用于耦合到電網的開關控制var源的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種描述用于耦合到電網的開關控制VAR源的系統(tǒng)和方法。在某些實施例中，系統(tǒng)包括耦合到第一開關控制VAR源的配電網。第一開關控制VAR源可以包括處理器、電壓補償組件和開關。第一開關控制VAR源可以經配置獲得第一延遲值；監(jiān)測第一近距電壓；基于第一近距電壓與至少一個設定值的比較初始化第一延遲持續(xù)時間，該第一延遲持續(xù)時間基于第一延遲值，在該第一延遲持續(xù)時間后，基于所監(jiān)測到的電壓，利用處理器確定是否連接到電壓補償組件，并且基于確定，控制開關連接到電壓補償組件，以調整網絡電壓或網絡電壓分量。
【專利說明】用于耦合到電網的開關控制VAR源的系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及配電網的網絡優(yōu)化策略。具體地，本發(fā)明涉及用于耦合到配電網 的開關控制VAR源的系統(tǒng)和方法。

【背景技術】
[0002] 配電網電壓控制的常規(guī)方案是基于大約70年前開發(fā)的技術。近年來，高度復雜和 昂貴的系統(tǒng)已被要求用于實施基于需求降低的改進的高效電壓控制和保護性降壓（CVR)。 在現有技術條件下，連接用戶的交流（AC)線路電壓需要在所有負載和變電站電壓的條件 下落在由ANSI C84.1規(guī)定的窄帶（band)內。通常，電力部門在116-124伏的窄帶內運營， 雖然級別"A"服務允許的范圍為114-126伏。堅持嚴密調節(jié)范圍的難處來自于變電站的進 線電壓的正常波動以及沿饋線的負載變化。這些變化導致線電壓改變，而電力部門被要求 保持消費者電壓在指定界限內。
[0003] 現有技術用于電壓控制的伏安無功調節(jié)裝置（VAR裝置）可以分為幾種類別，其包 括：1)現有技術具有慢響應電容器和機電開關的VAR裝置；ii)現有技術具有中等響應電 容器和晶閘管投切電容器的VAR裝置；以及iii)以及具有使用靜止VAR源或靜止同步電容 器（STATC0M)的基于VAR控制的功率變換器的VAR裝置。
[0004] 需要指出，當現有技術VAR裝置被客戶使用時，所述VAR裝置中的電容器主要用于 功率因數控制，當被電力部門使用時，主要用于電壓控制。對于功率因數控制，順流線路電 流必須被測量。電容器和/或電感器可以基于線路電流被切換接通或斷開，以實現預期的 總功率因數（例如，通常在1的值）。在電力部門使用的電壓控制的第二種情況下，電容器 基于下列進行控制：1)本地電壓測量；2)其他參數，例如溫度；3)線路無功電流；和/或4) 從控制中心通信接收的調度。控制中心可以基于從網絡中的多個點接收的信息調度關于電 容器控制的決定。
[0005] 現有技術的VAR裝置的多數電容器使用機電開關切換。所述機電開關受限于開關 速度和開關的壽命。許多機電開關被限制每天開關3-4次。通常需要大約15分鐘的響應 時間啟用現有技術VAR裝置的電壓控制。在這段時間內，可以執(zhí)行下列步驟：1)本地感測 電壓；2)向集中控制中心傳送所感測的電壓；3)對在集中控制中心的系統(tǒng)的功率和/或電 壓建模；4)基于所述模型和所察覺的潛在改進確定采取行動；以及5)向現有技術VAR裝置 調度集中控制中心的一個或多個命令，以切換電容器。更先進的電壓-VAR優(yōu)化或VV0系統(tǒng) 正在進行這類集中實施，以便他們可以試圖優(yōu)化沿整個配電饋電線的電壓分布并降低現有 技術VAR裝置之間的內耗。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明描述了用于電網的網絡邊緣電壓控制的系統(tǒng)和方法。在某些實施例中，系 統(tǒng)包括配電網、多個負載、以及多個并聯(lián)連接的開關可控的VAR源。負載可以在配電網的邊 緣處或靠近配電網的邊緣。每個負載可以接收來自配電網的電力。多個并聯(lián)連接的開關可 控的VAR源可以位于配電網的邊緣處或靠近配電網的邊緣，該多個并聯(lián)連接的開關可控的 VAR源中的每個VAR源都可以在此檢測近距電壓。進一步地，每個VAR源都可以包括處理器 和VAR補償組件。該處理器可以經配置使能VAR源在一段延遲后基于近距電壓確定是否啟 用VAR補償組件和通過控制開關以啟用VAR補償組件來調整網絡無功伏安。
[0007] 多個并聯(lián)連接的開關可控的VAR源中的每個VAR源的延遲可以是不相等的。多個 并聯(lián)連接的開關可控VAR源的不同部件的不同延遲可以阻止至少兩個不同部件之間的內 耗。在各個實施例中，多個并聯(lián)連接的開關可控的VAR源中的至少兩個VAR源的延遲可以 相等，但是多個并聯(lián)連接的開關可控的VAR源中的第三個VAR源的延遲可以不等于另外兩 個VAR源的延遲。
[0008] 開關可以包括與NTC或電阻器串聯(lián)的半導體開關。（與NTC或電阻器串聯(lián)的）半 導體開關可以和繼電器并聯(lián)。半導體開關可以由來自處理器的第一信號控制，并且繼電器 可以由來自處理器的第二信號控制。半導體開關可以控制啟用VAR補償組件和減輕繼電器 的開關應力。繼電器可以在半導體開關激活時導通，由此降低半導體器件的傳導損耗。
[0009] 在各個實施例中，多個并聯(lián)連接的開關可控的VAR源中的至少兩個VAR源在配電 網的變壓器的低壓側。VAR補償組件可以包括電容器或電感器。
[0010] 在某些實施例中，多個并聯(lián)連接的開關可控的VAR源中的每個VAR源包括至少一 個電壓設定值。多個并聯(lián)連接的開關控制VAR源的每個處理器可以經配置基于近距電壓與 至少一個電壓設定值的比較，確定是否啟用VAR補償組件。如果至少一個電壓設定值高于 檢測到的近距電壓，多個并聯(lián)連接的開關控制VAR源中的每個VAR源可以增加在前的伏安 無功，以及如果至少一個電壓設定值低于檢測到的近距電壓，減少在前的伏安無功。
[0011] 在某些實施例中，多個并聯(lián)連接的開關控制VAR源中的每個VAR源包括通信模塊， 通信模塊經配置接收至少一個電壓設定值。不同的并聯(lián)連接的開關控制VAR源的通信模塊 可以接收至少一個（多個）電壓設定值的更新。通信模塊可以經配置更新電壓設定值，以 及基于確定，通過控制開關啟用VAR補償組件，電壓設定值的更新率可以比調整網絡伏安 無功明顯更慢。在某些實施例中，多個并聯(lián)連接的開關控制VAR源中的至少兩個VAR源接 收不同的電壓設定值。
[0012] 在某些實施例中，處理器經進一步配置檢測過壓條件和基于所檢測到的過壓條件 禁用開關。在各個實施例中，系統(tǒng)自我確定多個VAR源的哪些VAR補償組件被啟用和多個 VAR源的哪些VAR補償組件未被啟用。
[0013] 示例性方法包括由在配電網邊緣或靠近配電網邊緣的第一并聯(lián)連接的開關控制 VAR源檢測接近第一負載的第一近距電壓，第一負載經配置是否接收配電網的電力，第一并 聯(lián)連接的開關控制VAR源包括處理器和VAR補償組件，在第一延遲之后，由第一并聯(lián)連接的 開關控制VAR源的處理器基于第一近距電壓確定是否啟用VAR補償組件，由第一并聯(lián)連接 的開關控制VAR源的VAR補償組件基于確定來調整網絡伏安。
[0014] 方法可以進一步包括，由在配電網邊緣或靠近配電網邊緣的第二并聯(lián)連接的開關 控制VAR源檢測接近第二負載的第二近距電壓，第二并聯(lián)連接的開關控制VAR源包括VAR 補償組件和處理器，在第二延遲之后，由第二并聯(lián)連接的開關控制VAR源的處理器基于第 二延遲之后的第二近距電壓確定是否啟用VAR補償組件；由第二并聯(lián)連接的開關控制VAR 源的VAR補償組件基于確定調整網絡伏安。
[0015] 第一延遲可以不等于第二延遲，多個并聯(lián)連接的開關控制VAR源的不同部件的不 同延遲可以阻止至少兩個不同部件之間的內耗。
[0016] 另一個示例方法可以包括，將第一開關控制VAR源并聯(lián)耦合在配電網上，第一開 關控制VAR源接近在配電網邊緣或靠近配電網邊緣的第一負載，第一負載經配置接收來自 配電網絡的電力，第一開關控制VAR源經配置檢測在配電網邊緣或靠近配電網邊緣的第一 近距電壓，第一開關控制VAR源包括VAR補償組件和處理器，處理器經配置啟用第一開關控 制VAR源，以便基于第一近距電壓確定在第一延遲之后是否啟用VAR補償組件，以及基于確 定，通過控制啟用VAR補償組件的開關，調整網絡伏安無功。
[0017] 方法可以進一步包括，將第二開關控制VAR源并聯(lián)耦合在配電網上，第二開關控 制VAR源接近在配電網邊緣或靠近配電網邊緣的第二負載，第二負載經配置接收配電網的 電力，第二開關控制VAR源經配置檢測在配電網邊緣或靠近配電網邊緣的第二近距電壓， 第二開關控制VAR源包括VAR補償組件和處理器，處理器經配置基于第二近距電壓啟用第 二開關控制VAR源，以確定在第二延遲之后是否啟用VAR補償組件，以及基于確定，通過控 制啟用VAR補償組件的開關，來調整網絡伏安無功。
[0018] 第一延遲可以不等于第二延遲。多個并聯(lián)連接的開關控制VAR源的不同部件的不 同延遲可以阻止至少兩個不同部件之間的內耗。
[0019] 在各個實施例中，系統(tǒng)包括耦合到第一開關控制VAR源的配電網。第一開關控制 VAR源可以包括處理器、電壓補償組件和開關。
[0020] 第一開關控制VAR源可以經配置獲得不同于耦合到配電網的另一個開關控制VAR 源的另一個延遲值的第一延遲值；監(jiān)測配電網的第一近距電壓，第一近距電壓接近第一開 關控制VAR源，基于第一近距電壓與至少一個設定值的比較初始化第一延遲持續(xù)時間，第 一延遲持續(xù)時間基于第一延遲值，在第一延遲持續(xù)時間之后基于所監(jiān)測到的電壓，利用處 理器確定是否連接電壓補償組件，所監(jiān)測到的電壓可能被其他開關控制VAR源改變，并且 基于確定控制連接到電壓補償組件的開關，以調整與配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分 量。
[0021] 在某些實施例中，第一開關控制VAR源經配置獲得第一延遲值包括開關控制VAR 源經配置生成第一延遲值。開關控制VAR源經配置生成第一延遲值可以包括開口可控的 VAR源經配置用隨機數發(fā)生器（例如，隨機數發(fā)生器）生成第一延遲值。第一開關控制VAR 源經配置獲得第一延遲值可以包括第一開關控制VAR源經由開關控制VAR源的通信接口接 收第一延遲值，第一開關控制VAR源經配置獲得第一延遲值可以包括第一開關控制VAR源 的存儲器經配置儲存第一延遲值，存儲器對處理器是可存取的。
[0022] 在某些實施例中，第一開關控制VAR源經配置基于確定，控制開關連接電壓補償 組件以調整與配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量包括第一開關控制VAR源經配置基 于確定，控制開關連接電壓補償組件以調整有功功率、無功功率或有功和無功功率兩者。
[0023] 系統(tǒng)可以進一步包括耦合到配電網的第二開關控制VAR源。第二開關控制VAR源 可以經配置獲得不同于第一延遲值的第二延遲值，監(jiān)測配電網的第二近距電壓，第二近距 電壓接近第二開關控制VAR源，基于第二近距電壓與至少一個設定值的比較，初始化第二 延遲持續(xù)時間，第二延遲持續(xù)時間基于第二延遲值，在第二延遲持續(xù)時間之后，基于所監(jiān)測 到的第二近距電壓，由第二開關控制VAR源的處理器確定是否連接第二開關控制VAR源的 電壓補償組件，所監(jiān)測到的第二近距電壓在第二延遲持續(xù)時間結束前被第一開關控制VAR 源改變，并且基于確定，控制第二開關控制VAR源的開關連接到第二開關控制VAR源的電壓 補償組件，以調整與配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。
[0024] 在各個實施例中，系統(tǒng)可以進一步包括耦合到配電網的第二開關控制VAR源。第 二開關控制VAR源可以經配置獲得不同于第一延遲值的第二延遲值，監(jiān)測配電網的第二近 距電壓，第二近距電壓接近第二開關控制VAR源，基于第二近距電壓與至少一個設定值的 比較，初始化第二延遲持續(xù)時間，第二延遲持續(xù)時間基于第二延遲值，在第二延遲持續(xù)時間 之后，基于所監(jiān)測到的第二近距電壓，由第二開關控制VAR源的處理器確定不連接第二開 關控制VAR源的電壓補償組件，所監(jiān)測到的第二近距電壓在第二延遲持續(xù)時間結束前被第 一開關控制VAR源改變。
[0025] 第一開關控制VAR源可以經進一步配置在控制開關之后，獲得比第一延遲值更長 的不同的延遲值。在某些實施例中，開關包括與NTC或電阻器串聯(lián)的半導體開關，并且其中 與NTC或電阻器串聯(lián)的半導體開關與繼電器并聯(lián)。
[0026] 示例性方法包括，由耦合到配電網的第一開關控制VAR源獲得不同于耦合到配電 網的另一個開關控制VAR源的另一個延遲值的第一延遲值，監(jiān)測配電網的第一近距電壓， 第一近距電壓接近第一開關控制VAR源，基于第一近距電壓與至少一個設定值的比較，初 始化第一延遲持續(xù)時間，第一延遲持續(xù)時間基于第一延遲值，在第一延遲持續(xù)時間之后，基 于所監(jiān)測到的電壓，用第一開關控制VAR源的處理器確定是否連接電壓補償組件，所監(jiān)測 到的電壓可能被其他開關控制VAR源改變，并且基于確定控制連接到電壓補償組件的第一 開關控制VAR的開關，以調整與配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。
[0027] 示例性計算機可讀介質可以包括執(zhí)行方法的處理器可執(zhí)行的指令。方法可以包 括，由耦合到配電網的第一開關控制VAR源獲得不同于耦合到配電網的另一個開關控制 VAR源的另一個延遲值的第一延遲值，監(jiān)測配電網的第一近距電壓，第一近距電壓接近第一 開關控制VAR源，基于第一近距電壓與至少一個設定值的比較，初始化第一延遲持續(xù)時間， 第一延遲持續(xù)時間基于第一延遲值，在第一延遲持續(xù)時間之后，基于所監(jiān)測到的電壓，用第 一開關控制VAR源的處理器確定是否連接電壓補償組件，所監(jiān)測到的電壓可能被其他開關 控制VAR源改變，并且基于確定控制連接到電壓補償組件的第一開關控制VAR的開關，以調 整與配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖la示出在某些實施例中從單個變電站饋送的典型配電饋線。
[0029] 圖lb示出在某些實施例中從單個變電站饋送并包括多個網絡邊緣電壓優(yōu)化 (ENV0)裝置的配電饋線。
[0030] 圖lc示出在某些實施例中從單個變電站饋送并包括多個ENV0裝置的另一個配電 饋線。
[0031] 圖2示出在現有技術中由于未進行電容器組的實施的負載沿饋線的電壓降的示 意圖。
[0032] 圖3a是示出在某些實施例中在每個負載或靠近每個負載具有并聯(lián)連接的開關控 制VAR源的配電網的示意圖。
[0033] 圖3b是示出在某些實施例中在每個負載或靠近每個負載具有并聯(lián)連接的開關控 制VAR源的配電網的另一個示意圖。
[0034] 圖4a是示出在某些實施例中可以并聯(lián)連接的示例性開關控制VAR源的電路圖。
[0035] 圖4b是示出在某些實施例中相對于繼電器激活半導體開關，以接通VAR補償的曲 線圖。
[0036] 圖4c是示出在某些實施例中相對于繼電器去激活半導體開關，以斷開VAR補償的 曲線圖。
[0037] 圖5a和5b是示出在某些實施例中與設定值有關的預期電壓范圍的曲線圖。
[0038] 圖6是示出在某些實施例中，由開關控制VAR源進行的電壓調節(jié)的流程圖。
[0039] 圖7是在某些實施例中用兩個開關控制VAR源進行網絡調節(jié)的事件的時序。
