部件)。閾值504和506可以在開關(guān)控制的VAR源啟用或禁用VAR補(bǔ)償部件之前識(shí)別允許的電壓范圍(例如，+/-2伏)。
[0101]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，閾值504和506可以相等或不相等。進(jìn)一步地，閾值504和506可以隨著時(shí)間改變(例如，通過(guò)基于一天中的時(shí)間、季節(jié)、溫度、電壓、電流、檢測(cè)到的電壓的變化率等而變化的算法)。
[0102]圖5b是示出在某些實(shí)施例中的描繪隨時(shí)間的電壓并且識(shí)別設(shè)定值510和512的曲線圖。設(shè)定值510和512將期望的“理想”電壓(例如，240伏)囊括在內(nèi)。在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源可以檢測(cè)近端電壓并且將檢測(cè)到的電壓與設(shè)定值510和512進(jìn)行比較。如果該電壓高于設(shè)定值510或低于設(shè)定值512，則開關(guān)控制的VAR源可以啟用/禁用VAR補(bǔ)償部件或以其他方式調(diào)節(jié)電壓，從而進(jìn)行校正。雖然一個(gè)開關(guān)控制的VAR源的影響可能不會(huì)明顯改變網(wǎng)絡(luò)電壓，但是自主操作以改變網(wǎng)絡(luò)電壓的多個(gè)VAR源可以調(diào)節(jié)多個(gè)點(diǎn)上的電壓。因此，許多設(shè)備的有限改變可以以有限的額外成本對(duì)配電產(chǎn)生明顯效率和改善。
[0103]在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)不具有通信模塊，而是可以包括在制造時(shí)預(yù)先配置的設(shè)定值。在其他實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)包括通信模塊，并且因此，設(shè)定值可以被其他開關(guān)控制的VAR源或一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)施改變或更新。
[0104]在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以包括調(diào)節(jié)分布圖(profile)。調(diào)節(jié)分布圖可以包括基于時(shí)間、近端狀況或使用率改變一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值以便改善保護(hù)的策略。如果使用率有可能出現(xiàn)波峰(例如，基于每天的熱量、商業(yè)負(fù)載、住宅負(fù)載或與電動(dòng)汽車的充電設(shè)施的接近度)，則調(diào)節(jié)分布圖可以相應(yīng)地調(diào)整設(shè)定值。結(jié)果，可以根據(jù)感測(cè)到的使用率、電壓變化、一天中的時(shí)間、一年中的時(shí)間、外界溫度、社會(huì)需要或任何其他標(biāo)準(zhǔn)而改變?cè)O(shè)定值。
[0105]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以在任何時(shí)間通過(guò)通信模塊接收調(diào)節(jié)分布圖。在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以不包括通信模塊，但可以仍然包括先前已經(jīng)配置的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)分布圖。
[0106]圖6是示出在某些實(shí)施例中的由開關(guān)控制的VAR源進(jìn)行的電壓調(diào)節(jié)的流程圖。在步驟602中，開關(guān)控制的VAR源可以接收第一設(shè)定值。在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源包括可以從數(shù)字設(shè)備(例如，以無(wú)線方式或通過(guò)智能電表的通信模塊)、另一個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源(例如，通過(guò)近場(chǎng)通信)、電力線載波通信等接收該設(shè)定值的通信模塊。該設(shè)定值可以激活開關(guān)控制的VAR源，以啟用VAR補(bǔ)償，或者在某些實(shí)施例中，該設(shè)定值可以是可與檢測(cè)到的近端電壓進(jìn)行比較的電壓設(shè)定值。
[0107]在某些實(shí)施例中，公共設(shè)施可以包括VAR源服務(wù)器或被配置為與不同VAR源通信的其他設(shè)備(例如，經(jīng)由WiF1、蜂窩通信、近場(chǎng)通信、有線或電力線載波)。在各個(gè)實(shí)施例中，VAR源服務(wù)器可以與一個(gè)或多個(gè)其他服務(wù)器通信，以便與VAR源通信。例如，VAR源服務(wù)器可以通過(guò)智能電表或與智能電表通信的服務(wù)器進(jìn)行通信。一個(gè)或多個(gè)智能電表可以包括VAR源或以其他方式與一個(gè)或多個(gè)VAR源通信。
[0108]第一設(shè)定值(例如，電壓設(shè)定值)可以是調(diào)節(jié)分布圖的一部分。在一個(gè)示例中，多個(gè)調(diào)節(jié)分布圖可以在制造期間或通過(guò)通信模塊由開關(guān)控制的VAR源接收。每個(gè)調(diào)節(jié)分布圖可以包括一個(gè)或多個(gè)不同的設(shè)定值，以便基于各種因素(例如，一天中的時(shí)間、使用歷史、負(fù)載類型、綠色能源產(chǎn)量等)改善電力分布和/或效率。在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源的處理器可以基于檢測(cè)到的電壓、電壓變化率、與其他開關(guān)控制的VAR源的通信、與VAR源服務(wù)器的通信、溫度、一天中的時(shí)間、電網(wǎng)的變化等切換調(diào)節(jié)分布圖。一旦根據(jù)調(diào)節(jié)分布圖實(shí)施，開關(guān)控制的VAR源的處理器可以繼續(xù)檢測(cè)近端電壓，并將該電壓與新的設(shè)定值進(jìn)行比較，以便確定VAR補(bǔ)償部件是否應(yīng)當(dāng)啟用或禁用。
[0109]在步驟604中，控制器426 (即，處理器)檢測(cè)在網(wǎng)絡(luò)邊緣處(例如，電網(wǎng)的負(fù)載附近)的近端電壓。近端電壓是從線路402接收的電壓(例如，線路402耦合到饋線或電網(wǎng)資產(chǎn)的這點(diǎn)處的電壓)。近端電壓可以是在電壓檢測(cè)時(shí)分路連接的開關(guān)控制的VAR源400在配電網(wǎng)中所耦合到的地方的電壓。
[0110]在某些實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源可以通過(guò)另一個(gè)開關(guān)控制的VAR源或電網(wǎng)資產(chǎn)檢測(cè)電壓。在某些實(shí)施例中，智能電表、變壓器或其他電力設(shè)備可以檢測(cè)電壓。開關(guān)控制的VAR源可以在輸電時(shí)或輸電期間從其他設(shè)備接收檢測(cè)到的電壓或截取檢測(cè)到的電壓。
[0111]在步驟606中，控制器426可以將檢測(cè)到的近端電壓與任何數(shù)量的設(shè)定值進(jìn)行比較，以確定VAR補(bǔ)償部件是否可以被啟用或禁用。如這里所討論的，控制器426可以基于該比較來(lái)控制開關(guān)(例如，繼電器和/或半導(dǎo)體開關(guān))，以啟用或禁用一個(gè)或多個(gè)電容器和/或一個(gè)或多個(gè)電感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，啟用或禁用VAR補(bǔ)償部件的確定可以由開關(guān)控制的VAR源的處理器做出，而不是由集中式設(shè)施做出。該確定可以自主地并且獨(dú)立于其他開關(guān)控制的VAR源進(jìn)行。