[0040] 圖8是示出在現有技術中在各個節(jié)點的典型電壓分布的曲線圖。
[0041] 圖9是示出在某些實施例中，用240開關控制VAR源運行調節(jié)沿配電饋線的邊緣 的電壓所實現的在各個節(jié)點的相對平坦電壓分布的曲線圖。
[0042] 圖10是示出在某些實施例中，ENV0系統(tǒng)對線電壓變化（這可以由太陽能光伏電 站產生）以及對線負載的階躍變化的動態(tài)響應的曲線圖。
[0043] 圖11a是示出在某些實施例中，可以在柱上變壓器內或旁邊或在任何電網資產內 或旁邊的多個開關控制VAR源的另一個電路圖。
[0044] 圖lib示出在某些實施例中的開關控制VAR源。
[0045] 圖11c示出在某些實施例中的多個開關控制VAR源。
[0046] 圖lid示出在某些實施例中的控制器。
[0047] 圖le示出在某些實施例中，包括耦合到控制器的ADC線路和Z⑶線路的功率模 塊。
[0048] 圖12是示出示例數字裝置的框圖。
[0049] 圖13是示出在某些實施例中的仿真饋線圖。
[0050] 圖14是示出在某些實施例中，可以耦合到配電網的示例性開關控制電壓源的框 圖。
[0051] 圖15是示出在某些實施例中，以不同延遲運行的多個開關控制電壓源的方法。
[0052] 圖16是示出在某些實施例中，包括多個開關控制電壓源的柱上電壓源的框圖。
[0053] 圖17是示出在某些實施例中，通過處理器控制多個開關控制電壓源的方法的流 程圖。
[0054] 圖18示出在某些實施例中，不實施ENV0在不同時間在初級饋線上的節(jié)點（S卩，開 關控制電壓源）的電壓性能的仿真。
[0055] 圖19示出在某些實施例中，實施ENV0在不同時間在初級饋線上的節(jié)點的電壓性 能的仿真。
[0056] 圖20示出在某些實施例中，由聚合控制器對每個開關控制電壓源實施的控制方 案，其中變量Q (例如，調整后的電壓，例如像kVAR)以固定的時間間隔被注入，直到發(fā)生收 斂。
[0057] 圖21示出在某些實施例中，對輸入電壓階躍減少的負載電壓響應的仿真。
[0058] 圖22示出在某些實施例中，對負載階躍增加的負載電壓響應的仿真。
[0059] 圖23示出在某些實施例中，由聚合控制器對每個開關控制電壓源實施的控制方 案，其中固定的Q(例如，調整后的電壓，例如像kVAR)在可變的時間間隔被注入。
[0060] 圖24示出在某些實施例中，對輸入電壓階躍減少的負載電壓響應的仿真。
[0061] 圖25示出在某些實施例中，對負載階躍增加的負載電壓響應的仿真。

【具體實施方式】
[0062] 通過分布式可再生能源穿越和在沒有建設新線路或基礎設施的情況下增加電網 容量的需求驅動，分布式動態(tài)電壓控制的新需求正不斷涌現。例如保護性降壓（CVR)和無 功電壓優(yōu)化（VV0)的應用通過簡單降低和平坦化沿配電網的電壓分布來允諾系統(tǒng)容量的 3-5%增加。由于整個系統(tǒng)增加的復雜性，運行中的電網改進是慢的，難以建模，為了實現現 有技術中的CVR和VV0,需要相當多的后端基礎設施（例如，建模和集中的計算以及通信設 施），但是安裝足夠數量的設施以改進性能是昂貴的并且難以保持。進一步地，由于很少的 控制元件和差的粒狀響應，常規(guī)的VV0方案實現很差的電壓調節(jié)。
[0063] 在本文討論的各個實施例中，線電壓可以在每個客戶點或靠近每個客戶點（即， 在沿配電網的負載）進行調節(jié)。例如，電力部門可以在每個客戶位置安裝并聯(lián)連接的開關 控制無功伏安（VAR)源。每個并聯(lián)連接的開關控制無功伏安（VAR)源可以檢測接近裝置的 電壓并進行確定，以啟用VAR補償組件（例如，（多個）電容器和/或（多個）電感器）， 從而調節(jié)網絡上的電壓。獨立切換的多個并聯(lián)連接的開關控制無功伏安（VAR)源可以集中 運行，以平坦化沿著電網的電壓曲線（例如，沿著開始于變電站的中壓配電饋線的電壓沖 擊）。多個VAR源可以被控制，以避免VAR源之間的內耗，同時允許連接點達到具有更高粒 度和精度的預期電壓設定點。
[0064] 如果分布式VAR補償被實施，電力部門可以實現若干好處。例如，預期的電壓分布 即使在系統(tǒng)配置變化時仍可以沿著線路被最佳保持，從而可以減少系統(tǒng)損耗和/或改進系 統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。新的級聯(lián)電網失效機制例如故障引起的延遲電壓恢復（FIDVR)也可以 通過利用分布式動態(tài)可控VAR來避免。
[0065] 在各個實施例中，在電網邊緣或靠近電網邊緣的分布式快速電壓控制器和/或補 償器提供能夠根據本地信息很少或沒有內耗地自主動作的方案。這種方法可以消除關于節(jié) 點范圍處的電壓波動的不確定性，平坦化沿著網絡邊緣的電壓分布，以及允許有載分接頭 (LTC)降壓到可能的最低程度。
[0066] 圖la示出在某些實施例中的從單個變電站102饋送的典型配電饋線106。標準 設計實踐包括在變電站102處的有載分接頭（LTC)變壓器104的使用，同時在饋線上具有 固定和可切換中壓電容器。圖1示出從耦合到初級饋線106的各個配電饋線（例如，通過 變壓器108a-d從初級饋線分離的配電饋線）接收電力的一系列房屋（S卩，負載）110、112、 114和116。在現有技術中，隨著距變電站102的距離的增加，沿著初級饋線（例如，中壓配 電饋線106)的電網電壓118降低。
[0067] 在現有技術中，可以沿著一個或多個初級饋線106分散放置有載分接頭、慢動作 電容器組和線電壓調節(jié)器，以改進電壓范圍。第一房屋110具有所要求的大約124. 2伏的 電網電壓而沒有保護性降壓或CVR。房屋112具有明顯降低的大約120-121伏的電網電壓。 房屋114進一步具有在115與116伏之間的要求電壓，而房屋116具有在114與115伏之 間的要求電壓。
[0068] 圖lb示出在某些實施例中的從單個變電站102饋送并包括多個網絡邊緣電壓優(yōu) 化（ENV0)裝置120a-d的配電饋線106。在各個實施例中，包括例如ENV0裝置120a-d的 VAR補償器（例如，或任何VAR源，例如能夠進行VAR控制的PV逆變器）可以被放置在任何 數量的負載（例如，房屋11〇、112、114以及116)處或放置在其附近。結果，整體電壓范圍 沿著距變電站102的距離可以被平坦化，從而節(jié)約能源，增加響應性，并且改進沿著較長配 電饋線的整體控制。為了避免一個或多個VAR源之間的內耗，在所有VAR源或VAR源的一 部分之間的切換的動作（例如，切換的時序或VAR補償被接合/斷開的點）可以是不同的。
[0069] 每個VAR源（例如，激活或去激活一個或多個VAR組件，例如電容器和/或電感器） 都可以至少分別基于接近VAR源的電壓快速地并獨立地動作，以改進電壓調節(jié)和實現網絡 邊緣電壓優(yōu)化（ENV0)(參照ENV0線路122)。ENV0線路122描述房屋110所要求的電壓是 大約120伏。房屋112、114和116也可以要求大約在120伏周圍的合理平坦電壓范圍。本 領域的技術人員應當明白，ENV0線路122實現需求電壓范圍的預期平坦化，而指示沒有VAR 補償的電網電壓118的線路急劇下降。
[0070] 圖lc示出在某些實施例中的從單個變電站102饋送并包括多個ENV0裝置120a_d 的另一個配電饋線106。在各個實施例中，ENV0裝置120a-d可以進一步應用保護性降壓 (CVR)以進一步降低要求的電壓。線路124表示通過應用CVR，為具有ENV0裝置132a-b的 房屋110、112、114和116所實現的電壓。例如，線路124 (像ENV0線路122-樣）是相對 平坦的。房屋110和112可以看到大約115. 2伏，而房屋114可以看到大約115伏。進一 步地，在這個示例中，房屋116可以看到115. 4伏。提高系統(tǒng)的容量利用率的需求正推動電 力部門通過使用例如保護性降壓（CVR)以及在非ENV0裝置上的無功電壓優(yōu)化（VV0)技術， 來實現峰值需求降低和容量擴展。電力公司目前通過沿著變壓器的中壓側的初級饋線的電 容器組接收來自電網中的多個點的信息、建模運行特性、建模所建議的改進、以及潛在配合 動作來應用CVR。
[0071] 事先存在的電壓調節(jié)裝置的較差可控性向系統(tǒng)規(guī)劃者和經營者提出管理電壓變 化的嚴峻挑戰(zhàn)。具體地，較差的可控性限制配電饋線可以管理的長度。較差的可控性還限 制了能夠處理的負載可變性同時保持在終端用戶位置的所有電壓在界限內。
[0072] 進一步地，從新的趨勢可以看到，具有斷路器/重合器的分段器的增加使用以便 隔離故障區(qū)段，從而恢復其他非故障線路段的電力，導致網絡和電壓分布的明顯變化。網絡 重新配置的增加使用還使得在固定地點放置電容器組和LTC的任務變得更有問題，這是因 為該放置必須滿足多個配置的需要。而且，分布式發(fā)電資源例如屋頂光伏（PV)陣列的越來 越多的使用會局部產生電力流的逆轉，并且隨著距離變電站越遠，線電壓越高，任何電壓調 節(jié)算法會崩潰。
[0073] 本領域的技術人員應當明白，在電網邊緣或電網邊緣附近的VAR源可以對可能是 PV陣列（例如，綠色能源改進，例如太陽能電池板）的產物的較高線電壓單獨起作用和校 正。這些VAR源可以允許客戶和網絡享有綠色電力的好處，而沒有顯著地再設計或改變電 網以適應所述變化。由于多數源和負載沿網絡分布，所以沿網絡邊緣的電壓會改變，由于緩 慢電壓控制和調節(jié)可能不是有效的并且通過分布式自主控制算法的適當運行，包括影響負 載和輸入的所有變量的電網完整狀態(tài)的集中算法也可能變得沒有必要。
[0074] 圖2示出在現有技術中，由于未實施電容器組的負載，沿著饋線的電壓降的示意 圖。如圖2所示，距變電站的饋線線路的長度受電壓降限制。在這個示例中，可用電壓存 在10%的偏差。在現有技術中，目標是保持電壓在寬帶范圍內。由于很少有控制手段是可 行的，只有非常嚴格的過程控制才是可能的。理想地，沿線路的所有電壓包括存在動態(tài)波動 時應當被嚴密調節(jié)到規(guī)范。由于少量的傳感器、少量的校正點、緩慢通信以及有限次數的運 行，現有技術的控制不能滿足新的和未來配電電網的動態(tài)控制要求。
[0075] 通過利用分散放置的電容器組，可以實施電壓調節(jié)，以平坦化可用電壓范圍并降 低損耗。該電容器組可以例如基于溫度或者基于來自集中控制設施的命令運行。當例如基 于溫度時，為了避免電容器組互相影響并且最大化電容器組的開關壽命，激活或去激活一 個或多個電容器的切換是不頻繁并且緩慢的。在集中設施的控制下運行的電容器組可以被 單獨命令以避免互相影響。
[0076] 盡管通過CVR嘗試控制電壓，沿著饋線長度的下降僅輕微受電容器組的激活的影 響。在這些示例中，電容器組通?？梢悦刻烨袚Q三到四次。該過程也可以是緩慢的。在一 個示例中，其可以花費15分鐘：1)檢測條件；2)向集中設施提供該條件；3)集中設施對該 條件建模并對于啟用或禁用電容器組進行確定；4)向一個或多個電容器組提供命令；以及 5)接收該命令并執(zhí)行切換。
[0077] 進一步地，如果多個晶閘管切換電容器單獨運行，由于每個裝置試圖補償本地測 量的電網狀態(tài)，多個晶閘管切換電容器會互相沖突。由于晶閘管切換電容器以交叉目的工 作，在對電網上的其他晶閘管切換電容器組的校正不斷反應時，他們往往過補償或欠補償。 傳統(tǒng)的阻止內耗的自主VAR控制方案是電壓跌落技術的使用。不過，電壓跌落的使用阻礙 CVR在每個負載點保持平坦和降低電壓的目標。結果，通過常規(guī)的技術，不能獲得沿電網的 多個點電壓的準確和快速控制。
[0078] 圖3a示出在某些實施例中的在每個負載處或每個負載附近具有并聯(lián)連接的開關 可控的VAR源的配電網的示意圖。負載被示為房屋或住宅。除了房屋或住宅以外，本領域 的技術人員應當明白負載可以是包括但不限于商業(yè)或工業(yè)機構的任何負載。負載可以是 配電網上消耗、消散、輻射或以其他方式使用電力的任何組件、電路、裝置、裝備或系統(tǒng)的零 件。配電網是電網，例如用于從供給裝置向消費者輸送電力的互連網絡。
[0079] 在這個示例中，電壓可以在網絡邊緣或網絡邊緣附近進行調節(jié)，從而允許網絡邊 緣的電壓優(yōu)化（ENV0)。網絡的邊緣是接近接收電力的負載的配電網的一部分。在一個示例 中，負載是客戶負載。網絡的邊緣可以在變壓器的低壓側。例如，網絡的邊緣可以包括經配 置向多個客戶負載（例如，房屋住宅）提供電力的一個或多個饋電線路。
[0080] 在圖3中，變電站通過一連串區(qū)域配電饋線向住宅（例如，負載）提供電力。每個 住宅和并聯(lián)連接的開關控制VAR源耦合到配電網。在各個實施例中，每個并聯(lián)連接的開關 控制VAR源經配置檢測電壓并基于檢測到的電壓調整網絡無功伏安（VAR)。在一個示例中， 并聯(lián)連接的開關控制VAR源啟用電容器和/或電感器以改變（例如，降低或消除）配電網 的無功功率，從而調節(jié)網絡的電壓（即，網絡電壓）。無功功率的改變可以降低沿著配電饋 線的電壓降。
[0081] 如關于圖1所討論的，并聯(lián)連接的開關控制VAR源可以被放置在任何數量的負載 處或該任何數量的負載附近。結果，整體電壓范圍沿著距變電站的距離可以被平坦化，從而 節(jié)約能源、增加響應性、并改進沿較長配電饋線的整體控制。每個VAR源（例如，激活或去 激活一個或多個VAR組件，例如電容器和/或電感器）可以至少基于接近VAR源的電壓分 別快速和獨立動作，以集中動作從而改進電壓調節(jié)并實現ENVO。圖3示出在沒有實施電容 器組的情況下，配電電壓降是平坦的，例如穿過圖3所示的網絡的偏差為+/-2%。
[0082] 圖3b是示出在某些實施例中的在每個負載處或每個負載附近具有并聯(lián)連接的開 關控制VAR源的配電網的另一個示意圖。在圖3b中，具有有載分接頭（LTC)304的變電站 302在整個配電饋線306饋送具有線電感和電阻的配電饋線306。負載312、314、316和318 分別經由變壓器310a-d接收來自配電饋線306的電力。進一步地，變壓器與負載之間的每 個子饋線可以包括經配置充當一個或多個VAR補償器的一個或多個ENV0裝置310a-e。在 各個實施例中，多個ENV0裝置（例如，ENVO VAR單元）可以沿著典型配電饋線的長度被部 署，以平坦化所要求的電壓并響應于網絡條件。
[0083] 在各個實施例中，可選的中心控制器320可以與ENV0裝置310a_e中的一個或多 個通信，以接收關于一個或多個ENV0裝置310a-e的動作的傳感器信息和/或行為信息。 在某些實施例中，ENV0裝置310中的一個或多個可以包括通信接口，該通信接口經配置彼 此通信和/或與中心控制器320通信。在某些實施例中，中心控制器320可以提供一個或 多個（本文所討論的）設定值，當ENV0裝置310中的一個或多個激活時，該一個或多個設 定值可以（例如，基于一個或多個設定值與配電網的一部分的電壓的比較）進行輔助控制。 在本文將進一步討論中心控制器320。
[0084] 圖4a是在某些實施例中可以并聯(lián)連接的示例性開關控制VAR源400的電路圖。開 關控制VAR源400可以是在配電網（即，電網）的邊緣處或配電網的邊緣附近的大量開關 控制VAR源400的一部分。
[0085] 在高水平處，開關控制VAR源400包括電容器412 (例如，VAR補償組件），通過與 半導體開關416 (例如，雙向三極晶閘管420-NTC418是可選的）并聯(lián)的繼電器414來控制 電容器412。處理器，例如處理器426可以基于電壓控制繼電器414和半導體開關416。例 如，控制器426可以（例如，通過線路402)檢測接近開關控制VAR源400的電壓?；谒?檢測到的電壓，控制器426可以通過控制繼電器414和半導體開關416啟用或禁用該電容 器。如本文所討論的，繼電器414和半導體開關416在切換運行期間可以一起工作以保護 并延長開關控制VAR源400的各種組件的壽命。
[0086] 示例性開關控制VAR源400包括線路402和430、熔絲404、可選的電感器406、電 阻器408、410、418、422和424、電容器412、繼電器414、包括可選的NTC418和雙向三極晶閘 管的開關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 如變壓器的低壓側的饋線。在一個示例中，線路402和430可以耦合到經配置（例如，在網 絡邊緣上或在網路邊緣處）向一個或多個負載提供電力的任何線路或饋線。在某些實施例 中，開關控制VAR源400接近住宅或商業(yè)負載。例如，開關控制VAR源400可以在接近負載 的智能電表、普通電表或變壓器內。本領域的技術人員應當明白開關控制VAR源400可以 在任何電網資產內。
[0087] 熔絲404經配置保護開關控制VAR源400免受電壓尖峰、瞬變、過量電流等。熔絲 404可以防止失效組件的過熱負載，從而允許電網甚至從電路去除在VAR源時運行。熔絲 404可以是任何熔絲并且易于替換的。在某些實施例中，如果熔絲404清除并且開關控制 VAR源400被從配電網斷開，輸送到住宅和/或商業(yè)負載的電力可以不中斷。
[0088] 可選的電感器406和電阻器408可以充當L-R緩沖器，以控制（例如，在啟動條件 期間的）峰值涌流并且管理諧波共振。在某些實施例中，電感器406和電阻器408可以預 防由接收自線路402的電壓或電力的變化和/或開關控制VAR源400的激活或去激活引起 的開關控制VAR源400的電容器412和/或其他電路上的損耗。
[0089] 本領域的技術人員應當明白，在某些實施例中，電感器406和電阻器408可以降低 電容器412對諧波共振的靈敏性（susceptibility)。在各個實施例中，開關控制VAR源400 不包括電感器406和/或電阻器408。
[0090] 電容器412可以是經配置補償無功功率（例如，VAR)的任何電容器。在各個實施 例中，繼電器414和/或半導體開關416可以形成完成電路的開關，從而允許電容器412影 響網絡的無功功率。在一個示例中，如果繼電器414是斷開的，并且（半導體開關416的） 雙向三極晶閘管420被去激活，電容器412可以是斷開電路的一部分，因此，可能對配電網 或負載沒有影響。
[0091] 電阻器410是可選的泄漏電阻器。在某些實施例中，當電容器被禁用或以其他方 式（例如，經由繼電器414和/或半導體開關416)被開關斷開，電阻器410可以潛在接收 來自電容器412的能量，從而允許電容器412的能量狀態(tài)減少。
[0092] 繼電器414可被用來降低半導體開關416是激活時的損耗。半導體開關416可以 被用來在導通或斷開時提供準確和快速的響應。本領域的技術人員應當明白，任何適當的 額定繼電器（例如，已測試的機電繼電器）可以被使用。
[0093] 半導體開關416的雙向三極晶閘管420是電流能夠在兩個方向流動的門控晶閘 管。繼電器414和/或雙向三極晶閘管420可以執(zhí)行為一個或多個開關。例如，控制器426 可以斷開繼電器414并去激活雙向三極晶閘管420,以產生開路（open circuit)從而斷開 電容器412。在各個實施例中，一對晶閘管被用于替代雙向三極晶閘管420。
[0094] 本領域的技術人員應當明白任何開關可以被使用。例如，開關S，例如IGBT、閘管 對、或晶閘管/二極管排列也可以被使用。在另一個示例中，M0SFET或IGBT可以與二極管 并聯(lián)使用，以控制電容器412。
[0095] 本領域的技術人員應當明白，繼電器414、雙向三極晶閘管420以及NTC可以一起 工作，以保護開關控制VAR源400的全部或部分組件的壽命?？刂破?26可以經配置控制 繼電器414和雙向三極晶閘管420,從而以避免會影響電路使用壽命的瞬變或其他非期望 的功率特性的方式切斷電路。例如，控制器426可以確保在命令雙向三極晶閘管420去激 活（例如，1/2周期之后）之前，繼電器414是斷開的（例如，如果繼電器414被閉合，則命 令繼電器414斷開）。這個過程可以阻止繼電器414兩端產生火花或電弧，并且進一步地， 可以保護繼電器414的壽命。在某些實施例中，雙向三極晶閘管420可以在足夠的延遲后 被接通，繼電器414可以被閉合。接著，控制器426可以命令繼電器414斷開，從而保護電 路的一個或多個組件。
[0096] 在各個實施例中，開關控制VAR源400包括繼電器414,但是不包括半導體開關 416。在一個示例中，控制器426可以命令繼電器414斷開或閉合，從而啟用或去激活電容器 412。在其他實施例中，開關控制VAR源400包括半導體開關416,但是不包括繼電器414。 控制器426可以同樣控制雙向三極晶閘管420,以啟用或禁用電容器412。
[0097] 可選的電阻器418可以是負溫度系數（NTC)電阻器或熱敏電阻。NTC電阻器418 是電阻隨著溫度可以改變的一類電阻器。通過控制NTC電阻器418,雙向三極晶閘管420 可以在不需等待來自線路402的AC電源的過零點電壓的情況下被激活或去激活，從而允許 VAR源最小延遲的插入。例如，沒有NTC電阻器418,雙向三極晶閘管420只可以當AC電壓 跨過其過零點電壓時被激活。NTC電阻器418可以經配置，使得雙向三極晶閘管420可以在 任何點以很小或沒有不良效果被激活（例如，最小或降低的浪涌）。
[0098] 電阻器422和424可以衰減來自線路402的由控制器426接收的信號。
[0099] 控制器426可以經配置基于線路402的電壓確定近距電壓并且可以啟用或禁用電 容器412。在各個實施例中，控制器426是例如微處理器和/或外設接口控制器（PIC)的處 理器，該處理器可以檢測饋線402的電壓。
[0100] 在某些實施例中，控制器426基于電壓可以控制繼電器414和/或雙向三極晶閘 管420,以斷開或閉合該電路，從而啟用或禁用電容器412。例如，如果檢測到的電壓是非期 望的，控制器426可以通過命令激活雙向三極晶閘管420和/或閉合繼電器414來啟用電 容器412。接著，電容器412可以補償無功功率（例如，調節(jié)網絡電壓）。
[0101] 本領域的技術人員應當明白，繼電器414的響應可能存在延遲（例如，繼電器414 可以是與雙向三極晶閘管420相比時緩慢反應的機電繼電器）。在這個示例中，可以先于去 激活雙向三極晶閘管420的命令發(fā)送斷開繼電器414的命令。在某些實施例中，可以發(fā)送 命令以斷開繼電器414。隨后，在一時間延遲之后，可以斷開雙向三極晶閘管420。
[0102] 電網上的電容器的一個最常見故障機制是過壓。在某些實施例中，繼電器414和 雙向三極晶閘管420在檢測到過壓時可以被快速去激活，從而保護（多個）電容器。
[0103] 控制器426可以延遲開關（例如，繼電器414和半導體開關416)的激活或斷開。 在各個實施例中，開關控制VAR源400的幅值對電網內的電壓反應。為了防止開關控制 VAR源400之間的內耗，一個或多個裝置可以延遲啟用或禁用VAR補償組件（例如，電容器 412)。在各個實施例中，每個開關控制VAR源400的控制器包括不同的延遲。結果，每個開 關控制VAR源400可以在不同時間激活開關以調節(jié)電壓，從而為每個裝置給出檢測一個或 多個開關控制VAR源400產生的電壓變化的時間。
[0104] 本領域的技術人員應當明白，可以在開關控制VAR源400的制造期間設定延遲或 可以從集中通信設施上傳該延遲。針對每個不同的開關控制VAR源400可以隨機設定延遲。
[0105] 電源單元（PSU)可以適配電源以適合于控制器426。在某些實施例中，控制器426 由線路402、電池或任何其他電源供應電源。PSU428可以是任何電源。
[0106] 雖然圖4a示出耦合到電阻器422的線路在熔絲404的未保護側上，但是本領域的 技術人員應當明白熔絲404可以保護控制器426和PSU428。例如，電阻器422可以經由熔 絲404耦合到線路402。
[0107] 在各個實施例中，開關控制VAR源400可以動態(tài)和自主運行，以調節(jié)電壓和/或針 對電網故障進行補償。本領域的技術人員應當明白，開關控制VAR源400可以基于檢測到 的電壓調整無功功率并從而調整網絡電壓，而不需檢測或分析電流。在某些實施例中，可以 從附加的電流傳感器或從智能電表獲取負載電流信息。
[0108] 在某些實施例中，開關控制VAR源400可以包括可用于調整電壓的電感器。例如， 一個或多個電感器可以替代電容器412。在另一個示例中，一個或多個電感器可以與電容 器412并聯(lián)。（多個）電感器可以被耦合到熔絲404(或不同的熔絲），并且可以被進一步 耦合到單獨的開關。例如，（多個）電感器可以被耦合到與雙向三極晶閘管（或MOSFET或 IGBT)并聯(lián)的繼電器，該繼電器可以執(zhí)行類似于繼電器414和半導體開關416的切換?？?制器426可以通過啟用一個開關并且利用其他組件產生開路來啟用電感器和禁用電容器 412。同樣，控制器426可以禁用電感器并且啟用電容器412,或可選地禁用電感器和電容器 兩者。本領域的技術人員應當明白，與電感器關聯(lián)的雙向三極晶閘管也可以耦合到NTC電 阻器，以允許雙向三極晶閘管在任何時間去激活。
[0109] 開關控制VAR源400可以被并聯(lián)連接到配電網。在一個示例中，開關控制VAR源 400經由導電線路402和430并聯(lián)耦合在住宅或其他商業(yè)負載處或在住宅或其他商業(yè)負載 附近。并聯(lián)連接可以是將電路內的組件以多條路徑方式連接，其中電流被分配在該多條路 徑中，同時所有組件具有相同的施加電壓。
[0110] 在一個示例中，饋線可以從變壓器向一個或多個負載（例如，住宅）延伸。饋線也 可以與開關控制VAR源400并聯(lián)耦合。在某些實施例中，如果開關控制VAR源400失效或 以其他方式不運行，因為是并聯(lián)連接，所以由配電網進行的電力輸送不中斷（例如，即使到 開關控制VAR源400的連接變成開路，變壓器與沿著饋線的一個或多個負載之間的電力不 會中斷）。
[0111] 在各個實施例中，開關控制VAR源400可以被布置在電表（例如，智能電表）內部 或與電表一起布置，使得安裝可以是背載式，從而節(jié)省電力部門的總安裝和讀取成本。開關 控制VAR源400可以促使智能電表內的通信鏈路與電力部門通信；提取VAR調度或電壓設 定值命令；和/或向電力部門通知故障。多個開關控制VAR源400可以被布置在公共房屋 中，并且可以被裝設在別的電網資產（例如柱頂或支架安裝變壓器）上。這可以允許較低 的VAR補償成本；降低通信鏈路的成本；以及允許獲取附加價值，例如評估資產的狀態(tài)和預 期壽命。
[0112] 在各個實施例中，多個開關控制VAR源中的每個都可以包括通信模塊。通信模塊 是經配置與一個或多個數字裝置或其他并聯(lián)連接的開關控制VAR源無線或有線通信的任 何硬件。通信模塊可以包括調制解調器和/或天線。
[0113] 一個或多個開關控制VAR源可以接收一個或多個設定值，該一個或多個設定值與 電壓比較，以輔助確定接合VAR補償組件。設定值可以是改進電壓調節(jié)的預定值。開關控 制VAR源的處理器可以基于近距電壓與設定值的比較，確定是否調整電壓。本領域的技術 人員應當明白，針對不同的開關控制VAR源，設定值可以是不同的。
[0114] 例如，開關控制VAR源可以將檢測到的饋線的電壓（例如，近距電壓）與一個或多 個設定值比較，并且基于該比較確定是否激活電容器。例如，如果檢測到的電壓低于先前接 收到的設定值，開關控制VAR源可以啟用電容器以增加電壓?？商鎿Q地，如果電壓高于先前 接收到的設定值，開關控制VAR源可以禁用另外的激活的電容器以降低電壓。
[0115] 在某些實施例中，通信設施可以調度和/或更新一個或多個設定值。開關控制VAR 源可以經由蜂窩網絡、電力線載波網絡（例如，經由電網）通過近場通信技術或類似技術無 線地通信。通信設施可以以任何速率或速度更新任何數量的開關控制VAR源的設定值。例 如，通信設施可以基于電網、電力使用率或任何其他因素的變化來更新設定值。
[0116] 在某些實施例中，一個或多個開關控制VAR源既可以接收信息，又可以提供信息。 例如，一個或多個開關控制VAR源可以向一個或多個通信設施（例如，數字裝置）提供VAR 提供的裝置狀態(tài)、電壓信息、電流信息、諧波信息和/或任何其他信息。
[0117] 由一個或多個開關控制VAR源檢測到、接收到、或以其他方式處理的信息可以被 跟蹤和評估。例如，電壓和/或其他電力消息可以被VAR源或集中設施跟蹤，以確定使用率 并識別不一致的使用率。在匯聚點例如在設置VAR源的變壓器處的能源使用率可以與在下 流連接的所有電表記錄的使用率進行比較，以識別潛在的能源盜竊。預期使用率的歷史可 以被開發(fā)并與更新的信息比較，以識別變化，這可以指示偷電（theft)、一個或多個電網組 件的故障或正在惡化的裝備。在某些實施例中，一個或多個開關控制VAR源可以提供信息， 以監(jiān)測老化的裝備。當電壓的變化或其他信息指示退化或降級時，可以在故障之前，規(guī)劃并 執(zhí)行改變、更新或保養(yǎng)。
[0118] 本領域的技術人員應當明白，開關控制VAR源的控制器可以啟用或禁用電感器。 如本文所述，在某些實施例中，開關控制VAR源可以包括并聯(lián)的電感器和電容器。在某些示 例中，基于檢測到的電壓與一個或多個接收的設定值的比較，并聯(lián)連接的開關控制VAR源 的控制器可以獨立地啟用或禁用電感器和電容器。
[0119] 在各個實施例中，電阻器和/或NTC可以與繼電器414串聯(lián)，這可以進一步保護電 路和/或延長繼電器414的壽命。例如，與繼電器串聯(lián)的第二NTC可以阻止電流浪涌。結 果，第二NTC可以阻止繼電器觸點腐蝕和壽命退化。
[0120] 圖4b是示出在某些實施例中針對繼電器激活半導體開關，以接合VAR補償的曲線 圖。如本文所討論的，當激活開關控制VAR源400時，控制器426可以經配置在激活繼電器 414之前激活雙向三極晶閘管420。在某些實施例中，控制器426可以在預定延遲之后激活 繼電器414。該延遲可以是任何延遲。在一個示例中，控制器426在開關控制VAR源400的 制造之前或之后的校正或安裝期間可以（例如，由軟件或固件）接收預定的延遲。
[0121] 如圖4b所示，雙向三極晶閘管420可以在任何時間被激活。雙向三極晶閘管 420可以使電流流過電容器412,并且NTC418將電流值限制在安全和/或理想水平。如果 NTC418是熱的，控制器426可以確定條件，當跨越雙向三極晶閘管420的電壓幾乎為零時， 可以初始化雙向三極晶閘管420的接通。這將防止?jié)撛谄茐男缘碾娏骼擞渴录Ｔ诳梢允?例如大約一個周期的延遲之后，繼電器414可以被閉合。如本文所討論的，與繼電器串聯(lián)的 第二NTC可以防止電流浪涌，從而阻止繼電器的觸點腐蝕和壽命退化。本領域中的技術人 員應當明白，利用NTC電阻器418,雙向三極晶閘管420可以在任何時候被激活。進一步地， 繼電器414可以在激活雙向三極晶閘管420之后的任何時間被閉合（即，該延遲可以是任 何時間的長度）。
[0122] 圖4c是示出在某些實施例中針對繼電器414去激活半導體開關以斷開VAR補償 的曲線圖。如本文所討論的，當去激活開關控制VAR源400時，控制器426可以經配置確保 繼電器414在去激活雙向三極晶閘管420之前被閉合?？刂破?26可以隨后去激活（斷 開）繼電器420。在某些實施例中，控制器426可以在預定延遲之后去激活繼電器雙向三極 晶閘管414。該延遲可以是在校正或安裝期間軟件或固件所接收的任何延遲。
[0123] 如圖4c所示，繼電器420可以在任何時間被閉合。在某些實施例中，控制器426 確認繼電器420被閉合。如果繼電器420是斷開的，控制器426可以控制繼電器420閉合。 在延遲后（例如，大約在一個周期或任何時間之后），控制器426可以去激活雙向三極晶閘 管420。本領域中的技術人員應當明白，可以在任何點處去激活雙向三極晶閘管420。在雙 向三極晶閘管420被去激活之后，控制器426可以控制繼電器414斷開。在某些實施例中， 控制器426在預定延遲之后控制繼電器414斷開。該延遲可以等于或不等于閉合繼電器與 去激活雙向三極晶閘管414之間的延遲。