[0112]通過(guò)任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源的操作來(lái)將電壓調(diào)節(jié)在期望的范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的電壓調(diào)節(jié)。進(jìn)一步地，電壓范圍可以是平坦的并且能夠動(dòng)態(tài)地對(duì)沿著一個(gè)或多個(gè)配電線和/或饋線的變化進(jìn)行響應(yīng)。
[0113]在步驟608中，控制器426可以延遲切換VAR補(bǔ)償部件持續(xù)預(yù)定的時(shí)間。如這里所討論的，為了避免任何數(shù)量的開關(guān)控制VAR源之間的內(nèi)耗，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以延遲切換持續(xù)預(yù)定的時(shí)間。對(duì)于不同的開關(guān)控制的VAR源，延遲時(shí)間可以是不同的。例如，即使第一開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)到調(diào)節(jié)電壓的需求，該第一開關(guān)控制的VAR源也可以等待，直到第二開關(guān)控制的VAR源已經(jīng)做出類似的確定并啟用VAR補(bǔ)償。第一開關(guān)控制的VAR源可以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的變化，并另外確定是否進(jìn)一步啟用額外的VAR補(bǔ)償。結(jié)果，多個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以不必不斷地校正和再校正由其他開關(guān)控制的VAR源引起的網(wǎng)絡(luò)電壓的變化。
[0114]延遲時(shí)間可以由VAR源服務(wù)器、其他開關(guān)控制的VAR源更新，或者可以是調(diào)節(jié)分布圖的一部分(例如，其可以包括根據(jù)需求的多個(gè)不同延遲時(shí)間)。在某些實(shí)施例中，如果檢測(cè)到的電壓以相當(dāng)?shù)乃俾矢淖儯瑒t延遲時(shí)間可以被加速。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以存在許多不同的方式來(lái)提供、更新和/或改變開關(guān)控制的VAR源的延遲時(shí)間。[0115]在步驟610中，在檢測(cè)到并確定需要改變網(wǎng)絡(luò)電壓并且等待該延遲時(shí)間之后，開關(guān)控制的VAR源可以再次檢測(cè)電壓的任何變化，并將該變化與一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值進(jìn)行比較。如果在步驟612中的決定保持與先前在步驟606中的確定一致(例如，VAR補(bǔ)償部件應(yīng)當(dāng)被啟用或禁用)，則開關(guān)控制的VAR源可以通過(guò)使用開關(guān)來(lái)啟用或禁用VAR補(bǔ)償部件，由此調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電壓。
[0116]在一個(gè)示例中，如果近端電壓高于第一設(shè)定值，則控制器426可以控制繼電器414和三端雙向控制硅420，以形成到線路402的連接，或確認(rèn)繼電器414是閉合的和/或三端雙向控制硅420被啟用。如果近端電壓低于第二設(shè)定值，則控制器426可以控制繼電器414和三端雙向控制硅420，以打開到線路402的連接，或確認(rèn)繼電器414是打開的和/或三端雙向控制硅420被禁用。
[0117]在某些實(shí)施例中，多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)可以在該設(shè)定值高于檢測(cè)到的近端電壓時(shí)增加在前的(leading)無(wú)功伏安，并且在該設(shè)定值低于檢測(cè)到的近端電壓時(shí)減少在前的無(wú)功伏安。
[0118]在某些實(shí)施例中，控制器426可以基于檢測(cè)到的近端電壓與設(shè)定值的比較，啟用或禁用電感器。例如，基于該比較，控制器426可以禁用電容器并且啟用電感器(例如，控制器426可以控制繼電器414和三端雙向控制硅520以產(chǎn)生開路，從而禁用電容器，同時(shí)控制另一個(gè)繼電器和另一個(gè)三端雙向控制硅以啟用電感器，從而調(diào)節(jié)電壓)。
[0119]在各個(gè)實(shí)施例中，可以隨時(shí)間跟蹤電壓。在某些實(shí)施例中，控制器426可以隨時(shí)間跟蹤檢測(cè)到的近端電壓并且向另一個(gè)開關(guān)控制的VAR源和/或數(shù)字設(shè)備提供信息。例如，一個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以與任何數(shù)量的其他開關(guān)控制的VAR源(例如，在柱頂密封件中)通信。一個(gè)或多個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以是任何電網(wǎng)資產(chǎn)例如變電站或變壓器的一部分。
[0120]在某些實(shí)施例中，所跟蹤的檢測(cè)到的電壓可以被評(píng)估和/或與電壓歷史進(jìn)行比較。電壓歷史可以是過(guò)去使用的歷史，或者可以指示預(yù)期的使用。在各個(gè)實(shí)施例中，控制器426或數(shù)字設(shè)備可以基于該比較來(lái)檢測(cè)失效的電網(wǎng)資產(chǎn)。例如，電網(wǎng)資產(chǎn)的預(yù)期輸出和/或輸入可以被確定并且與所跟蹤的檢測(cè)到的近端電壓進(jìn)行比較。如果當(dāng)前檢測(cè)到的近端電壓和/或所跟蹤的檢測(cè)到的近端電壓不在預(yù)期的范圍內(nèi)，則所跟蹤的檢測(cè)到的近端電壓可以被審查，以確定電網(wǎng)資產(chǎn)是否已經(jīng)失效或正在退化。結(jié)果，可以在性能明顯受影響之前識(shí)別需要被替換或接收維修的退化裝備并且編入預(yù)算，由此改善電力輸送和配電網(wǎng)維護(hù)的效率。
[0121]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以識(shí)別任何潛在的竊電。在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以檢測(cè)和跟蹤電壓。所跟蹤的電壓可以被記錄和/或提供給VAR源服務(wù)器(例如，經(jīng)由通信模塊或另一個(gè)數(shù)字設(shè)備例如智能電表的天線)。VAR源服務(wù)器可以例如跟蹤由所有開關(guān)控制的VAR源服務(wù)器沿著饋線識(shí)別的電壓，并將該電壓與公共設(shè)施(例如，經(jīng)由智能電表)跟蹤的消耗進(jìn)行比較。基于該比較，可以檢測(cè)到竊電。進(jìn)一步地，部分基于任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源的效果，可以定位竊電，以便進(jìn)一步調(diào)查。
[0122]如本文所建議的，大規(guī)模分布式動(dòng)態(tài)可控的VAR源戰(zhàn)略利用了(leverage)公用公共設(shè)施已承擔(dān)的其他成本。例如，開關(guān)控制的VAR源可以被設(shè)置在智能電表內(nèi)部或與智能電表一起設(shè)置，使得該安裝可以與電表的安裝或讀數(shù)/維護(hù)并行進(jìn)行。這些電表感測(cè)電壓和電流，以計(jì)算負(fù)載的電力消耗，并且進(jìn)行通信以將信息中繼到中央數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)。安裝這些的成本已經(jīng)納入電表成本中。