[0124] 圖5a和5b是示出在某些實施例中的描述與設定值有關的預期電壓范圍的曲線圖 500和508。在各個實施例中，開關控制VAR源可以包括單個設定值502 (例如，240伏）。開 關控制VAR源可以經配置（例如，通過控制VAR補償組件）通過比較檢測到的電壓與設定 值502來調整電壓。在開關控制VAR源可以啟用或禁用VAR補償組件之前，閾值504和506 可以識別允許的電壓范圍（例如，+/_2伏）。
[0125] 本領域中的技術人員應當明白，閾值504與506可以相等或不等。進一步地，閾值 504和506可以隨著時間而改變（例如，通過基于一天中的時間、季節(jié)、溫度、電壓、電流、檢 測到的電壓中的變化率等變化的算法）。
[0126] 圖5b是示出在某些實施例中的描述隨時間的電壓和標識設定值510和512的曲 線圖。設定值510和512將預期的"理想"電壓（例如，240伏）歸入同一類。在各個實施 例中，開關控制VAR源可以檢測近距電壓并且將檢測到的電壓與設定值510和512比較。如 果電壓高于設定值510或低于設定值512,開關控制VAR源可以啟用/禁用VAR補償組件或 以其他方式調節(jié)電壓，以進行校正。雖然一個開關控制VAR源的影響可能不會顯著改變網 絡電壓，但是多個VAR源自主運行以改變網絡電壓可以調節(jié)多個點上的電壓。因此，通過有 限的附加成本，許多裝置的有限改變會對配電產生顯著的效果和改進。
[0127] 在各個實施例中，一個或多個開關控制VAR源不具有通信模塊，而是可以包括在 制造時預先配置的設定值。在其他實施例中，一個或多個開關控制VAR源包括通信模塊，結 果可以通過其他開關控制VAR源或一個或多個中心通信和控制設施來改變或更新設定值。
[0128] 在某些實施例中，一個或多個開關控制VAR源可以包括調節(jié)分布曲線。調節(jié)分布 曲線可以包括基于時間、近端條件或使用率來改變一個或多個設定值以改進保護的策略。 如果使用率有可能出現波峰（例如，基于每天的熱量、商業(yè)負載、住宅負載、或到電動汽車 的充電設施的接近度），調節(jié)分布曲線可以相應調整設定值。結果，設定值可以根據感測的 使用率、電壓變化、一天中的時間、一年中的時間、外界溫度、社會需要或任何其他標準而被 改變。
[0129] 本領域中的技術人員應當明白，一個或多個開關控制VAR源可以在任何時間通過 通信模塊接收調節(jié)分布曲線。在某些實施例中，一個或多個開關控制VAR源可以不包括通 信模塊，但可以仍然包括預先已經配置的一個或多個調節(jié)分布曲線。
[0130] 圖6是在某些實施例中的由開關控制VAR源進行的電壓調節(jié)的流程圖。在步驟 602中，開關控制VAR源可以接收第一設定值。在某些實施例中，開關控制VAR源包括通信 模塊，該通信模塊可以從數字裝置（例如，無線或通過智能電表的通信模塊）、從另一個并 聯(lián)連接的開關控制VAR源（例如，通過近場通信）、電力線載波通信等接收設定值。該設定 值可以激活開關控制VAR源，以啟用VAR補償，或者在某些實施例中，設定值可以是可以與 檢測到的近距電壓相比較的電壓設定值。
[0131] 在某些實施例中，電力部門可以包括經配置（例如，經由WiFi、蜂窩通信、近場通 信、有線、或電力線載波）與不同VAR源通信的VAR源服務器或其他裝置。在各個實施例中， VAR源服務器可以與一個或多個其他服務器通信，以便與VAR源通信。例如，VAR源服務器 可以通過智能電表或與智能電表通信的服務器來通信。一個或多個智能電表可以包括VAR 源或以其他方式與一個或多個VAR源通信。
[0132] 第一設定值（例如，電壓設定值）可以是調節(jié)分布曲線的一部分。在一個示例中， 多個調節(jié)分布曲線可以由開關控制VAR源在制造期間或通過通信模塊而被接收。每個調節(jié) 分布曲線可以包括一個或多個不同的設定值，以便基于各種因素（例如，一天中的時間、使 用歷史、負載類型、綠色能源產量等）改進電力分布和/或效率。在各個實施例中，開關控 制VAR源的處理器可以基于檢測到的電壓、電壓變化率、與其他開關控制VAR源的通信、與 VAR源服務器的通信、溫度、一天中的時間、電網的變化等切換調節(jié)分布曲線。一旦從調節(jié)分 布曲線實施，開關控制VAR源的處理器可以繼續(xù)監(jiān)測近距電壓，并將電壓與新的（多個）設 定值比較，以便確定VAR補償組件是否應當被啟用或禁用。
[0133] 在步驟604中，控制器426(即，處理器）檢測在網絡邊緣（例如，靠近電網的負 載）處的近距電壓。近距電壓是接收自線路402的電壓（例如，在耦合到饋線或電網資產 的線路402的某點處的電壓）。近距電壓可以是在電壓檢測時，并聯(lián)連接的開關控制VAR源 400耦合到配電網所在的電壓。
[0134] 在某些實施例中，開關控制VAR源可以通過另一個開關控制VAR源或電網資產檢 測電壓。在某些實施例中，智能電表、變壓器或其他電力裝置可以檢測電壓。開關控制VAR 源可以從其他裝置接收檢測到的電壓或在輸電時或輸電期間截取檢測到的電壓。
[0135] 在步驟606中，控制器426可以將檢測到的電壓與任何數量的設定值比較，以確定 VAR補償組件是否可以被啟用或禁用。如本文所討論的，控制器426可以基于該比較，控制 開關（例如，繼電器和/或半導體開關）以啟用或禁用一個或多個電容器和/或一個或多 個電感器。本領域中的技術人員應當明白，可以由開關控制VAR源的處理器而非集中設施 來確定啟用或禁用VAR補償組件?？梢宰灾髯龀鲈摯_定，并且不依賴其他開關控制VAR源。 可以通過與其他類似VAR源的并行運行來實現整體控制目標。
[0136] 通過任何數量的開關控制VAR源運行以將電壓調節(jié)在預期的范圍內的操作，網絡 的電壓調節(jié)可以被實現。進一步地，電壓范圍可以被控制在期望的窄范圍內，并且能夠進一 步動態(tài)響應于沿著一個或多個配電線和/或饋線的變化。
[0137] 在步驟608中，控制器426可以延遲切換VAR補償組件達預定的時間。如本文所 討論的，為了避免任何數量的開關控制VAR源之間的內耗，一個或多個開關控制VAR源可以 延遲切換達預定的時間。不同的開關控制VAR源的延遲時間可以是不同的。例如，即使第 一開關控制VAR源檢測到調節(jié)電壓的需求，第一開關控制VAR源可以等待，直到第二開關控 制VAR源已經做出類似的確定并已啟用VAR補償以后。第一開關控制VAR源可以檢測網絡 中的變化，并做出是否進一步啟用附加VAR補償的另一個確定。結果，多個開關控制VAR源 可以不必不斷校正和再校正由其他開關控制VAR源引起的網絡電壓中的變化。
[0138] 延遲時間可以由VAR源服務器、其他開關控制VAR源來更新，或可以是調節(jié)分布曲 線的一部分（例如，其根據需求可以包括多個不同的延遲時間）。在某些實施例中，如果檢 測到的電壓以相當速率（substantial rate)正在改變，延遲時間可以被加速。本領域中的 技術人員應當明白，可以存在許多不同的方式提供、更新和/或改變開關控制VAR源的延遲 時間。
[0139] 在步驟610中，在檢測到并確定需要改變網絡電壓并等待延遲時間之后，開關控 制VAR源可以再次檢測電壓的任何變化，并將該變化與一個或多個設定值比較。如果在步 驟612中保持與在步驟606中的先前確定（例如，VAR補償組件應當被啟用或禁用）一致 的決定，那么，開關控制VAR源可以通過接通開關以啟用或禁用VAR補償組件來調整網絡電 壓。
[0140] 在一個示例中，如果近距電壓高于第一設定值，控制器426可以控制繼電器414和 雙向三極晶閘管420,以形成到線路402的連接或確認繼電器414被閉合和/或雙向三極晶 閘管420被啟用。如果近距電壓低于第二設定值，控制器426可以控制繼電器414和雙向 三極晶閘管420,以斷開到線路402的連接，或確認繼電器414是斷開的和/或雙向三極晶 閘管420被禁用。
[0141] 在某些實施例中，如果所述設定值高于檢測到的近距電壓，多個并聯(lián)連接的開關 控制VAR源中的每個VAR源都可以增加在前的無功伏安，并且如果設定值低于檢測到的近 距電壓，則減少在前的無功伏安。
[0142] 在某些實施例中，控制器426可以基于檢測到的近距電壓與設定值的比較來啟用 或禁用電感器。例如，基于該比較，控制器426可以禁用電容器和啟用電感器（例如，控制 器426可以控制繼電器414和雙向三極晶閘管520,以產生開路從而禁用電容器，同時控制 另一個繼電器和另一個雙向三極晶閘管以啟用電感器從而調節(jié)電壓）。
[0143] 在各個實施例中，電壓可以隨著時間被跟蹤。在某些實施例中，控制器426可以隨 時間跟蹤所檢測到的近距電壓并向另一個開關控制VAR源和/或數字裝置提供該信息。例 如，一個開關控制VAR源可以與任何數量的（例如，在柱頂密封件中的）其他開關控制VAR 源通信。一個或多個開關控制VAR源可以是任何電網資產例如變電站或變壓器的一部分。
[0144] 在某些實施例中，跟蹤的檢測到的電壓可以被估算和/或與電壓歷史做比較。電 壓歷史可以是過去使用率的歷史或可以指示期望的使用率。在各個實施例中，控制器426 或數字裝置可以基于比較檢測失效的電網資產。例如，電網資產的期望輸出和/或輸入可 以被確定，并與跟蹤的檢測到的近距電壓做比較。如果當前檢測到的近距電壓和/或跟蹤 的檢測到的近距電壓不在期望的范圍內，跟蹤的檢測到的近距電壓會被審查，以確定電網 資產是否已經失效或正在退化。結果，需要被替換或接收維護的退化裝備可以在性能明顯 惡化之前被識別和編入預算，由此改進電力輸送和配電網的維護兩者的效率。
[0145] 本領域的技術人員應當明白潛在的偷電可以被識別。在各個實施例中，每個開關 控制VAR源可以檢測和跟蹤電壓。跟蹤的電壓可以被記錄和/或（例如，經由通信模塊或另 一個數字裝置例如智能電表的天線）提供給VAR源服務器。VAR源服務器可以例如跟蹤沿 饋線被所有開關控制VAR源識別的電壓，并將該電壓與被電力部門（例如，經由智能電表） 跟蹤的消耗比較?；谒霰容^，偷電可以被檢測到。進一步地，部分基于任何數量的開關 控制VAR源的效果，偷電可以被定位，用于進一步調查。
[0146] 如本文所建議的，大規(guī)模分布式動態(tài)可控VAR源的策略利用公用電力部門業(yè)已承 擔的其他成本。例如，開關控制VAR源可以被設置在智能電表內部或與智能電表一起設置， 以便安裝可以與電表安裝或讀數/維護并行進行。這些電表感測電壓和電流，以計算負載 的功耗，并且具有將信息中繼到中心數據儲存庫的通信。這些安裝成本已經納入電表成本 中。
[0147] 與電表的簡單通信機制可以允許電表與開關控制VAR源之間的通信（例如，用于 向電力部門報告狀態(tài)、接收設定值、接收延遲時間、和/或用于提取激活的命令）。在某些實 施例中，在智能電表內的負載電流的測量可以被傳送到開關控制VAR源，用于電壓調節(jié)的 確定。
[0148] 在各個實施例中，具有開關控制VAR源的電表可以是非常緊湊和超低成本的。在 某些實施例中，典型的等級可以是在240伏對應于2. 1安培容性電流的500VAR。這大約可 以是向客戶供應10kW的變壓器阻抗的5%的漏阻抗兩端的VAR降。電力部門網絡和資產 負載計算可以基于假設負載多樣性因素的統(tǒng)計基礎完成。如果配電電路上的全部電表（例 如，10, 000)具有開關控制VAR源，那么基于在每相上的部署，在該條線路上會有5MVAR的動 態(tài)可控的VAR。例如，將每個開關控制VAR源的補償提升到1000VAR，可以只輕微增加成本， 但可以提供10MVAR的動態(tài)VAR補償。
[0149] 在各個實施例中，開關控制VAR源可以被集成到任何電力部門資產中或其旁邊， 例如柱安裝變壓器或燈柱。如本文所討論的，通信能力不是開關控制VAR源運行的要求，但 可以提高提取調度命令和向電力部門傳送狀態(tài)的能力?？赡艿膶嵤┓绞娇梢允菍⒍鄠€開關 控制VAR源歸攏到公共房屋中并將該歸攏物設置在向多個住宅或商業(yè)負載供電的變壓器 內或其附近。該歸攏物可以連接到變壓器的低壓側，從而最小化或降低對開關控制VAR源 的BIL管理的要求。
[0150] 本領域中的技術人員應當明白，歸攏可以允許單個通信模塊與多個開關控制VAR 源的集成，從而允許更大的成本節(jié)約?？梢砸詫嶋H裝置成本的價錢對所輸送的千VAR的比 率（$/kVAR)測量這類裝置的成本。這種歸攏也可以允許單個電源和控制器的使用，并且提 供關于不同開關控制VAR源的切換行為的可靠信息。
[0151] 在歸攏單元中，最小化或降低電網上諧波的沖擊是可能的。這種實施方式可以保 持單個用戶單元的基本特征，而且通過將電流和溫度測量集成到單元中；使用變壓器負載 和溫度漂移來計算對變壓器壽命的沖擊；和/或向電力部門傳送變壓器狀態(tài)，該捆束可以 向電力部門客戶提供更多的價值。歸攏的開關控制VAR源實施方式，具體地如電力部門常 規(guī)使用地被設置在柱頂或支架安裝變壓器附近時，通過執(zhí)行動態(tài)電壓VAR優(yōu)化功能，此外 通過用作位于配電網上的數以百萬計的變壓器的資產監(jiān)測器，可以向電力部門提供高價 值。
[0152] 在各個實施例中，為了避免多個開關控制VAR源基于由其他開關控制VAR源感知 的變化調整和再調整無功功率，一個或多個控制器可以基于不同的檢測電壓激活或去激活 不同的開關控制VAR源。例如，不同的開關控制VAR源可以基于不同的設定值而激活和/ 或去激活。不同的設定值可以由一個或多個遠程數字裝置提供。在某些實施例中，一個或 多個開關控制VAR源可以調整設定值（例如，通過隨機確定的量改變設定值），以建立不同 的設定值。
[0153] 開關控制VAR源可以只基于測量到的線電壓而非負載或線電流來執(zhí)行無功功率 補償。在這類實施例中，開關控制VAR源可以不執(zhí)行功率因數校正。在另一個實施例中，開 關控制VAR源也可以查看線電流和電壓，以評估所要求的VAR校正程度并可以運行將客戶 負載功率因數恢復為單一的功率因數。功率因數校正可以不管理用于電網電壓調節(jié)的無功 功率。在某些實施例中，在中壓線路上的電流傳感器可以提供用于校正在初級中壓線路上 的功率因數的信息，從而降低整個系統(tǒng)的損耗。本領域中的技術人員應當明白，功率因數校 正通常被用來減少處罰，并可以在某種程度上減少電力部門提供的能量（如果負載有明顯 的滯后功率因數）。在其他實施例中，開關控制VAR源可以檢測電流（例如，經由電表，電網 資產，或控制器524的估算）并且通過使用加權算法除了進行電壓調節(jié)以外，還執(zhí)行功率因 數校正。所使用的VAR源的多樣性可以允許若干目標例如電壓調節(jié)以及負載和線路功率因 數的同時優(yōu)化。
[0154] 圖7是在某些實施例中的利用兩個開關控制VAR源進行網絡調節(jié)的事件的時序 圖。在各個實施例中，第一和第二開關控制VAR源可以彼此接近（例如，耦合到相同或相關 的饋線）。由一個開關控制VAR源引起的電壓變化可以被檢測到并由其他開關控制VAR源 進行反應。結果，為了避免內耗（例如，鑒于其他開關控制VAR源的動作而不斷校正和重新 校正電壓），一個或多個開關控制VAR源的切換過程可以被延遲不同的延遲時間。結果，即 使第一開關控制VAR源基于檢測到的電壓初始確定啟用VAR補償組件，第一開關控制VAR 源可以等待延遲時間，從而為第二開關控制VAR源給出校正電壓的機會。如果第二開關控 制VAR源的動作是充分的，那么第一開關控制VAR源可以檢測變化并且不執(zhí)行任何切換動 作。
[0155] 在步驟702中，第一開關控制VAR源檢測接近第一網絡邊緣的第一電壓。在某些實 施例中，第一開關控制VAR源檢測在變壓器低電力側的具體負載處的電壓。在步驟704中， 第一開關控制VAR源可以比較第一近距電壓和設定值，以確定第一開關控制VAR源的VAR 補償組件是否應當被啟用。在步驟706中，第一開關控制VAR源可以延遲接通VAR補償組 件的切換達第一預定的時間（即，針對第一延遲）。
[0156] 在步驟708中，第二開關控制VAR源檢測接近第二網絡邊緣的第二電壓。在某些 實施例中，第二開關控制VAR源檢測在變壓器低電力側的具體負載處的電壓。在一個示例 中，第一和第二開關控制VAR源均被耦合到相同饋線和/或相同變壓器的相同側。在步驟 710中，第二開關控制VAR源可以比較第二近距電壓和設定值，以確定第二開關控制VAR源 的VAR補償組件是否應當被啟用。在步驟712中，第二開關控制VAR源可以延遲接通VAR 補償組件的切換達第二預定的時間（即，針對第二延遲）。
[0157] 第一和第二延遲可以是不同的時間段。結果，每個開關控制VAR源可以對于檢測 到的近距電壓與一個或多個設定值的比較延遲動作，直到其他開關控制VAR源已經具有校 正網絡電壓的機會。在預定時間后，如果初始確定仍然是必要的（例如，在延遲時間期滿 后，近距電壓保持未改變或仍然在（多個）設定值范圍之外），那么開關控制VAR源可以控 制開關接通或斷開VAR補償組件。
[0158] 在各個實施例中，延遲可以用于避免兩個或多個開關控制VAR源之間的內耗。延 遲可以被更新和/或被另一個數字裝置（例如，在電力線載波上或經由智能電表無線地） 傳送。
[0159] 如本文所討論的，延遲時間可以基于電網的條件而改變。例如，如果電壓、電流或 任何電力特性的變化率是明顯的，延遲時間可以被縮短或延長。在某些實施例中，雖然不同 的開關控制VAR源存在不同的延遲時間，不過所有的延遲時間可以在類似條件下以類似方 式（例如，被縮短或延長）改變。
[0160] 在步驟714中，第二開關控制VAR源在第二延遲時間之后（例如，在第二預定延遲 之后）檢測近距電壓。在各個實施例中，開關控制VAR源以預定次數或連續(xù)地檢測近距電 壓。一旦延遲期滿之后，第二開關控制VAR源的控制器可以檢索最后檢測到的電壓或檢測 線路的電壓。在步驟716中，第二開關控制VAR源基于最后檢測到的近距電壓與一個或多 個設定值的比較，確定是否啟用VAR補償。
[0161] 在步驟718中，基于比較，如果第二開關控制VAR源確定啟用VAR補償組件，第二 開關控制VAR源可以調整網絡電壓（例如，通過調節(jié)VAR)。
[0162] 在各個實施例中，第一開關控制VAR源可以在切換相關的VAR補償組件之前繼續(xù) 延遲。第一開關控制VAR源可以檢測由第二開關控制VAR源的動作引起的電壓的變化。如 果在第一延遲之后，新近檢測到的近距電壓仍然在由一個或多個設定值建立的范圍之外， 第一開關控制VAR源可以接通VAR補償組件。不過，如果在該延遲之后，第二開關控制VAR 源的動作改進了網絡電壓（例如，新近檢測到的電壓在一個或多個設定值的范圍內），第一 開關控制VAR源可以不采取進一步的動作。
[0163] 在步驟720中，第一開關控制VAR源在第一延遲時間之后（例如，在第一預定延遲 之后）檢測近距電壓。在一個示例中，一旦延遲期滿，第一開關控制VAR源的控制器可以檢 索最后檢測到的電壓或檢測線路的電壓。在步驟722中，第一開關控制VAR源基于最后檢 測到的近距電壓與一個或多個設定值的比較，來確定是否啟用VAR補償。
[0164] 在步驟724中，基于比較，如果第一開關控制VAR源確定啟用VAR補償組件，第一 開關控制VAR源可以調整網絡電壓（例如，通過調節(jié)VAR)。
[0165] 本領域的技術人員應當明白電壓設定值可以被預配置。在某些實施例中，一個或 兩個開關控制VAR源可以包括經配置接收設定值的（多個）通信模塊。在一個示例中，開 關控制VAR源可以接收新設定值，該新設定值可替換或增補先前接收到的和/或預先存在 的設定值。
[0166] 雖然圖7只對兩個開關控制VAR源進行討論，本領域中的技術人員應當明白，可以 存在任何數量的運行調整網絡無功伏安的開關控制VAR源（例如，每個VAR源都可以具有 阻止內耗的不同延遲）。
[0167] 圖8是示出在現有技術中的在各個節(jié)點處的典型電壓分布曲線的圖形。彩色圓點 表示一天中的不同時間。利用現有技術的方案，VV0或CVR解決方案受限于最高和最低的 電壓節(jié)點。
[0168] 圖9是示出在某些實施例中的利用240開關控制VAR源運行以調節(jié)沿配電饋線的 邊緣的電壓所實現的在各個節(jié)點處的相對平坦的電壓分布曲線的圖形。如本文討論的，網 絡邊緣電壓優(yōu)化（ENV0)可以通過在網絡邊緣處或網絡邊緣附近的多個開關控制VAR源的 動態(tài)的自主動作來實現。開關控制VAR源可以對饋線上負載的改變程度自動和自主做出反 應（例如，獨立切換以啟用或禁用VAR補償組件），從而沿著饋線將網絡邊緣電壓保持在嚴 密的調節(jié)范圍內。
[0169] 這種調節(jié)可以自動保持，即使重負載區(qū)域隨機和偶然地偏移在饋線的設計范圍 上。在某些實施例中，其結果跨越所有測量的網絡邊緣的非常平坦的電壓分布曲線，這在現 有技術條件下是前所未有的。曲線圖示出具有ENV0的電壓是相對平坦的，沒有ENV0的電壓 是下降明顯的，并且通過在CVR模式中利用ENV0,電壓是相對平坦的電壓?？梢钥闯觯斠?相同饋線和相同負載運行時，電壓擴散從沒有補償的+1/-5%減少到具有ENV0的+/-1 %。
[0170] 圖10是示出在某些實施例中ENV0系統(tǒng)對線電壓變化（這可以由太陽能光伏電 (PV)站產生）以及對線負載的階躍變化的動態(tài)響應的圖形。可以看出，在兩種情況下，整個 線路的電壓快速穩(wěn)定，展示了高速響應。需要指出，在時間〇開始的線路的初始變化和在時 間2. 5之后的線路的變化是仿真的設定和去激活的一部分。
[0171] 圖10示出用ENV0補償實施CVR從而實現沿饋線長度的平坦和降低的電壓的分布 曲線的能力?？梢钥闯?，通過與在變電站處的LTC配合，網絡邊緣電壓會降低3-6% (例如， 4% )，在典型CVR因素為0. 8下，可以給出消耗的能量有3. 2%的降低。這種性能水平對于 在現有技術中的常規(guī)VVC或VV0解決方案簡直是不可能的。
[0172] ENV0系統(tǒng)運行相對其他VV0方法通?？梢圆皇芫W絡配置或電力流（例如，生成于 分散的綠色能源）的方向影響，依賴可以運行一個配置而非運行另一個配置的裝置的集中 位置。結果，由于故障檢測隔離和恢復（FDIR)方案的網絡重配置可以不會負面影響ENV0。 進一步地，由于網絡邊緣電壓分布曲線的增加控制，有載分接頭的運行相對CVR功能的實 施可以簡化。而且，ENV0系統(tǒng)源可以對系統(tǒng)故障快速響應（例如，在例如等于或少于16. 6ms 的周期內或遠遠少于該周期），從而有助于避免例如故障誘發(fā)的滯后電壓恢復或FIDVR事 件的級聯(lián)故障。
[0173] 雖然沒有通信被要求實現沿著整個線路長度的平坦電壓分布，但是在各個實施例 中，廉價的低速可變延遲通信可以在較低的成本允許高級的功能例如VV0和CVR(例如，通 過設定值）而不具有當前VV0系統(tǒng)的復雜性。進一步地，可以存在明顯的機會以影響現有 通信投資和其他電網基礎設施，從而進一步降低總持有成本。
[0174] 在成熟市場，例如在美國，ENV0系統(tǒng)可以實施具有很強投資回報率（R0I)的經濟 有效的配電自動化技術。在某些實施例中，沿著饋線動態(tài)和/或自動補償所有線電壓降的 能力允許建造更長的饋線，允許現有饋線容量的增加，尤其是在農村地區(qū)，并且明顯降低所 需要的抽頭改變調節(jié)器的數量并降低抽頭改變的頻率。其還可以允許分布式發(fā)電資源更加 容易的整合并且可以抵消由綠色發(fā)電能源（例如，不可預知的云或風力變化）引起的快速 電壓波動。
[0175] 圖11a是在某些實施例中的可以在柱上變壓器或任何電網資產內或變壓器或任 何電網資產旁邊的多個開關控制VAR源的另一個電路圖。圖lb-3專注于圖11a的電路圖 的不同部分。在各個實施例中，任何變壓器（例如，柱上變壓器）、智能電表、電表或電網資 產可以包括一個或多個VAR源。多個VAR源中的每個VAR源都可以做出確定并且可以自主 調整來自柱上變壓器的其他VAR源的電壓。在某些實施例中，多個VAR源可以共享包括例 如控制器和/或電源單元的任何數量的組件。
[0176] 在各個實施例中，一個或多個控制器可以控制柱上變壓器中的兩個或多個VAR源 以配合電壓調整。例如，單個控制器可以檢測近距電壓；比較該電壓與一個或多個設定值； 確定電壓調整；并且確定哪個VAR源應當被啟用（或禁用），以實現預期的效果并提供適當 的命令。
[0177] 在某些實施例中，一個VAR源或VAR源的子集可以包括與一個或多個電容器并聯(lián) 的一個或多個電感器。本領域中的技術人員應當明白，電感器可以在有必要調整電壓時被 啟用。在其他實施例中，在任何數量的并聯(lián)連接的開關控制VAR源中可以存在任何數量的 電感器和任何數量的電容器。
[0178] 圖1 la示出開關控制VAR源1102、多個開關控制VAR源1104、控制器1106、以及電 源模塊1108。開關控制VAR源1102可以是多個開關控制VAR源1104中的任意一個。開 關控制VAR源1102可以類似于開關控制VAR源400。多個開關控制VAR源1104可以包括 任何數量的開關控制VAR源?？刂破?106可以是微處理器、PIC、或任何處理器。電源模塊 1108可以執(zhí)行電壓檢測和/或過零點閾值檢測（ZCD)。
[0179] 本領域中的技術人員應當明白，在圖11中示出的電路可以是任何裝置的一部分 或裝置的組合，并且裝置并不限于柱上變壓器。例如，可以存在與任何電網資產關聯(lián)或作為 獨立單元的多個開關控制VAR源1104、控制器1106、和/或電源模塊1108(例如，并聯(lián)耦合 到饋線）。
[0180] 圖lib示出在某些實施例中的開關控制VAR源1102。開關控制VAR源1102可以 包括熔絲、電容器、諧波傳感器、用于ADC線路的零電壓檢測、用于ADC線路的I感測檢測、 以及繼電器電路。開關控制VAR源1102可以并聯(lián)耦合到饋線；調整無功功率；并且向控制 器1106提供信息（例如，諧波信息、ZVD、和/或I感測信號）。雙向三極晶閘管和繼電器 電路可以由來自控制器1106的信號進行控制。
[0181] 在某些實施例中，諧波傳感器可以檢測隨后被降低或消除的諧波共振。用于ADC 線路的I感測檢測和用于ADC線路的零電壓檢測可以被用于檢測電流、諧波和/或電壓，這 可以允許控制器1106更好保護該電路并對電壓調節(jié)進行調整。繼電器線路可以是啟用或 禁用電容器的開關的一部分。
[0182] 圖11c示出在某些實施例中的多個開關控制VAR源1104。圖11c的每個開關控制 VAR源可以包括與其他開關控制VAR源類似或不同的組件。例如，一個或多個開關控制VAR 源可以包括與電容器并聯(lián)的電感器。單個控制器可以控制一個或多個開關控制VAR源。
[0183] 圖lid示出在某些實施例中的控制器1106?？刂破?106可以控制任何數量的開 關控制VAR源1104?？刂破骺梢詮囊粋€或多個開關控制VAR源接收信息（諧波信息、ZVD、 和/或I感測信號）并使用該信息控制雙向三極晶閘管、繼電器和/或降低諧波共振。例 如，控制器1106可以僅基于多個開關控制VAR源1104中的一個VAR源的電壓檢測來接收 并進行調整。雖然在圖11a和lid中只示出一個處理器，本領域中的技術人員應當明白，可 以存在耦合到任何數量的開關控制VAR源的任何數量的處理器。
[0184] 圖lie示出在某些實施例中的耦合到控制器1106的包括ADC線路和Z⑶線路的 電源模塊1108。ADC線路和ZCD線路可以耦合到饋線并向控制器1106提供信息和/或電 力。ADC線路和ZCD線路可以向控制器1106提供電力和/或關于電壓的信息。在某些實施 例中，控制器1106基于過零點檢測控制多個開關控制VAR源1102的一個或多個雙向三極 晶閘管。
[0185] 本領域中的技術人員應當明白，其他電路設計、組件等可以執(zhí)行類似功能或執(zhí)行 類似結果并且仍然可以在本文所述的發(fā)明范圍內。
[0186] 圖12示出示例數字裝置1200的框圖。在某些實施例中，數字裝置1200可以向一 個或多個開關控制VAR源提供設定值和/或分布曲線。數字裝置1200還可以接收可用于 跟蹤使用率、識別潛在偷電和/或保持電網資產的電壓和/或電力跟蹤信息。進一步地，在 各個實施例中，數字裝置1200可以配合和/或控制任何數量的開關控制VAR源。
[0187] 數字裝置1200包括通信耦合到總線1214的處理器1202、存儲器系統(tǒng)1204、儲存 系統(tǒng)1206、通信網絡接口 1208、可選的I/O接口 1210、以及可選顯示接口 1212。處理器1202 經配置執(zhí)行可執(zhí)行的指令（例如，程序）。在某些實施例中，處理器1202包括能夠處理可執(zhí) 行指令的線路或任何處理器。
[0188] 存儲器系統(tǒng)1204是經配置儲存數據的任何存儲器。存儲器系統(tǒng)1204的某些示例 是存儲器件，例如RAM或ROM。存儲器系統(tǒng)1204可以包括RAM緩存。在各個實施例中，數據 被儲存在存儲器系統(tǒng)1204內。在存儲器系統(tǒng)1204內的數據可以被清除或最終被轉移到儲 存系統(tǒng)1206。
[0189] 數據儲存系統(tǒng)1206是經配置檢索和儲存數據的任何儲存器。數據儲存系統(tǒng)1206 的某些示例是固件存儲器、閃存驅動器、硬盤驅動器、光盤驅動器和/或磁帶。在某些實 施例中，數字裝置1200包括RAM形式的存儲器系統(tǒng)1204和閃存數據形式的數據儲存系統(tǒng) 1206。存儲器系統(tǒng)1204和數據儲存系統(tǒng)1206兩者均包括計算機可讀介質，計算機可讀介 質可以儲存由包括處理器1202的計算機處理器可執(zhí)行的指令或程序。
[0190] 通信網絡接口（通信網絡接口）1208可以經由鏈路1216耦合到網絡（例如，通信 網絡164)。通信網絡接口 1208可以支持例如以太網連接、串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或ΑΤΑ連接 上的通信。通信網絡接口 1208還可以支持無線通信（例如，802. 16a/b/g/n，WiMax)。本領 域的技術人員應當明白，通信網絡接口 1208可以支持許多有線和無線標準。
[0191] 可選輸入/輸出（I/O)接口 1210是從用戶接收數據和輸出數據的任何裝置?？?選的顯示接口 1212是經配置向顯示器輸出圖形和數據的任何裝置。在一個示例中，顯示接 口 1212是圖形適配器。應當明白，不是所有的數字裝置1200包括I/O接口 1210或顯示接 Π 1212。
[0192] 本領域的技術人員應當明白，數字裝置1200的硬件元件并不限于在圖12中示出 的這些元件。數字裝置1200可以包括比所示出的元件更多或更少的硬件元件。進一步地， 硬件元件可以共享功能并且仍然在本文所述各個實施例的范圍內。在一個示例中，編碼和 /或解碼可以由處理器1202和/或位于GPU(即，NVidia)上的協(xié)同處理器執(zhí)行。
[0193] 圖13示出在某些實施例中的仿真饋線圖1300。圖13包括變電站1302,該變電站 具有包括初級饋線1304和次級饋線1306的兩個饋線。沿著每個饋線，負載和ENV0被安裝 在8kV/240V變壓器后。在這個示例中，ENV0與在不同饋線上的負載位于相同位置或位于 在不同饋線上的負載的附近。
[0194] 在某些實施例中，每個ENV0包括開關控制電壓源。該開關控制VAR源可以類似于 圖4a的開關控制VAR源400。該開關控制VAR源可以調整無功功率、有功功率、或兩者。在 各個實施例中，該開關控制電壓源是圖4a的開關控制VAR源400。
[0195] 在圖13示出的示例中，存在位于每個負載處或其附近的ENV0。在各個實施例中， 開關控制電壓源或ENV0不位于每個負載處或其附近。例如，多個負載可以不在開關控制電 壓源或ENV0處，或不在開關控制電壓源或ENV0附近。進一步地，在某些實施例中，一個或 多個開關控制電壓源或ENV0可以位于一起（例如，在柱上變壓器內，其中多個ENV0可以由 單個處理器或控制器控制）。
[0196] 在各個實施例中，每個開關控制電壓源或ENV0可以包括一個或多個延遲，以避免 內耗。例如，如果各種不同的開關控制電壓源或ENV0在動作之前等待不同的延遲持續(xù)時 間，一個或多個開關控制電壓源或ENV0可以在采取動作之前考慮其他開關控制電壓源或 ENVO的電壓調整。結果，在期望網絡電壓之上和之下的滯后或跳動可以被減少或消除。