[0123]與電表的簡(jiǎn)單通信機(jī)制可以允許電表與開關(guān)控制的VAR源之間的通信(例如，用于向公共設(shè)施報(bào)告狀態(tài)，接收設(shè)定值，接收延遲時(shí)間，和/或用于獲取激活的命令)。在某些實(shí)施例中，智能電表內(nèi)的負(fù)載電流測(cè)量值可以被傳送到開關(guān)控制的VAR源，用于電壓調(diào)節(jié)的確定。
[0124]在各個(gè)實(shí)施例中，電表的開關(guān)控制的VAR源可以是非常緊湊和超低成本的。在某些實(shí)施例中，典型的等級(jí)可以是在240伏對(duì)應(yīng)于2安培的電容電流的240VAR。這可以大約是向客戶供應(yīng)5kW的變壓器阻抗的5%的漏阻抗上的VAR降。通過(guò)假設(shè)負(fù)載多樣性因子，公共設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和資產(chǎn)負(fù)載計(jì)算可以以統(tǒng)計(jì)方式完成。如果配電電路上的全部電表(例如，
10,000)具有開關(guān)控制的VAR源，則在該條線路上會(huì)有2.5M VAR的動(dòng)態(tài)控制的VAR，它們以每相的方式部署。例如，將每開關(guān)控制的VAR源的補(bǔ)償提高到500VAR，可以僅提高輕微的成本，但可以提供5.0M VAR的動(dòng)態(tài)VAR補(bǔ)償。
[0125]在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源可以被集成在任何公共設(shè)施資產(chǎn)(例如柱安裝變壓器或燈柱)中或旁邊。如本文所討論的，通信容量不是開關(guān)控制的VAR源的操作的要求，但可以增大獲取分派指令和向公共設(shè)施傳送狀態(tài)的能力。可能的實(shí)施方式是，將多個(gè)開關(guān)控制的VAR源捆綁(bundle)到公共外殼中，并且將該捆綁設(shè)置在向多個(gè)住宅或商業(yè)負(fù)載供應(yīng)電力的變壓器內(nèi)或接近該變壓器。該捆綁可以連接到變壓器的低壓側(cè)上，由此最小化或降低對(duì)開關(guān)控制的VAR源的BIL管理的要求。
[0126]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，該捆綁可以允許單個(gè)通信模塊與多個(gè)開關(guān)控制的VAR源集成，由此允許更大的成本節(jié)省。這種類別的設(shè)備在成本上可以被測(cè)量為實(shí)際設(shè)備成本的價(jià)錢與所輸送的千VAR的比率($/kVAR)。這種捆綁也可以允許單個(gè)電源和控制器的使用，并且提供關(guān)于不同開關(guān)控制的VAR源的切換行為的可靠信息。
[0127]在捆綁單元中，最小化或降低諧波對(duì)電網(wǎng)的影響是可能的。這種實(shí)施方式可以維持單個(gè)用戶單元的基本特征，然而，該捆綁可以通過(guò)以下方法向公共設(shè)施客戶提供更多的價(jià)值:將電流和溫度測(cè)量集成到單元中，使用變壓器負(fù)載和溫度漂移來(lái)計(jì)算對(duì)變壓器壽命的影響，和/或向公共設(shè)施傳遞變壓器狀態(tài)。捆綁的開關(guān)控制的VAR源的實(shí)施方式，尤其是在如公共設(shè)施中常規(guī)使用的那樣被設(shè)置在緊密靠近柱頂或支架安裝的變壓器時(shí)，可以通過(guò)執(zhí)行動(dòng)態(tài)伏特VAR優(yōu)化并且用作針對(duì)位于配電網(wǎng)上的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的變壓器的資產(chǎn)監(jiān)測(cè)器，向公共設(shè)施提供高價(jià)值。
[0128]在各個(gè)實(shí)施例中，為了避免多個(gè)開關(guān)控制的VAR源基于從其他開關(guān)控制的VAR源感知的變化而調(diào)整和再調(diào)整無(wú)功功率，一個(gè)或多個(gè)控制器可以基于不同的檢測(cè)到的電壓來(lái)激活或去激活不同的開關(guān)控制的VAR源。
[0129]開關(guān)控制的VAR源可以基于測(cè)得的線路電壓而不是負(fù)載或線路電流來(lái)執(zhí)行無(wú)功功率補(bǔ)償。結(jié)果，開關(guān)控制的VAR源可以不執(zhí)行功率因子校正。功率因子補(bǔ)償可以查看線路電流和電壓，以評(píng)估所要求的校正水平，并且可以操作以使客戶負(fù)載功率因子為單位一。功率因子校正可以不管理用于電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的無(wú)功功率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，功率因子校正通常被用來(lái)減少處罰，并且可以將由公共設(shè)施提供的能量減少到一定程度(如果負(fù)載具有明顯的滯后功率因子)。在其他實(shí)施例中，除了使用加權(quán)算法進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)以外，開關(guān)控制的VAR源還可以檢測(cè)電流(例如，經(jīng)由電表、電網(wǎng)資產(chǎn)或控制器524的評(píng)估)并且執(zhí)行功率因子校正。
[0130]圖7是示出在某些實(shí)施例中的用兩個(gè)開關(guān)控制的VAR源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的事件的時(shí)序。在各個(gè)實(shí)施例中，第一和第二開關(guān)控制的VAR源可以彼此接近(例如，耦合到同一或相關(guān)的饋線)。由一個(gè)開關(guān)控制的VAR源引起的電壓變化可以被檢測(cè)到并由另一個(gè)開關(guān)控制的VAR源做出反應(yīng)。結(jié)果，為了避免內(nèi)耗(例如，鑒于其他開關(guān)控制的VAR源的動(dòng)作而不斷校正和重新校正電壓)，一個(gè)或多個(gè)開關(guān)控制的VAR源的切換過(guò)程可以被延遲不同的延遲時(shí)間。結(jié)果，即使第一開關(guān)控制的VAR源基于檢測(cè)到的電壓初始確定啟用VAR補(bǔ)償部件，該第一開關(guān)控制的VAR源也可以等待一延遲時(shí)間，由此給第二開關(guān)控制的VAR源一個(gè)校正電壓的機(jī)會(huì)。如果第二開關(guān)控制的VAR源的動(dòng)作足夠，則第一開關(guān)控制的VAR源可以檢測(cè)該變化并且不執(zhí)行任何切換動(dòng)作。
[0131]在步驟702中，第一開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)接近第一網(wǎng)絡(luò)邊緣的第一電壓。在某些實(shí)施例中，第一開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)在變壓器的低電力側(cè)的特定負(fù)載處的電壓。在步驟704中，第一開關(guān)控制的VAR源可以比較第一近端電壓和設(shè)定值，以確定第一開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件是否應(yīng)當(dāng)被啟用。在步驟706中，開關(guān)控制的VAR源可以延遲切換到接合VAR補(bǔ)償部件持續(xù)一預(yù)定的時(shí)間(即，持續(xù)第一延遲)。
[0132]在步驟708中，第二開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)接近第二網(wǎng)絡(luò)邊緣的第二電壓。在某些實(shí)施例中，第二開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)在變壓器的低電力側(cè)的特定負(fù)載上的電壓。在一個(gè)示例中，第一和第二開關(guān)控制的VAR源均耦合到同一饋線和/或同一變壓器的同一側(cè)。在步驟710中，第二開關(guān)控制的VAR源可以比較第二近端電壓和設(shè)定值，以確定第二開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件是否應(yīng)當(dāng)被啟用。在步驟712中，開關(guān)控制的VAR源可以延遲切換到接合VAR補(bǔ)償部件持續(xù)第二預(yù)定的時(shí)間(即，持續(xù)第二延遲)。