[0197] 在各個實施例中，每個開關控制電壓源或ENV0可以（例如，通過隨機數發(fā)生器） 生成延遲，該延遲允許不同單元一致動作，即使不同的開關控制電壓源之間沒有直接通信， 并且集中通信設施的直接控制沒有直接控制，集中通信設施通過直接命令不同的開關控制 電壓源接通或斷開來使行為實時同步。
[0198] 在各個實施例中，不同的開關控制電壓源或ENV0獨立地動作，不過，作為總體，其 效果是改進整個配電網或其一部分的電力和/或電壓。
[0199] 圖14是在某些實施例中，可以耦合到配電網的示例性開關控制電壓源1400的框 圖。開關控制VAR源1400可以包括η周期延遲控制模塊1402、慢/快積分控制模塊1404、 "或"模塊1406a-b、鎖存器1408、以及VAR補償組件1410 (可以是電容器或電感器）。在某 些實施例中，如果測得的端電壓（VPN)超出范圍，那么η周期延遲控制塊1402生成切換信 號，從而在基頻的η周期延遲之后通過切換入或切換出電壓源（例如，VAR)來調節(jié)電壓：
[0200] VpN〈 = V·(切換入）
[0201] VPN〉= VHIGH (切換出）
[0202] 值η可以定義單個開關控制電壓源1400的切換瞬間。'_和￥111(；11是可以提供滯 后控制的限度的值。
[0203] 慢/快積分控制塊1404可以與η周期延遲控制塊1402并行運行。在各個實施例 中，如果測得的電壓誤差太高或太低，那么，慢/快積分控制塊1404可以分別生成在瞬變電 壓條件期間用于快切換和在穩(wěn)定狀態(tài)條件期間用于慢切換的切換信號。
[0204] 在各個實施例中，η周期延遲控制塊1402將線電壓調節(jié)在規(guī)定范圍內。η周期延 遲控制塊1402可以包括耦合到第一高電壓比較器1414、第一低電壓比較器1416和η周期 延遲模塊1418的電壓檢測模塊1412 (RMS計算）。η周期延遲模塊1418耦合到第二高電壓 比較器1420。"與"模塊1424a耦合到第一和第二高電壓比較器1414和1420兩者。η周期 延遲模塊1418也耦合到第二低電壓比較器1422。"與"模塊1424b耦合到第一和第二低電 壓比較器1416和1422兩者。
[0205] "與"模塊1424a和1424b分別耦合到"或"模塊1406a和1406b。"或"模塊1406a 和1406b耦合到鎖存器模塊1408,鎖存器模塊1408進而耦合到電壓源1410,例如但不限于 電容器或任何其他電壓補償組件。
[0206] 在各個實施例中，電壓檢測模塊1412可以檢測電壓，并向第一高電壓比較器 1414、第一低電壓比較器1416和η周期延遲模塊1418提供所檢測到的電壓。在某些實施 例中，電壓檢測模塊1412可以計算與從電力線路所檢測到的電壓關聯(lián)的RMS值或任何其他 值。在各個實施例中，電壓檢測模塊1412不計算檢測到的電壓的值。
[0207] 第一高電平比較器1414可以接收來自電壓檢測模塊1412的檢測到的電壓（例 如，表示檢測到的電壓的任何值），并將檢測到的電壓與第一高電壓值相比較。第一高電壓 值可以包括設定值，或可基于通過開關控制電壓源1400所接收的一個或多個設定值被確 定。如果第一高電平比較器1414確定檢測到的電壓大于第一高電壓值，第一高電平比較器 1414可以向"與"模塊1424a提供第一高電壓信號。
[0208] 第一低電平比較器1416可以接收來自電壓檢測模塊1412的檢測到的電壓（例 如，表示所檢測到的電壓的任何值），并將檢測到的電壓與第一低電壓值相比較。第一低電 壓值可以包括設定值，或可基于通過開關控制電壓源1400所接收的一個或多個設定值被 確定。第一低電平比較器1416的任何數量的（多個）設定值可以類似或不同于第一高電 平比較器1414的任何數量的（多個）設定值。如果第一低電平比較器1416確定所檢測到 的電壓小于第一低電壓值，第一低電平比較器1416可以向"與"模塊1424a提供第一低電 壓信號。
[0209] η周期延遲模塊1418可以是儲存和/或生成延遲值（例如，η周期延遲值）的模 塊。在某些實施例中，開關控制電壓源1400包括通信接口或耦合到通信接口（例如，通過與 智能電表的集成），該通信接口經配置接收一個或多個延遲值。在各個實施例中，當開關控 制電壓源1400被制造時，開關控制電壓源1400可以被預配置具有一個或多個延遲值。進 一步地，在某些實施例中，開關控制電壓源1400可以生成一個或多個延遲值。例如，η周期 延遲模塊1418可以包括隨機數發(fā)生器以便生成延遲值。本領域中的技術人員應當明白，η 周期延遲模塊1418可以生成預定值范圍（例如，現有的值的范圍經由通信接口接收、預配 置或生成）上的延遲。
[0210] 在基于延遲值的延遲持續(xù)時間之后，η周期延遲模塊1418向第二高電平比較器 1420和第二低電平比較器1422提供所檢測到的信號。第二高電平比較器1420可以與第一 高電平比較器1414類似或不同。例如，第二高電平比較器1420可以將所檢測到的電壓和類 似或不同于第一高電平比較器1420的一個或多個設定值的一個或多個設定值相比較。進 一步地，第二低電平比較器1422可以與第一低電平比較器1422類似或不同。例如，第二低 電平比較器1422可以將所檢測到的電壓和類似或不同于第一低電平比較器1416的一個或 多個設定值的一個或多個設定值相比較。
[0211] 如果第二高電平比較器1420確定所檢測到的電壓大于第二高電壓值（第二高電 壓值基于第二高電平比較器1420的一個或多個設定值），第二高電平比較器1420可以向 "與"模塊1424a提供第二高電壓信號。
[0212] 如果第二低電平比較器1422確定所檢測到的電壓小于第二低電壓值（第二低電 壓值基于第二低電平比較器1422的一個或多個設定值），第二低電平比較器1422可以向 "與"模塊1424b提供第二低電壓信號。
[0213] "與"模塊1424a可以分別接收來自第一和第二高電平比較器1414和1420的第一 和第二高電壓信號。第一和第二高電壓信號可以是類似（例如，可以是相同信號）或不同 的。如果第一和第二高電壓信號均由"與"模塊1424a接收，"與"模塊1424a可以向"或" 模塊1406b提供"斷開"信號。該"斷開"信號可以和第一和/或第二高電壓信號類似或不 同。
[0214] "與"模塊1424b可以分別接收來自第一和第二低電平比較器1416和1422的第一 和第二低電壓信號。第一和第二低電壓信號可以是類似（例如，可以是相同信號）或不同 的。如果第一和第二低電壓信號均由"與"模塊1424b接收，"與"模塊1424b可以向"或" 模塊1406a提供"接通"信號。該"接通"信號可以和第一和/或第二低電壓信號類似或不 同。
[0215] 慢/快積分控制1404可以包括混合器1426,混合器1426將設定電壓（例如，Vset) 和來自電壓檢測器1412的檢測到的電壓相混合?；旌掀?426可以向標量模塊1428提供 混合后的信號。標量模塊1428可以為混合后的信號提供定標系數（例如，K)。預配置或生 成的定標系數可以由例如可選的通信模塊接收。
[0216] 本領域的技術人員應當明白開關控制VAR源1400可以包括任何數量的設定值。預 配置和/或生成的任何數量的設定值可以被接收自通信接口。在各個實施例中，一個或多 個設定值可以在任何時間被改變或更新。在各個實施例中，開關控制電壓源1400的處理器 可以經配置更新、更改或改變一個或多個設定值。例如，開關控制電壓源1400的處理器可 以執(zhí)行學習功能，以識別可能的電力情況（例如，電壓變化一致或電壓周期性變化）并鑒于 開關控制電壓源1400和/或從任何數量其他電壓源（例如，電容組和/或其他開關控制電 壓源1400)的期望結果，改變一個或多個設定值，以提高效率。
[0217] 標量模塊1428可以向積分模塊1430提供比例化（scale)地混合后的信號。積分 模塊1430可以積分若干誤差和/或若干事件，其中，所檢測到的電壓高于或低于任何數量 的設定值。積分模塊1430可以向"與"模塊1436a提供高電壓飽和信號，并且向"與"模塊 1436b提供低電壓飽和信號。
[0218] 慢/快積分控制模塊1404的第三高電壓比較器1432和第三低電壓比較器1434可 以經配置接收（例如，來自電壓檢測器1412的）所檢測到的電壓。第三高電壓比較器1432 可以比較所檢測到的電壓與一個或多個設定值。第三高電壓比較器1432的一個或多個設 定值可以類似或不同于η周期延遲控制模塊1402或第三低電壓比較器1434的任何數量的 設定值。如果所檢測到的電壓大于和/或等于一個或多個設定值，第三高電壓比較器1432 可以向"與"模塊1436a提供第三高電壓信號。
[0219] 第三低電壓比較器1434可以比較所檢測到的電壓與一個或多個設定值。第三低 電壓比較器1434的一個或多個設定值可以類似或不同于η周期延遲控制模塊1402或第三 高電壓比較器1432的任何數量的設定值。如果所檢測到的電壓少于和/或等于一個或多 個設定值，第三低電壓比較器1434可以向"與"模塊1436b提供第三低電壓信號。
[0220] "與"模塊1436a可以分別接收來自積分模塊1430和第三高電平比較器1432的高 電壓飽和信號和第三高電壓信號。高電壓飽和信號和第三高電壓信號可以是類似（例如， 可以是相同信號）或不同的。如果高電壓飽和信號和第三高電壓信號均由"與"模塊1436a 接收，"與"模塊1436a可以向"或"模塊1406b提供"斷開"信號。該"斷開"信號可以類似 或不同于高電壓飽和信號和第三高電壓信號。
[0221] "與"模塊1436b可以分別接收來自積分模塊1430和第三低電平比較器1434的 低電壓飽和信號和第三低電壓信號。該低電壓飽和信號和第三低電壓信號可以是類似（例 如，可以是相同信號）或不同的。如果低電壓飽和信號和第三低電壓信號均由"與"模塊 1436b接收，"與"模塊1436b可以向"或"模塊1406a提供"接通"信號。該"接通"信號可 以類似或不同于高電壓飽和信號和第三高電壓信號。
[0222] 如果來自"與"模塊1436b的"接通"信號和/或來自"與"模塊1424b的"接通" 信號由"或"模塊1406a接收，鎖存器模塊1408可以接收來自"或"模塊1406a的信號，以 激活（例如，閉合開關）電壓源1410。該開關可以包括晶體管、繼電器、或任何其他開關，例 如，圖4a的半導體開關416和/或繼電器414的全部或一部分。
[0223] 如果來自"與"模塊1436a的"斷開"信號和/或來自"與"模塊1424a的"斷開" 信號由"或"模塊1406b接收，鎖存器模塊1408可以接收來自"或"模塊1406b的信號，以 去激活（例如，斷開開關）電壓源1410。
[0224] 本領域中的技術人員應當明白，鎖存器1408可以是任何數量的鎖存器，例如狀態(tài) 器件或觸發(fā)器。"或"模塊1406a_b可以單獨或集中包括執(zhí)行"或"邏輯操作的任何類型硬 件或軟件。
[0225] 進一步地，本領域中的技術人員應當明白，"與"模塊1424a_b和1436a_b可以單獨 或集中包括執(zhí)行"與"邏輯操作的任何類型硬件或軟件。進一步地，雖然圖14中的電壓源 被示為電容器，但是本領域中的技術人員應當明白，任何數量的電容器、電感器和/或任何 其他電壓源能夠通過開關的激活進行動作。該開關也可以是軟件或硬件中的任一種。
[0226] 在各個實施例中，模塊可以是硬件、軟件或硬件和軟件的組合。在某些實施例中， 圖14的某些元件，例如η周期延遲控制模塊1402和慢/快積分控制模塊1404可以由開關 控制VAR源1400的處理器在軟件中邏輯地實施。本領域中的技術人員應當明白，各種電路、 模塊和柵極可以以許多方式被實施。
[0227] 圖14是一個或多個電壓源的延遲和控制的許多可能實施方式中的一種實施方 式。本領域中的技術人員應當明白，可以有任何種類延遲與一個或多個設定值的任何數量 的比較，以避免內耗。例如，在延遲后，可以有任何數量的開關控制VAR源運行，以校正電 壓。因為任何數量的開關控制電壓源或其子集的延遲是不同的，其效果可以無滯后地校正 和/或改進配電網或饋線內和/或整個配電網或饋線的電力。在某些實施例中，在發(fā)生校 正時，任何數量的開關控制VAR源（盡管可能在不同的延遲）可以激活從而漸進地改進電 力。
[0228] 在某些實施例中，開關控制電壓源1400包括通信接口或耦合到通信接口（例如， 通過與智能電表的集成），該通信接口經配置接收一個或多個延遲值。在各個實施例中，當 開關控制電壓源1400被制造時，開關控制電壓源1400可以被預配置具有一個或多個延遲 值。進一步地，在某些實施例中，開關控制電壓源1400可以生成一個或多個延遲值。例如， η周期延遲模塊1418可以包括隨機數發(fā)生器以便生成延遲值。本領域中的技術人員應當明 白，η周期延遲模塊1418可以生成預定值范圍（例如，現有的值的范圍經由通信接口接收、 預配置或生成）上的延遲。
[0229] 圖15是在某些實施例中的以不同延遲運行的多個開關控制VAR(也在圖中）源的 示例性方法。如本文所討論的，每個開關控制VAR源（例如，第一和第二開關控制電壓源） 都可以包括關于圖4a所討論的開關控制VAR源400的全部或部分組件。例如，關于圖15 所討論的每個開關控制電壓源可以包括處理器、開關、和/或電壓補償組件。每個處理器可 以是任何處理器，例如但不限于圖4a的控制器426。每個開關可以是任何開關，例如但不限 于圖4a的可選NTC418、雙向三極晶閘管420和/或繼電器414。電壓補償組件可以是補償 電壓或功率的任何電壓源。每個電壓補償組件均可以是任何電壓補償組件，例如但不限于 電容器412。電壓補償組件可以補償配電網的饋線、支線或任何部分中的無功功率、有功功 率或有功功率和無功功率的組合。
[0230] 在步驟1502中，第一開關控制VAR源可以生成第一延遲值。在一個示例中，第一 開關控制VAR源的隨機數發(fā)生器可以生成第一延遲值。該隨機數發(fā)生器可以隨機選擇第一 延遲值，或在某些實施例中，該隨機數發(fā)生器可以被加權或限制到延遲值的范圍。
[0231] 在步驟1504中，第二開關控制電壓源可以生成第二延遲值。在類似于步驟1502 的一個示例中，第二開關控制電壓源的隨機數發(fā)生器可以生成第二延遲值。該隨機數發(fā)生 器可以隨機選擇第二延遲值，或在某些實施例中，該隨機數發(fā)生器可以被加權或限制到延 遲值的范圍。第二開關控制電壓源的隨機數發(fā)生器和第一開關控制電壓源的隨機數發(fā)生器 可以以類似或不同方式被加權或限制。
[0232] 本領域中的技術人員應當明白，可以以任何若干方式獲得延遲值。隨機數發(fā)生器 可以生成延遲值或僅可以是延遲值生成的整個過程的一部分。在某些實施例中，該延遲值 基于延遲值的范圍選自一組延遲值。
[0233] 在各個實施例中，代替生成延遲值，（例如，從中心通信設施或通過一個或多個開 關控制電壓源之間的近場通信）經由可選的通信接口，通過接收延遲值，第一和/或第二開 關控制電壓源可以獲得一個或多個延遲值。第一和/或第二開關控制電壓源也可以被預配 置（例如，在制造期間或制造之后）具有一個或多個延遲值。在各個實施例中，每個開關控 制電壓源包括耦合到相應處理器的存儲器。在某些實施例中，處理器獲得來自存儲器和/ 或儲存器的一個或多個延遲值。
[0234] 如關于圖14所討論的，每個開關控制電壓源可以包括任何數量的延遲值。例如， 每個開關控制電壓源可以包括η周期延遲值和/積分器，該η周期延遲值和/積分器起延 遲電壓補償組件的立即實施的作用。
[0235] 在步驟1506中，第一開關控制電壓源監(jiān)測配電網的第一近距電壓。例如，第一開 關控制電壓源可以耦合到配電網（例如，饋線）的任何部分。第一近距電壓可以是接近第 一開關控制電壓源的檢測到的電壓。在各個實施例中，第一和/或第二開關控制電壓源的 處理器接收表示檢測到的電壓的電壓值。處理器可以監(jiān)測該電壓值。
[0236] 在步驟1508中，第二開關控制電壓源監(jiān)測配電網的第二近距電壓。例如，第二開 關控制電壓源可以耦合到距離第一開關控制電壓源的任何距離的配電網（例如，饋線）的 任何部分。第二近距電壓可以是接近第二開關控制電壓源的檢測到的電壓。