[0133]第一和第二延遲可以是不同的時(shí)間段。結(jié)果，每個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以延遲對(duì)檢測(cè)到的近端電壓與一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值進(jìn)行比較，直到其他開關(guān)控制的VAR源已經(jīng)具有校正網(wǎng)絡(luò)電壓的機(jī)會(huì)。在該預(yù)定時(shí)間之后，如果初始確定仍然是必要的(例如，在延遲時(shí)間期滿之后，近端電壓保持未改變或仍然在設(shè)定值之外)，則開關(guān)控制的VAR源可以控制開關(guān)以接合或解除VAR補(bǔ)償部件。
[0134]在各個(gè)實(shí)施例中，延遲可以被用于避免兩個(gè)或更多個(gè)開關(guān)控制的VAR源之間的內(nèi)耗。該延遲可以被更新和/或由另一個(gè)數(shù)字設(shè)備傳送(例如，以無(wú)線方式，經(jīng)由電力線載波，或經(jīng)由智能電表)。
[0135]如本文所討論的，可以基于電網(wǎng)的狀況改變延遲時(shí)間。例如，如果電壓、電流或任何電力特性的變化率是明顯的，則延遲時(shí)間可以被縮短或延長(zhǎng)。在某些實(shí)施例中，雖然不同的開關(guān)控制VAR源存在不同的延遲時(shí)間，然而，所有的延遲時(shí)間可以在類似狀況下以類似方式改變(例如，被縮短或延長(zhǎng))。
[0136]在步驟714中，第二開關(guān)控制的VAR源在第二延遲時(shí)間之后(例如，在第二預(yù)定延遲之后)檢測(cè)近端電壓。在各個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制的VAR源在預(yù)定時(shí)刻處或連續(xù)地檢測(cè)近端電壓。一旦延遲期滿，第二開關(guān)控制的VAR源的控制器可以獲取最后檢測(cè)到的電壓或檢測(cè)該線路的電壓。在步驟716中，第二開關(guān)控制的VAR源基于最后檢測(cè)到的近端電壓與一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值的比較，確定是否啟用VAR補(bǔ)償。
[0137]在步驟718中，基于該比較，如果第二開關(guān)控制的VAR源確定啟用VAR補(bǔ)償部件，則第二開關(guān)控制的VAR源可以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)電壓(例如，通過(guò)調(diào)節(jié)VAR)。
[0138]在各個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)控制的VAR源可以在切換相關(guān)的VAR補(bǔ)償部件之前，繼續(xù)該延遲。第一開關(guān)控制的VAR源可以檢測(cè)由第二開關(guān)控制的VAR源的動(dòng)作引起的電壓變化。如果在第一延遲之后，新近檢測(cè)到的近端電壓仍然在由一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值建立的范圍之外，則第一開關(guān)控制的VAR源可以接合VAR補(bǔ)償部件。然而，如果在該延遲之后，第二開關(guān)控制的VAR源的動(dòng)作改善了網(wǎng)絡(luò)電壓(例如，新近檢測(cè)到的電壓在一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值的范圍內(nèi))，則第一開關(guān)控制的VAR源可以不采取進(jìn)一步的動(dòng)作。
[0139]在步驟720中，第一開關(guān)控制的VAR源在第一延遲時(shí)間之后(例如，在第一預(yù)定延遲之后)檢測(cè)近端電壓。在一個(gè)示例中，一旦延遲期滿，第一開關(guān)控制的VAR源的控制器可以獲取最后檢測(cè)到的電壓或檢測(cè)該線路的電壓。在步驟722中，第一開關(guān)控制的VAR源基于最后檢測(cè)到的近端電壓與一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值的比較，確定是否啟用VAR補(bǔ)償。
[0140]在步驟724中，基于該比較，如果第一開關(guān)控制的VAR源確定啟用VAR補(bǔ)償部件，則第一開關(guān)控制的VAR源可以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)電壓(例如，通過(guò)調(diào)節(jié)VAR)。
[0141]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，電壓設(shè)定值可以被預(yù)配置。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或兩個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以包括被配置為接收設(shè)定值的通信模塊。在一個(gè)示例中，開關(guān)控制的VAR源可以接收新的設(shè)定值，所述新的設(shè)定值可以替換或補(bǔ)充先前接收到的和/或預(yù)先存在的設(shè)定值。
[0142]雖然關(guān)于圖7討論了僅兩個(gè)開關(guān)控制的VAR源，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以存在任何數(shù)量的工作以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安的開關(guān)控制的VAR源(例如，每個(gè)可以具有不同延遲以防止內(nèi)耗)。
[0143]圖8是示出現(xiàn)有技術(shù)中的在各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的典型電壓分布的曲線圖。著色點(diǎn)表示一天中的不同時(shí)間。利用現(xiàn)有技術(shù)的方案，VVO或CVR解決方案受限于最高和最低的電壓節(jié)點(diǎn)。
[0144]圖9是示出在某些實(shí)施例中的用240個(gè)開關(guān)控制的VAR源操作以調(diào)節(jié)沿著配電饋線的邊緣的電壓而實(shí)現(xiàn)的在各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的相對(duì)平坦電壓分布的曲線圖。如本文討論的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓優(yōu)化(ENVO)可以通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)邊緣處或網(wǎng)絡(luò)邊緣附近的多個(gè)開關(guān)控制的VAR源的動(dòng)態(tài)自主動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。開關(guān)控制的VAR源可以對(duì)饋線上負(fù)載的不同水平自動(dòng)且自主地做出反應(yīng)(例如，獨(dú)立地切換到啟用或禁用VAR補(bǔ)償部件)，從而保持一直沿著饋線的網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓在嚴(yán)密調(diào)節(jié)帶內(nèi)。
[0145]即使當(dāng)重負(fù)載區(qū)域隨機(jī)和或然地在饋線的設(shè)計(jì)范圍上偏移時(shí)，這種調(diào)節(jié)也可以被自動(dòng)保持。在某些實(shí)施例中，得到的結(jié)果是，在所有被測(cè)量的網(wǎng)絡(luò)邊緣點(diǎn)上是非常平坦的電壓分布，這在當(dāng)前技術(shù)下是前所未有的。該曲線圖示出，具有ENVO的電壓是相對(duì)平坦的，沒(méi)有ENVO的電壓下降明顯，并且在CVR模式中利用ENVO時(shí)是相對(duì)平坦的電壓。可以看出，當(dāng)以相同饋線和相同負(fù)載操作時(shí)，電壓擴(kuò)展從沒(méi)有補(bǔ)償?shù)?1/-5%減少到具有ENVO的+/_1 %。
[0146]圖10是示出在某些實(shí)施例中的ENVO系統(tǒng)對(duì)線路電壓變化(這可以由太陽(yáng)能光伏電站引起)以及對(duì)線路負(fù)載的階躍變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的曲線圖?？梢钥闯?，在兩種情況下，整個(gè)線路上的電壓快速穩(wěn)定，展示了高速響應(yīng)。需要指出，在時(shí)間O開始的線路的初始變化和在時(shí)間2.5后的線路的變化是仿真的設(shè)置和去激活的一部分。[0147]圖10示出用ENVO實(shí)現(xiàn)CVR從而沿著饋線長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)了平坦和降低的電壓分布的能力?？梢钥闯觯ㄟ^(guò)與在變電站處的LTC配合，網(wǎng)絡(luò)邊緣的電壓可以被降低3-6% (例如，4%),從而使在典型CVR因子為0.8下消耗的能量有3.2%的降低。在現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)VVC或WO解決方案下，這種性能水平簡(jiǎn)直是不可能的。
[0148]如依賴于對(duì)于一個(gè)配置可以工作而對(duì)于另一個(gè)配置不可以工作的設(shè)備的集中位置的其他VVO方法一樣，ENVO系統(tǒng)操作通?？梢圆皇芫W(wǎng)絡(luò)配置或者電力流方向(例如，來(lái)自分散的綠色能源發(fā)電)影響。結(jié)果，由于故障檢測(cè)隔離和恢復(fù)(FDIR)方案而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)重新配置不會(huì)負(fù)面影響ENV0。進(jìn)一步地，如由于網(wǎng)絡(luò)邊緣電壓分布的增加控制而實(shí)施CVR功能一樣，有載分接頭的操作可以被簡(jiǎn)化。而且，ENVO系統(tǒng)源可以對(duì)系統(tǒng)故障快速響應(yīng)(例如，在周期內(nèi)或遠(yuǎn)小于該周期，例如等于或少于16.6ms)，從而有助于避免級(jí)聯(lián)失效，例如故障誘發(fā)的延遲電壓恢復(fù)或FIDVR事件。
[0149]雖然不需要通信來(lái)實(shí)現(xiàn)沿著整個(gè)線路長(zhǎng)度的平坦電壓分布，但是在各個(gè)實(shí)施例中，廉價(jià)的低速可變延遲通信可以在顯著較低的成本下允許高級(jí)的功能，例如VVO和CVR(例如，通過(guò)設(shè)定值)，而無(wú)需當(dāng)前VVO系統(tǒng)的復(fù)雜性。進(jìn)一步地，存在許多機(jī)會(huì)將現(xiàn)有投資用于通信和其他電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，以進(jìn)一步降低所有者的總成本。
[0150]在成熟市場(chǎng)上，例如在美國(guó)，ENVO系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)具有很強(qiáng)的投資回報(bào)率(ROI)的經(jīng)濟(jì)有效的配電自動(dòng)化技術(shù)。在某些實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)和/或自動(dòng)補(bǔ)償一直沿著饋線的線路電壓降的能力允許建設(shè)更長(zhǎng)的饋線，允許現(xiàn)有饋線容量的增加(尤其是在農(nóng)村區(qū)域)，并且顯著降低所需要的抽頭改變調(diào)節(jié)器的數(shù)量以及降低抽頭改變的頻率。其還可以允許分布式發(fā)電資源的更容易的整合并且可以抵消由綠色能源發(fā)電引起的快速電壓波動(dòng)(例如，不可預(yù)知的云或風(fēng)變化)。
[0151]圖1la是示出在某些實(shí)施例中的可以在柱頂變壓器或任何電網(wǎng)資產(chǎn)內(nèi)或接近它們的多個(gè)開關(guān)控制的VAR源的另一個(gè)電路圖。圖lb-3專注于圖1la的電路圖的不同部分。在各個(gè)實(shí)施例中，任何變壓器(例如，柱頂變壓器)、智能電表、電表或電位資產(chǎn)可以包括一個(gè)或多個(gè)VAR源。多個(gè)VAR源中的每個(gè)可以根據(jù)柱頂變壓器中的其他VAR源做出確定并且自主調(diào)整電壓。在某些實(shí)施例中，多個(gè)VAR源可以共享任何數(shù)量的部件，包括例如控制器和/或電源單元。
[0152]在各個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制器可以控制柱頂變壓器中的兩個(gè)或更多個(gè)VAR源以協(xié)調(diào)電壓調(diào)整。例如，單個(gè)控制器可以檢測(cè)近端電壓，比較電壓與一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值，確定電壓調(diào)整，以及確定哪個(gè)VAR源應(yīng)當(dāng)被啟用(或禁用)以實(shí)現(xiàn)期望的效果和提供適當(dāng)?shù)拿睢?br> [0153]在某些實(shí)施例中，VAR源中的一個(gè)或其子集可以包括與一個(gè)或多個(gè)電容器并聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，電感器可以在有必要調(diào)整電壓時(shí)被啟用。在其他實(shí)施例中，在任何數(shù)量的分路連接的開關(guān)控制的VAR源中可以存在任何數(shù)量的電感器和任何數(shù)量的電容器。
[0154]圖11示出開關(guān)控制的VAR源1102、多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1104、控制器1106以及電力模塊1108。開關(guān)控制的VAR源1102可以是多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1104中的任何一個(gè)。開關(guān)控制的VAR源1102可以類似于開關(guān)控制的VAR源400。多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1104可以包括任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源。控制器1106可以是微處理器、PIC或任何處理器。電力模塊1108可以執(zhí)行電壓檢測(cè)和/或過(guò)零閾值檢測(cè)(ZCD)。
[0155]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在圖11中示出的電路可以是任何設(shè)備的一部分或設(shè)備的組合，并且并不限于柱頂變壓器。例如，可以存在與任何電網(wǎng)資產(chǎn)關(guān)聯(lián)的或作為獨(dú)立單元的(例如，分路耦合到饋線)多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1104、控制器1106和/或電力模塊1108。
[0156]圖1lb示出在某些實(shí)施例中的開關(guān)控制的VAR源1102。開關(guān)控制的VAR源1102可以包括熔絲、電容器、諧波電感器、ADC線路的零電壓檢測(cè)、ADC電路的I感測(cè)檢測(cè)以及繼電器電路。開關(guān)控制的VAR源1102可以以分路方式耦合到饋線，調(diào)整無(wú)功功率，并且向控制器1106提供信息(例如，諧波信息、ZVD和/或I感測(cè)信號(hào))。三端雙向控制硅和繼電器電路可以由來(lái)自控制器1106的信號(hào)控制。