[0237] 在步驟1510中，第一開關控制電壓源基于第一近距電壓與第一設定值的比較，初 始化第一延遲持續(xù)時間。第一延遲持續(xù)時間可以基于生成、接收或預配置的第一延遲值。在 某些實施例中，第一延遲持續(xù)時間可以至少部分基于任何數量的延遲值。在某些實施例中， 第一開關控制電壓源比較第一近距電壓與任何數量的設定值。如果確定第一近距電壓不是 所期望的（例如，太高或太低），第一開關控制電壓源可以在開始校正動作（例如，啟用第一 開關控制電壓源的電壓補償組件）之前初始化第一延遲持續(xù)時間。
[0238] 在步驟1512中，第二開關控制電壓源基于第二近距電壓與第二設定值的比較，初 始化第二延遲持續(xù)時間。第二延遲持續(xù)時間可以基于生成、接收或預配置的第二延遲值。在 某些實施例中，第二延遲持續(xù)時間可以至少部分基于任何數量的延遲值。在某些實施例中， 第二開關控制電壓源比較第二近距電壓與任何數量的設定值。如果確定第二近距電壓不是 所期望的（例如，太高或太低），第二開關控制電壓源可以在開始校正動作（例如，啟用第一 開關控制電壓源的電壓補償組件）之前初始化第二延遲持續(xù)時間。
[0239] 在各個實施例中，第一和第二開關控制電壓源同時或近乎同時監(jiān)測第一和第二近 距電壓。同樣，第一和第二開關控制電壓源均可以同時或近乎同時分別初始化第一和第二 延遲持續(xù)時間。不過，第一和第二開關控制電壓源的延遲持續(xù)時間可以是不同的。結果，任 一個延遲的持續(xù)時間可以在另一個延遲的持續(xù)時間之前期滿，從而允許開關控制電壓源中 的一個電壓源的校正動作在另一個開關控制電壓源的延遲持續(xù)時間期滿之前發(fā)生。
[0240] 在步驟1514中，第二開關控制電壓源的第二延遲持續(xù)時間在第一開關控制電壓 源的第一延遲持續(xù)時間之前期滿。第二開關控制電壓源的處理器可以基于第二近距電壓的 持續(xù)監(jiān)測，確定是否連接第二開關控制電壓源的電壓補償組件。例如，如果第二近距電壓改 變（例如，被其他的開關控制電壓源校正）并且第二近距電壓（例如，與一個或多個設定值 比較時）是期望的，第二開關控制電壓源的處理器可以確定不連接或不啟用該電壓補償組 件。如果第二近距電壓未改變或仍然在明顯不期望或不良的范圍內時，第二開關控制電壓 源可以確定連接電壓補償組件（例如，啟用一個或多個電容器、電感器或兩者）。
[0241] 在步驟1516中，在確定連接第二開關控制電壓源的電壓補償組件后，該處理器可 以控制一個或多個開關，以便連接或以其他方式啟用電壓補償組件，從而調節(jié)網絡電壓。網 絡電壓是全部配電網或部分配電網的電壓。網絡電壓分量可以是電壓或功率（例如，無功 功率、有功功率、或兩者的組合）的全部或一部分。
[0242] 本領域中的技術人員應當明白，第二開關控制電壓源的處理器或任何開關控制電 壓源的任何處理器可以基于確定來決定禁用或斷開電壓補償組件。例如，在第二延遲持續(xù) 時間期滿之后，第二開關控制電壓源的處理器可以確定斷開第二開關控制電壓源的電壓補 償組件，這是因為全部或部分第二近距電壓太高（例如，在第二延遲持續(xù)時間期滿后，通過 比較所監(jiān)測的第二近距電壓與一個或多個設定值進行確定）。
[0243] 在步驟1518中，第一開關控制電壓源的第一延遲持續(xù)時間期滿。第一開關控制電 壓源的處理器可以基于第一近距電壓的持續(xù)監(jiān)測，確定是否連接第一開關控制電壓源的電 壓補償組件。例如，以類似于本文所討論的關于第二開關控制電壓源的方式，如果第一近距 電壓改變（例如，被其他的開關控制電壓源校正）并且第一近距電壓是所期望的（例如，與 一個或多個設定值比較時），第一開關控制電壓源的處理器可以確定不連接或不啟用該電 壓補償組件。在這個示例中，由于第二開關控制電壓源的動作，第一近距電壓可能已經改 變。如果所改變的第一近距電壓是可接受的，第一開關控制電壓源的處理器可以確定不連 接第一開關控制電壓源的電壓補償組件?？商鎿Q地，如果所改變的第一近距電壓仍然是不 可接受的（例如，所改變的第一近距電壓已改進，但是與一個或多個設定值比較仍然是不 良的），第一開關控制電壓源的處理器可以確定連接或啟用電壓補償組件，以進一步調整網 絡電壓。
[0244] 在步驟1520中，在確定不連接第一開關控制電壓源的電壓補償組件后，第一開關 控制電壓源可以繼續(xù)監(jiān)測第一近距電壓?？梢岳^續(xù)步驟1506中的過程。
[0245] 本領域中的技術人員應當明白，第一開關控制電壓源的處理器或任何開關控制電 壓源的任何處理器可以基于確定而決定禁用或斷開電壓補償組件。例如，在第一延遲持續(xù) 時間期滿之后，第一開關控制電壓源的處理器可以確定斷開第一開關控制電壓源的電壓補 償組件，這是因為全部或部分近距電壓太高（例如，在第一延遲持續(xù)時間期滿后，通過比較 所監(jiān)測的第一近距電壓與一個或多個設定值進行確定）。
[0246] 在某些實施例中，在一個或多個操作（例如，啟用或禁用電壓補償組件）后，任何 數量的開關控制電壓源可以更新一個或多個延遲值和/或一個或多個設定值。例如，一個 或多個開關控制電壓源在重型動作期間后可以加長延遲持續(xù)時間，以冷卻一個或多個開關 和/或電壓補償組件。進一步地，一個或多個開關控制電壓源在重型動作期間后可以加長 延遲持續(xù)時間，以延長一個或多個組件（例如一個或多個繼電器）的壽命。
[0247] 在某些實施例中，在少量操作的持續(xù)時間后，任何數量的開關控制電壓源可以更 新一個或多個延遲值和/或一個或多個設定值。例如，一個或多個開關控制電壓源在輕動 作期間后可以縮短延遲持續(xù)時間，以減輕其他開關控制電壓源的負擔。
[0248] 圖16示出在某些實施例中包括多個開關控制電壓源1608a_1608b的柱上電壓源 1602的框圖。柱上電壓源1602可以包括任何數量的開關控制電壓源。在各個實施例中，柱 上電壓源1602類似于在圖lla-e中描述的柱上裝置。
[0249] 類似于關于圖11a所討論的，在各個實施例中，任何變壓器（例如，柱上變壓器）、 智能電表、電表或電網資產可以包括一個或多個電壓源。多個電壓源中的每個電壓都可以 從柱上變壓器的其他電壓源做出確定和自主調整電壓。在某些實施例中，多個電壓源可以 共享包括例如控制器1604、存儲器1606和/或電源單元的任何數量的組件。
[0250] 在各個實施例中，一個或多個控制器可以控制在毗鄰于柱上變壓器或與其集成的 單元中的兩個或多個VAR源，以配合電壓調整。例如，單個控制器可以檢測近距電壓；比較 電壓與一個或多個設定值；確定電壓調整；初始化與不同電壓源關聯(lián)的延遲持續(xù)時間；并 命令一個或多個電壓源啟用（或禁用）有關的電壓補償組件，以實現預期的效果并調整網 絡電壓。
[0251] 柱上電壓源1602可以與饋線1600耦合。在各個實施例中，柱上電壓源1602包括 耦合到存儲器1606的處理器1604 (例如，控制器）以及任何數量開關控制電壓源1608a-n。 在各個實施例中，處理器1604可以生成與不同開關控制電壓源1608a-n關聯(lián)的一個或多個 延遲值。
[0252] 在某些實施例中，柱上電壓源1602包括通信接口，該通信接口經配置接收與一個 或多個開關控制電壓源1608a-n關聯(lián)的一個或多個設定值。進一步地，該通信接口可以經 配置接收與一個或多個開關控制電壓源1608a-n關聯(lián)的一個或多個延遲。
[0253] 處理器1604例如通過改變延遲值的長度可以控制各種延遲，以改進散熱并延長 各個組件（例如，繼電器）的壽命。例如，如果開關控制電壓源的子集具有重切換負荷達預 定的時間段，處理器1604可以排除該子集的全部或一部分達一段時間，使得讓以前有效的 開關控制電壓源來冷卻和延長繼電器的壽命。同樣，如果開關控制電壓源的子集具有輕切 換負荷達預定的時間段，處理器1604可以縮短延長，使得以前很少使用的裝置可以執(zhí)行更 多切換，并允許其他開關控制電壓源被不經常使用。
[0254] 圖17是在某些實施例中通過處理器1604控制多個開關控制電壓源1608a_n的方 法的流程圖。在各個實施例中，開關控制電壓源1608的全部或某些可以由處理器1604控 制。開關控制電壓源1608a-n的全部或某些可以或可以包括單獨的處理器。
[0255] 在步驟1702中，處理器1604獲得用于開關控制電壓源1608a_n中的每個電壓源 的延遲值。在某些實施例中，處理器1604利用隨機數發(fā)生器生成一個或多個延遲值。在各 個實施例中，處理器1604可以經由可選的通信接口或近場通信接收來自集中通信設施的 延遲值。進一步地，處理器1604可以從存儲器1606獲得一個或多個延遲值。本領域中的 技術人員應當明白，處理器可以以任何數量的方式（例如，生成、通過通信接口接收、或預 配置）獲得延遲值。在另一個示例中，柱上電壓源1602可以接收與不同開關控制電壓源關 聯(lián)的一組延遲值。
[0256] 在步驟1704中，處理器1604和/或開關控制電壓源中的一個或多個電壓源監(jiān)測 配電網的近距電壓。近距電壓是接近柱上電壓源1602的電壓。在步驟1706中，處理器1604 和/或開關控制電壓源中的一個或多個電壓源比較近距電壓與至少一個設定值。至少一個 設定值可以被例如生成、預配置或經由可選的通信接口接收。
[0257] 在步驟1708中，如果比較指示近距電壓是非期望的或不良的，處理器1604針對開 關控制電壓源1608a-n中的每個電壓源初始化相應的延遲持續(xù)時間。每個不同的延遲持續(xù) 時間可以基于不同的延遲值。結果，不同的開關控制電壓源1608a-n基于關聯(lián)的延遲持續(xù) 時間執(zhí)行延遲動作。
[0258] 在步驟1710中，處理器1604確定是否在最短的延遲持續(xù)時間終止時連接開關控 制電壓源的電壓補償組件。例如，用于具體的開關控制電壓源的關聯(lián)延遲持續(xù)時間可以終 止。在終止后，如果近距電壓的持續(xù)監(jiān)測指示該近距電壓仍然是不良的（例如，通過比較近 距電壓與一個或多個設定值），處理器1604可以決定命令具體的開關控制電壓源接通（或 斷開）關聯(lián)的電壓補償組件。另一方面，如果在延遲期間近距電壓已經改變并且該近距電 壓是期望的，處理器可以不向開關控制電壓源1608a-n生成任何命令。
[0259] 在步驟1712中，處理器1604可以基于該確定控制與最短延遲關聯(lián)的開關控制電 壓源的開關，使得連接或耦合關聯(lián)的電壓補償組件，從而調整網絡電壓。
[0260] 本領域中的技術人員應當明白，針對每個開關控制電壓源，這個過程可以繼續(xù)，直 到近距電壓的連續(xù)監(jiān)測指示該近距電壓是期望的（例如，通過比較該近距電壓與一個或多 個設定值）。例如，在步驟1714中，處理器1604確定在下一個最短延遲持續(xù)時間終止后，是 否連接或耦合開關控制電壓源的電壓補償組件?？梢酝ㄟ^比較該近距電壓的連續(xù)監(jiān)測值與 一個或多個設定值進行確定。雖然該近距電壓的連續(xù)監(jiān)測可以潛在反映之前的開關控制電 壓源進行的調整，但是該近距電壓可能仍然是不良的。
[0261] 在步驟1716中，基于步驟1714的確定的決策塊導致在步驟1718中的控制與下一 個最短延遲關聯(lián)的開關控制電壓源的開關以調整網絡電壓，或導致因為該近距電壓在可接 受范圍內，沒有產生變化。在某些實施例中，如果近距電壓變成可接受的，處理器1604可以 終止所有初始化的延遲，并且不提供進一步調整網絡電壓的任何命令。在其他實施例中，即 使近距電壓變成可接受的，每個開關控制電壓源可以在每個延遲期滿時基于比較近距電壓 與一個或多個設定值進行單獨確定。
[0262] 如果做出啟用或禁用與下一個最短延遲持續(xù)時間關聯(lián)的開關控制電壓源的電壓 補償組件的確定，關聯(lián)的開關控制電壓源的開關可以被控制，以調整網絡電壓，并且該過程 返回到步驟1714。在每個延遲持續(xù)時間期滿時，該過程可以繼續(xù)，其中處理器1604可以通 過一個或多個開關控制電壓源繼續(xù)調整網絡電壓。
[0263] 如果處理器1604確定網絡電壓的進一步調整是不必要的（例如，基于近距電壓與 一個或多個設定值的比較），可選地，處理器1604可以選擇開關控制電壓源的子集并生成 不同的延遲值，或可選地，處理器1604可以使開關控制電壓源的子集無效（例如，不能對網 絡電壓做出進一步的改變），以允許散熱和/或延長一個或多個組件的壽命。在某些實施例 中，處理器1604可以調整任何數量的開關控制電壓源1608a-n的延遲值，以分散損耗、散熱 等。接著，該過程在步驟1704中繼續(xù)，其中近距電壓被繼續(xù)監(jiān)測并與至少一個設定值比較。 本領域的技術人員應當明白，步驟1720是可選的。
[0264] 圖18和19均示出饋線對變電站的電壓突然改變中的至少一個事件的電壓響應。 圖18和19進一步顯示，在這些示例中，部分由于不同開關控制電壓源的不同延遲，開關控 制電壓源（即，節(jié)點）在一起工作。由于每個開關控制電壓源可以在進行改進網絡電壓的 動作之前延遲該動作達不同的持續(xù)時間，不同開關控制電壓源之間的內耗得以避免。結果， 電壓可以漸進地改進（而非在預期電壓之上和之下來回彈跳），從而穩(wěn)步趨近期望電壓。
[0265] 圖18示出在某些實施例中未實施ENV0在不同時間處的初級饋線上的節(jié)點（即， 開關控制電壓源）的電壓性能的仿真。每個開關控制電壓源可以包括與其他開關控制電 壓源中的一個或多個電壓源不同的延遲。水平軸指的是以秒為單位的時間，而左側垂直軸 指的是網絡電壓。右側垂直軸指的是切入的容量kVar。雖然該水平軸指的是以秒為單位 的時間，但是本領域中的技術人員應當明白，時間可以以任何增量遞增，其包括但不限于納 秒、周期或部分周期。同樣，雖然右軸指的是kVar，開關控制電壓源的電壓補償組件可以補 償有功功率、無功功率、或兩者。
[0266] 系統(tǒng)啟動指的是仿真的啟動。該仿真在沿水平軸大約2. 8秒的時間開始。在大約 2. 8秒處的虛線指的是該仿真的起始。在4秒的時間，變電站電壓從大約1. 01下降到大約 0. 99。多個節(jié)點3、5、7、9、11和13在一秒的一小部分（fraction)內響應，將電壓改進到大 約0. 9998。此后，在不同的延遲后，通過一個或多個開關控制電壓源，做出從大約4. 3秒至 5. 5秒的寬帶到改進后大約5. 5秒處到大約8秒處的仿真結束的窄帶的微小改進。
[0267] 切入的容量虛線表示由不同開關控制電壓源的不同電壓補償組件輸送的容量。截 至變電站的大約電壓降，由所有節(jié)點提供的總容量大約是llOkVar。在更多的節(jié)點接通其關 聯(lián)的電壓補償組件時，從節(jié)點輸入到系統(tǒng)的總容量增加至大約200kVar (沒有ENV0)。
[0268] 本領域中的技術人員應當明白，通過在動作前實施延遲，每個開關控制電壓源可 以不斷監(jiān)測網絡電壓，并且潛在地對網絡電壓進行調整，從而很少有內耗或沒有內耗。作為 多個節(jié)點一致運行的結果，而不依賴外部控制或節(jié)點之間的通信，饋線的整體電壓得以快 速和有效改進。
[0269] 圖19示出在某些實施例中在具有ENV0的不同時間在初級饋線上的節(jié)點的電壓性 能的仿真。如關于圖18所討論的，每個開關控制電壓源可以包括與其他開關控制電壓源中 的一個或多個電壓源不同的延遲。水平軸指的是以秒為單位的時間，而左側垂直軸指的是 網絡電壓。右側垂直軸指的是切入的容量kVar。雖然該水平軸指的是以秒為單位的時間， 但是本領域中的技術人員應當明白，時間可以以任何增量遞增，其包括但不限于納秒、周期 或部分周期。同樣，雖然右軸指的是kVar，開關控制電壓源的電壓補償組件可以補償有功功 率、無功功率、或兩者。
[0270] 系統(tǒng)啟動指的是仿真的啟動。該仿真在沿水平軸的時間大約1. 9秒開始。在大約 1. 9秒處的虛線指的是該仿真的起始。在4秒的時間處，有負載變化（S卩，負載逐步增加）。 多個節(jié)點3、5、7、9、11和13在一秒的一小部分內響應，以改進電壓。此后，在不同的延遲后， 通過一個或多個開關控制電壓源，從大約4. 3秒至5. 9秒的寬帶到改進后大約5. 9秒處到 大約8秒處的仿真結束的窄帶的微小改進。