[0157]在某些實(shí)施例中，諧波傳感器可以檢測(cè)諧波共振，該諧波共振隨后可以被降低或消除。ADC電路的I感測(cè)檢測(cè)和ADC電路的零電壓檢測(cè)可以被用于檢測(cè)電流、諧波和/或電壓，這可以允許控制器1106更好保護(hù)電路并且進(jìn)行調(diào)整以便調(diào)節(jié)電壓。繼電器電路可以是啟用或禁用電容器的開關(guān)的一部分。
[0158]圖1lc示出在某些實(shí)施例中的多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1104。圖1lc的每個(gè)開關(guān)控制的VAR源可以包括與其他開關(guān)控制的VAR源類似或不同的部件。例如，開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)可以包括與電容器并聯(lián)的電感器。單個(gè)控制器可以控制開關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)。
[0159]圖1ld示出在某些實(shí)施例中的控制器1106?？刂破?106可以控制任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源1104?？刂破骺梢詮拈_關(guān)控制的VAR源中的一個(gè)或多個(gè)接收信息(諧波信息、ZVD和/或I感測(cè)信號(hào))并且使用該信息控制三端雙向控制硅、繼電器和/或降低諧波共振。例如，控制器1106可以只接收多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1104中的一個(gè)的電壓檢測(cè)并基于該電壓檢測(cè)進(jìn)行調(diào)整。雖然在圖1la和Ild中只示出一個(gè)處理器，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以存在耦合到任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源的任何數(shù)量的處理器。
[0160]圖lie示出在某些實(shí)施例中的包括耦合到控制器1106的ADC電路和Z⑶電路的功率模塊1108。ADC電路和ZCD電路可以耦合到饋線并且向控制器1106提供信息和/或電力。ADC電路和ZCD電路可以提供控制器1106電力和/或關(guān)于電壓的信息。在某些實(shí)施例中，控制器1106基于過(guò)零檢測(cè)來(lái)控制多個(gè)開關(guān)控制的VAR源1102的三端雙向控制硅中的一個(gè)或多個(gè)。
[0161]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，其他電路設(shè)計(jì)、部件等可以執(zhí)行類似功能或執(zhí)行類似結(jié)果，并且仍然在本文所述的發(fā)明范圍內(nèi)。
[0162]圖12是示例性數(shù)字設(shè)備1200的框圖。在某些實(shí)施例中，數(shù)字設(shè)備1200可以向一個(gè)或多個(gè)開關(guān)控制的VAR源提供設(shè)定值和/或分布圖。數(shù)字設(shè)備1200還可以接收電壓和/或電力跟蹤信息，該信息可以被用于跟蹤使用率、識(shí)別竊電和/或維護(hù)電網(wǎng)資產(chǎn)。進(jìn)一步地，在各個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字設(shè)備1200可以協(xié)調(diào)和/或控制任何數(shù)量的開關(guān)控制的VAR源。
[0163]數(shù)字設(shè)備1200包括通信耦合到總線1214的處理器1202、存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204、儲(chǔ)存系統(tǒng)1206、通信網(wǎng)絡(luò)接口 1208、可選的I/O接口 1210以及可選的顯示接口 1212。處理器1202被配置為執(zhí)行可執(zhí)行指令(例如，程序)。在某些實(shí)施例中，處理器1202包括能夠處理可執(zhí)行指令的電路或任何處理器。[0164]存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204是被配置為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204的某些示例是存儲(chǔ)器件，例如RAM或ROM。存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204可以包括ram高速緩存。在各個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204中。在存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204內(nèi)的數(shù)據(jù)可以被清除或最終被轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)存系統(tǒng)1206。
[0165]數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1206是被配置為獲取和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何存儲(chǔ)裝置。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1206的某些示例是固件存儲(chǔ)器、閃存驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器和/或磁帶。在某些實(shí)施例中，數(shù)字設(shè)備1200包括RAM形式的存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204和閃存數(shù)據(jù)形式的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1206。存儲(chǔ)器系統(tǒng)1204和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1206兩者均包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)處理器(包括處理器1202)可執(zhí)行的指令或程序。
[0166]通信網(wǎng)絡(luò)接口(通信網(wǎng)絡(luò)接口)1208可以經(jīng)由鏈路1216耦合到網(wǎng)絡(luò)(例如，通信網(wǎng)絡(luò)164)。通信網(wǎng)絡(luò)接口 1208可以支持例如經(jīng)由以太網(wǎng)連接、串行連接、并行連接或ATA連接的通信。通信網(wǎng)絡(luò)接口 1208還可以支持無(wú)線通信(例如，802.16a/b/g/n，WiMax)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，通信網(wǎng)絡(luò)接口 1208可以支持許多有線和無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。
[0167]可選的輸入/輸出(I/O)接口 1210是從用戶接收輸入并且輸出數(shù)據(jù)的任何設(shè)備?？蛇x的顯示接口 1212是被配置為向顯示器輸出圖形和數(shù)據(jù)的任何設(shè)備。在一個(gè)示例中，顯示接口 1212是圖形適配器。應(yīng)當(dāng)明白，不是所有的數(shù)字設(shè)備1200包括I/O接口 1210或顯示接口 1212。
[0168]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，數(shù)字設(shè)備1200的硬件元件并不限于在圖12中示出的這些元件。數(shù)字設(shè)備1200可以包括比所示出的元件更多或更少的硬件元件。進(jìn)一步地，硬件元件可以共享功能并且仍然在本文所述各個(gè)實(shí)施例的范圍內(nèi)。在一個(gè)示例中，編碼和/或解碼可以由處理器1202和/或位于GPU( S卩，NVidia)上的處理器執(zhí)行。