[0271] 切入的容量虛線表示由不同開關控制電壓源的不同電壓補償組件輸送的容量。截 至變電站的大約電壓降，由所有節(jié)點提供的總容量大約是90kVar。在更多的節(jié)點接通其關 聯(lián)的電壓補償組件時，從節(jié)點輸入到系統(tǒng)的總容量增加到大約160kVar (有ENV0)。
[0272] 在某些實施例中，節(jié)點3、5、7、9、11和13中的一個或多個包括圖14的η周期延遲 控制1402和慢/快積分控制模塊1404。在某些實施例中，圖18和19中描繪部分的示出最 大變化（例如，大約在4秒與4. 2秒之間）的部分可以是每個相應節(jié)點的η周期延遲控制 模塊1402的響應。改進后的寬帶響應可以包括某些節(jié)點的η周期延遲控制模塊1402的組 合的響應和其他節(jié)點的慢/快積分控制1404的響應。窄帶響應可以包括例如其他節(jié)點的 慢/快積分控制1404的響應。
[0273] 圖20示出在某些實施例中由聚合控制器對每個開關控制電壓源實施的控制方 案，其中變量Q (例如，調整后的電壓例如kVAR)以固定的時間間隔被注入，直到發(fā)生收 斂。在某些實施例中，每個開關控制電壓源可以有聚合控制器，每個開關控制電壓源可以是 ?Ο-kVAR或80-kVAR開關控制電壓源。例如，柱上系統(tǒng)可以包括控制多個不同開關控制電壓 源的一個控制器（例如，參見圖lla-e)。這類方案可以針對每個單獨開關控制電壓源消除 控制循環(huán)之間的不良干擾，這是由于單個"循環(huán)"可以在任何給定時間確定多少總電容器切 換到線上。
[0274] 在這個示例中，變量Q以預定的固定時間間隔注入。在某些實施例中，通過電壓誤 差的平方確定以任何時間階被注入的Q量。在一個示例中，這種行為通過下式表示：
[0275] Δ Q = Δ t. KQT. | v*_v |2 (1)
[0276] 其中，At是切換動作何時發(fā)生的固定時間階，以及KQT是基于系統(tǒng)特性、期望的響 應速度比例化Q量并解耦兩個毗鄰開關控制電壓源的控制器干擾的增益值。
[0277] 圖21示出在某些實施例中響應于輸入電壓階躍減少的負載電壓的仿真。在圖21 中，輸入電壓在大約〇. 2秒處下降。在大約0. 21秒處，一個或多個開關控制電壓源做出響 應，利用變量Q以固定時間間隔調整網絡電壓。在這個示例中，通過大約0.24秒的時間，總 電壓上升到大約0. 99,并且接著被保持。該仿真在大約0. 4秒處結束。
[0278] 圖22示出在某些實施例中響應于負載階躍增加的負載電壓的仿真。在圖22中，在 大約〇. 2秒處有負載階躍增加。在大約0. 22秒處，一個或多個開關控制電壓源做出響應， 利用變量Q以固定時間間隔調整網絡電壓。如同前面的示例，通過大約〇. 23秒的時間，總 電壓上升到大約0. 99,并且接著被保持。該仿真在大約0. 4秒處結束。
[0279] 可以指出，在圖21和22的兩種仿真之間，與響應于輸入電壓階躍減少相反，當響 應于負載階躍增加時，一個或多個節(jié)點的總切入容量可以更少。
[0280] 圖23示出在某些實施例中由聚合控制器對每個開關控制電壓源實施的控制方 案，其中固定的Q(例如，調整后的電壓例如kVAR)在可變的時間間隔被注入。在各個實施 例中，Λ Q(即，由一個或多個開關控制電壓源提供的無功功率、有功功率或兩者的量）是固 定的，而注入時間間隔是變化的。這種方案可以消除大的電壓擺動。例如，當大量的VAR突 然注入時，這種方案可以消除大的電壓擺動。不過，收斂可以更緩慢發(fā)生?？勺儠r間可以基 于以下計算：
[0281] Δ t = Κτ/ I V*-V I. (2)
[0282] 在負載、源變化時這個時間可以連續(xù)更新，并且毗鄰VAR單元的注入程度可以改 變電網電壓。在各個實施例中，當V等于V*時，電壓越接近基準值，與下一個間隔之間的時 間越長，直到上述表達式的限值等于無窮大。
[0283] 圖24示出在某些實施例中對輸入電壓階躍減少的負載電壓響應的仿真。在圖24 中，仿真在大約2. 9秒處開始，以及變電站的輸入電壓在大約4秒從大約1. 01下降到大約 0. 99。在1秒的一小部分內，一個或多個開關控制電壓源做出響應，以可變時間間隔的固定 Q調整網絡電壓。在這個示例中，通過大約6. 2秒的時間，總電壓上升到大約0. 9999,并且 接著被保持。該仿真在大約8秒處結束。
[0284] 如本文所討論的，以可變時間間隔利用固定Q的網絡電壓調整減少大的電壓擺 動，并平滑多個節(jié)點的響應曲線。結果，在達到預期電壓之前，其花費時間更長（例如，占一 秒的百分比）。
[0285] 圖25示出在某些實施例中對負載階躍增加的負載電壓響應的仿真。在圖25中， 仿真在大約2. 4秒處開始，并且負載在大約4秒處階躍增加。在1秒的一小部分內，一個或 多個開關控制電壓源做出響應，以可變時間間隔利用固定Q調整網絡電壓。在這個示例中， 通過大約6. 9秒的時間，總電壓上升到大約0. 9999,并且接著被保持。該仿真在大約8秒結 束。
[0286] 可以指出，在圖24和25的兩種仿真之間，與響應于負載階躍增加相反，當響應于 輸入電壓變化時，一個或多個節(jié)點的總切入容量可以更少。
[0287] 上述功能和組件可以由儲存在存儲介質例如計算機可讀介質上的指令組成。指令 可以被處理器檢索和執(zhí)行。某些指令示例是軟件，程序代碼和固件。某些存儲介質示例是 存儲器件、磁帶、磁盤、集成電路和服務器。當被處理器執(zhí)行時，指令可操作引導處理器根據 本發(fā)明的實施例操作。本領域的技術人員對指令、處理器和存儲介質是熟悉的。
[0288] 各個實施例在本文作為示例被描述。本領域的技術人員應當明白，在沒有偏離本 發(fā)明的廣泛范圍的情況下，可以對各個實施例進行改變并且可以使用其他實施例。因此，在 示例性實施例上的這些和其他變型可以被本發(fā)明覆蓋。
【權利要求】
1. 一種系統(tǒng)，其包括： 配電網； 耦合到所述配電網的第一開關控制無功伏安源即VAR源，所述第一開關控制VAR源包 括處理器、電壓補償組件以及開關，所述第一開關控制VAR源經配置 獲得第一延遲值，該第一延遲值不同于耦合到所述配電網的另一個開關控制VAR源的 另一個延遲值， 監(jiān)測所述配電網的第一近距電壓，所述第一近距電壓接近所述第一開關控制VAR源， 基于所述第一近距電壓與至少一個設定值的比較，初始化第一延遲持續(xù)時間，所述第 一延遲持續(xù)時間基于所述第一延遲值， 在所述第一延遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的電壓利用所述處理器確定是否連接所述 電壓補償組件，所述監(jiān)測到的電壓可能由其他開關控制VAR源改變，以及 基于所述確定控制所述開關連接所述電壓補償組件，以調整與所述配電網關聯(lián)的網絡 電壓或網絡電壓分量。
2. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一開關控制VAR源經配置以獲得所述第一 延遲值包括：所述開關控制VAR源經配置生成所述第一延遲值。
3. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述開關控制VAR源經配置以生成所述第一延遲 值包括：所述開關控制VAR源經配置利用隨機數發(fā)生器生成所述第一延遲值。
4. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一開關控制VAR源經配置以獲得所述第一 延遲值包括：所述第一開關控制VAR源經由所述開關控制VAR源的通信接口接收所述第一 延遲值。
5. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一開關控制VAR源經配置以獲得所述第一 延遲值包括：所述第一開關控制VAR源的存儲器經配置以儲存所述第一延遲值，所述存儲 器可由所述處理器存取。
6. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一開關控制VAR源經配置以基于所述確定 控制所述開關連接所述電壓補償組件，從而調整與所述配電網關聯(lián)的所述網絡電壓或所述 網絡電壓分量包括：所述第一開關控制VAR源經配置以基于所述確定控制所述開關連接所 述電壓補償組件，從而調整有功功率、無功功率或有功和無功功率兩者。
7. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括耦合到所述配電網的第二開關控制VAR 源，所述第二開關控制VAR源經配置以獲得不同于所述第一延遲值的第二延遲值，監(jiān)測所 述配電網的第二近距電壓，所述第二近距電壓接近所述第二開關控制VAR源，基于所述第 二近距電壓與至少一個額定值的比較，初始化第二延遲持續(xù)時間，所述第二延遲持續(xù)時間 基于所述第二延遲值，在所述第二延遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的第二近距電壓，由所述 第二開關控制VAR源的處理器確定是否連接所述第二開關控制VAR源的電壓補償組件，所 述監(jiān)測到的第二近距電壓在所述第二延遲持續(xù)時間結束之前由所述第一開關控制VAR源 改變，并且基于所述確定控制所述第二開關控制VAR源的開關連接所述第二開關控制VAR 源的電壓補償組件，以調整與所述配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。
8. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括耦合到所述配電網的第二開關控制VAR 源，所述第二開關控制VAR源經配置以獲得不同于所述第一延遲值的第二延遲值，監(jiān)測所 述配電網的第二近距電壓，所述第二近距電壓接近所述第二開關控制VAR源，基于所述第 二近距電壓與至少一個額定值的比較，初始化第二延遲持續(xù)時間，所述第二延遲持續(xù)時間 基于所述第二延遲值，在所述第二延遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的第二近距電壓，由所述 第二開關控制VAR源的處理器確定不連接所述第二開關控制VAR源的電壓補償組件，所述 監(jiān)測到的第二近距電壓在所述第二延遲持續(xù)時間結束之前由所述第一開關控制VAR源改 變。
9. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一開關控制VAR源經進一步配置以在控制 所述開關之后，獲得比所述第一延遲值更長的不同的延遲值。
10. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述開關包括與負溫度系數即NTC或電阻器串聯(lián) 的半導體開關，并且其中與所述NTC或電阻器串聯(lián)的所述半導體開關與繼電器并聯(lián)。
11. 一種方法，其包括： 由耦合到配電網的第一開關控制VAR源獲得第一延遲值，該第一延遲值不同于耦合到 所述配電網的另一個開關控制VAR源的另一個延遲值； 監(jiān)測所述配電網的第一近距電壓，所述第一近距電壓接近所述第一開關控制VAR源； 基于所述第一近距電壓與至少一個額定值的比較，初始化第一延遲持續(xù)時間，所述第 一延遲持續(xù)時間基于所述第一延遲值； 在所述第一延遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的電壓利用所述第一開關控制VAR源的處 理器確定是否連接所述第一開關控制VAR源的電壓補償組件，所述監(jiān)測到的電壓可能由所 述其他開關控制VAR源改變；以及 基于所述確定，控制所述第一開關控制VAR源的開關連接所述電壓補償組件，以調整 與所述配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中獲得所述第一延遲值包括生成所述第一延遲 值。
13. 根據權利要求11所述的方法，其中獲得所述第一延遲值包括利用隨機數發(fā)生器生 成所述第一延遲值。
14. 根據權利要求11所述的方法，其中獲得所述第一延遲值包括經由所述第一開關控 制VAR源的通信接口接收所述第一延遲值。
15. 根據權利要求11所述的方法，其中獲得所述第一延遲值包括所述第一開關控制 VAR源的存儲器接收所述第一延遲值，所述存儲器可由所述處理器存取。
16. 根據權利要求11所述的方法，其中基于所述確定控制所述第一開關控制VAR源的 開關連接所述電壓補償組件，從而調整與所述配電網關聯(lián)的所述網絡電壓或所述網絡電壓 分量包括：基于所述確定控制所述第一開關控制VAR源的開關連接所述電壓補償組件，從 而調整有功功率、無功功率或有功和無功功率兩者。
17. 根據權利要求11所述的方法，其進一步包括由耦合到所述配電網的第二開關控制 VAR源獲得不同于所述第一延遲值的第二延遲值，監(jiān)測所述配電網的第二近距電壓，所述第 二近距電壓接近所述第二開關控制VAR源，基于所述第二近距電壓與至少一個額定值的比 較，初始化第二延遲持續(xù)時間，所述第二延遲持續(xù)時間基于所述第二延遲值，在所述第二延 遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的第二近距電壓，由所述第二開關控制VAR源的處理器確定 是否連接所述第二開關控制VAR源的電壓補償組件，所述監(jiān)測到的第二近距電壓在所述第 二延遲持續(xù)時間結束之前被所述第一開關控制VAR源改變，并且基于所述確定控制所述第 二開關控制VAR源的開關連接所述第二開關控制VAR源的電壓補償組件，以調整與所述配 電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。
18. 根據權利要求11所述的方法，其進一步包括由耦合到所述配電網的第二開關控制 VAR源獲得不同于所述第一延遲值的第二延遲值，監(jiān)測所述配電網的第二近距電壓，所述第 二近距電壓接近所述第二開關控制VAR源，基于所述第二近距電壓與至少一個額定值的比 較，初始化第二延遲持續(xù)時間，所述第二延遲持續(xù)時間基于所述第二延遲值，在所述第二延 遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的第二近距電壓，由所述第二開關控制VAR源的處理器確定 不連接所述第二開關控制VAR源的電壓補償組件，所述監(jiān)測到的第二近距電壓在所述第二 延遲持續(xù)時間結束之前被所述第一開關控制VAR源改變。
19. 根據權利要求11所述的方法，其進一步包括在控制所述開關之后，獲得比所述第 一延遲值更長的不同的延遲值。
20. 根據權利要求11所述的方法，其中所述開關包括與NTC或電阻器串聯(lián)的半導體開 關，并且其中與所述NTC或電阻器串聯(lián)的所述半導體開關與繼電器并聯(lián)。
21. -種計算機可讀介質，其包括用于執(zhí)行方法的處理器可執(zhí)行的指令，所述方法包 括： 由耦合到配電網的第一開關控制VAR源獲得第一延遲值，該第一延遲值不同于耦合到 所述配電網的另一個開關控制VAR源的另一個延遲值； 監(jiān)測所述配電網的第一近距電壓，所述第一近距電壓接近所述第一開關控制VAR源； 基于所述第一近距電壓與至少一個額定值的比較，初始化第一延遲持續(xù)時間，所述第 一延遲持續(xù)時間基于所述第一延遲值； 在所述第一延遲持續(xù)時間之后，基于監(jiān)測到的電壓利用所述第一開關控制VAR源的處 理器確定是否連接所述第一開關控制VAR源的電壓補償組件，所述監(jiān)測到的電壓可能被其 他開關控制VAR源改變；以及 基于所述確定，控制所述第一開關控制VAR源的開關連接所述電壓補償組件，以調整 與所述配電網關聯(lián)的網絡電壓或網絡電壓分量。
【文檔編號】G05F1/70GK104094179SQ201280069184
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年12月6日 優(yōu)先權日:2011年12月6日
【發(fā)明者】D·M·迪萬, H·陳, A·普拉薩拉 申請人:瓦倫泰克公司