[0169]上述功能和部件可以由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)例如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令組成。指令可以由處理器獲取和執(zhí)行。指令的某些示例是軟件、程序代碼和固件。存儲(chǔ)介質(zhì)的某些示例是存儲(chǔ)器器件、磁帶、磁盤、集成電路和服務(wù)器。當(dāng)被處理器執(zhí)行時(shí)，指令可操作引導(dǎo)處理器根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)指令、處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)是熟悉的。
[0170]各個(gè)實(shí)施例在本文被描述為示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在沒(méi)有偏離本發(fā)明的廣泛范圍的情況下，可以對(duì)各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行更改以及其他實(shí)施例可以被使用。因此，在示例性實(shí)施例上的這些和其他變體可以被本發(fā)明覆蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，其包括: 配電網(wǎng)絡(luò)； 在所述 配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的多個(gè)負(fù)載，所述多個(gè)負(fù)載中的每個(gè)被配置為從所述配電網(wǎng)絡(luò)接收電力；以及 在所述配電網(wǎng)絡(luò)的所述邊緣處或該邊緣附近的多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源，所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)被配置為檢測(cè)在所述配電網(wǎng)絡(luò)的所述邊緣處或該邊緣附近的近端電壓，所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)包括處理器和VAR補(bǔ)償部件，所述處理器被配置為使所述分路連接的開關(guān)控制的VAR源能夠在一延遲值之后基于所述近端電壓來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件，并且能夠基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用所述VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)的延遲是不相等的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的不同成員的不同延遲防止至少兩個(gè)不同成員之間的內(nèi)耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)的延遲是相等的，但是所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的第三個(gè)的延遲是不相等的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)包括與NTC或電阻器串聯(lián)的半導(dǎo)體開關(guān)，并且其中與所述NTC或電阻器串聯(lián)的所述半導(dǎo)體開關(guān)與繼電器并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述半導(dǎo)體開關(guān)由來(lái)自所述處理器的第一信號(hào)控制，并且所述繼電器由來(lái)自所述處理器的第二信號(hào)控制，其中所述半導(dǎo)體開關(guān)控制啟用VAR補(bǔ)償部件并且減輕所述繼電器的切換壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述半導(dǎo)體開關(guān)激活時(shí)，所述繼電器進(jìn)行傳導(dǎo)，由此降低半導(dǎo)體器件的傳導(dǎo)損耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述半導(dǎo)體開關(guān)被配置為當(dāng)所述繼電器進(jìn)行傳導(dǎo)時(shí)去激活。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)位于所述配電網(wǎng)絡(luò)的變壓器的低壓側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述VAR補(bǔ)償部件包括電容器或電感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器中的每個(gè)被配置為使所述分路連接的開關(guān)控制的VAR源能夠基于所述近端電壓來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件，包括所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器中的每個(gè)被配置為基于所述近端電壓與電壓設(shè)定值的比較來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)包括被配置為接收相應(yīng)的電壓設(shè)定值的通信模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的每個(gè)在所述電壓設(shè)定值高于檢測(cè)到的近端電壓時(shí)增加在前的無(wú)功伏安，并且在所述電壓設(shè)定值低于檢測(cè)到的近端電壓時(shí)減少在前的無(wú)功伏安。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述通信模塊被配置為更新所述電壓設(shè)定值，并且其中所述電壓設(shè)定值的更新速率顯著慢于基于該確定通過(guò)控制所述開關(guān)以啟用所述VAR補(bǔ)償部件從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分路連接的開關(guān)控制的VAR源中的至少兩個(gè)接收不同的電壓設(shè)定值。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器進(jìn)一步被配置為檢測(cè)過(guò)壓狀況并且基于檢測(cè)到的過(guò)壓狀況來(lái)禁用所述開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)自己確定啟用所述多個(gè)VAR源的VAR補(bǔ)償部件中的哪一個(gè)并且不啟用所述多個(gè)VAR源的VAR補(bǔ)償部件中的哪一個(gè)。
18.—種方法,其包括: 由在配電網(wǎng)絡(luò)接近第一負(fù)載的邊緣處或該邊緣附近的第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)第一近端電壓，所述第一負(fù)載被配置為是否從所述配電網(wǎng)絡(luò)接收電力，所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源包括處理器和VAR補(bǔ)償部件； 由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器在第一延遲之后基于所述第一近端電壓來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件； 由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括: 由在配電網(wǎng)絡(luò)接近第二負(fù)載的邊緣處或該邊緣附近的第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源檢測(cè)第二近端電壓，所述第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源包括VAR補(bǔ)償部件和處理器； 由所述第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器在第二延遲之后基于所述第二近端電壓來(lái)確定在第二延遲之后是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件； 由所述第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一延遲不等于所述第二延遲。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一和第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的第一延遲和第二延遲分別防止所述第一和第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源之間的內(nèi)耗。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安，包括用來(lái)自所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器的第一信號(hào)控制半導(dǎo)體開關(guān)，以啟用所述VAR補(bǔ)償部件并且減輕與所述半導(dǎo)體開關(guān)并聯(lián)的繼電器的切換壓力。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包括，當(dāng)所述半導(dǎo)體開關(guān)激活時(shí)，由所述繼電器傳導(dǎo)電流，由此降低所述半導(dǎo)體開關(guān)的傳導(dǎo)損耗。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述繼電器傳導(dǎo)電流時(shí)去激活所述半導(dǎo)體開關(guān)。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述VAR補(bǔ)償部件包括電容器或電感器。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器基于所述近端電壓來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件，包括由所述處理器基于第一電壓設(shè)定值與所述第一近端電壓的比較來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進(jìn)一步包括由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的通信模塊接收所述第一電壓設(shè)定值。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安，包括在所述第一電壓設(shè)定值高于檢測(cè)到的第一近端電壓時(shí)增加在前的無(wú)功伏安，或在所述第一電壓設(shè)定值低于檢測(cè)到的第一近端電壓時(shí)減少在前的無(wú)功伏安。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進(jìn)一步包括以如下速率更新所述第一電壓設(shè)定值，該速率顯著慢于由所述第一分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件基于該確定來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)伏安。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，由所述第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的處理器基于第二電壓設(shè)定值與所述第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的第二近端電壓的比較來(lái)確定啟用所述第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的VAR補(bǔ)償部件，其中所述第一電壓設(shè)定值不等于所述第二電壓設(shè)定值。
31.一種方法，其包括: 將第一開關(guān)控制的VAR源分路耦合在配電網(wǎng)絡(luò)上，所述第一開關(guān)控制的VAR源接近在所述配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的第一負(fù)載，所述第一負(fù)載被配置為從所述配電網(wǎng)絡(luò)接收電力，所述第一開關(guān)控制的VAR源被配置為檢測(cè)在所述配電網(wǎng)絡(luò)的所述邊緣處或該邊緣附近的第一近端電壓，所述第一開關(guān)控制的VAR源包括VAR補(bǔ)償部件和處理器，所述處理器被配置為使所述第一開關(guān)控制的VAR源能夠在第一延遲之后基于所述第一近端電壓來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件，并且能夠基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用所述VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其進(jìn)一步包括: 將第二開關(guān)控制的VAR源分路耦合在配電網(wǎng)絡(luò)上，所述第二開關(guān)控制的VAR源接近在所述配電網(wǎng)絡(luò)的邊緣處或該邊緣附近的第二負(fù)載，所述第二負(fù)載被配置為從所述配電網(wǎng)絡(luò)接收電力，所述第二開關(guān)控制的VAR源被配置為檢測(cè)在所述配電網(wǎng)絡(luò)的所述邊緣處或該邊緣附近的第二近端電壓，所述第二開關(guān)控制的VAR源包括VAR補(bǔ)償部件和處理器，所述處理器被配置為使所述第二開關(guān)控制的VAR源能夠在第二延遲之后基于所述第二近端電壓來(lái)確定是否啟用所述VAR補(bǔ)償部件，并且能夠基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用所述VAR補(bǔ)償部件，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一延遲不等于所述第二延遲。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一和第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源的第一延遲和第二延遲分別防止所述第一和第二分路連接的開關(guān)控制的VAR源之間的內(nèi)耗。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述處理器被配置為基于該確定通過(guò)控制開關(guān)以啟用所述VAR補(bǔ)償部件從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)無(wú)功伏安，包括所述處理器被配置為用第一信號(hào)控制半導(dǎo)體開關(guān)，以啟用所述VAR補(bǔ)償部件并且減輕與所述半導(dǎo)體開關(guān)并聯(lián)的繼電器的切換壓力。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述繼電器被配置為當(dāng)所述半導(dǎo)體開關(guān)激活時(shí)進(jìn)行傳導(dǎo)， 由此使得能夠降低所述半導(dǎo)體器件的傳導(dǎo)損耗。
【文檔編號(hào)】G05F5/00GK103946762SQ201280056392
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】D·迪旺, A·迪龍 申請(qǐng)人:瓦倫泰克公司